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生活現(xiàn)象以揭示物理規(guī)律
生活現(xiàn)象以揭示物理規(guī)律【1】
【摘要】物理知識(shí)來(lái)源于生活。
教師要引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)生活現(xiàn)象來(lái)認(rèn)識(shí)物理規(guī)律，利用所學(xué)的物理知識(shí)來(lái)解決生活中的問(wèn)題。
本文從探究生活問(wèn)題、引入生活元素、走進(jìn)生活三個(gè)維度進(jìn)行了分析，并提出了具體的措施。
【關(guān)鍵詞】生活現(xiàn)象 物理規(guī)律 初中物理
新課改理念是讓學(xué)生通過(guò)生活中的現(xiàn)象來(lái)認(rèn)識(shí)物理規(guī)律，利用所學(xué)物理知識(shí)來(lái)解決生活中的問(wèn)題。
在日常教學(xué)中，教師可以通過(guò)生活現(xiàn)象讓學(xué)生去感知物理知識(shí)，從而總結(jié)與之相關(guān)的規(guī)律，這樣學(xué)生理解并掌握物理知識(shí)就會(huì)比較容易，并且通過(guò)學(xué)生熟悉的現(xiàn)象來(lái)活躍課堂氛圍，讓學(xué)生對(duì)物理產(chǎn)生濃厚的興趣，從而使物理知識(shí)規(guī)律的講解變得更加簡(jiǎn)單，易于學(xué)生的理解。
一、探究生活問(wèn)題，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
在初中物理教材中展示了很多物理現(xiàn)象，這些現(xiàn)象大多來(lái)自于學(xué)生身邊的生活，如果教師能通過(guò)富有生活情趣的問(wèn)題，帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)，就會(huì)使學(xué)生從內(nèi)心上積極主動(dòng)地參與課堂教學(xué)中，全身心地投入到課堂討論中，激發(fā)學(xué)生對(duì)知識(shí)的渴望，進(jìn)而激勵(lì)學(xué)生深入探究，并產(chǎn)生創(chuàng)新的欲望。
如在教學(xué)《壓強(qiáng)》一課時(shí)，在學(xué)習(xí)如何增大、減小壓強(qiáng)的方法之前，為了引導(dǎo)學(xué)生從生活出發(fā)考慮問(wèn)題，教師可以提出開(kāi)放性的問(wèn)題：“你將如何實(shí)現(xiàn)使你對(duì)地面的壓強(qiáng)增大;又如何使你對(duì)地面的壓強(qiáng)減小。請(qǐng)同學(xué)們討論后演示出來(lái)。”學(xué)生通過(guò)熱烈的討論后，紛紛演示：有學(xué)生捧了一堆書(shū)站在地上來(lái)增大壓強(qiáng);有學(xué)生則用一只腳站在地面上來(lái)增大壓強(qiáng);還有學(xué)生手里捧著一堆書(shū)且用一只腳站在地上來(lái)增大壓強(qiáng)。
當(dāng)學(xué)生演示減小壓強(qiáng)時(shí)，課堂氣氛異常高漲：有學(xué)生走到前臺(tái)后，脫掉外衣來(lái)減小壓強(qiáng);有學(xué)生則是趴在地上來(lái)減小壓強(qiáng);還有學(xué)生坐在了地上來(lái)減小壓強(qiáng)……學(xué)生在演示的過(guò)程中，為自己也為同學(xué)上了很生動(dòng)的一課，在討論探究的過(guò)程中獲取了增大、減小壓強(qiáng)的方法，在一片歡聲笑語(yǔ)中掌握了物理知識(shí)。
二、引入生活元素，調(diào)動(dòng)思維意識(shí)
由于年齡因素，學(xué)生對(duì)一些物理規(guī)律很難理解透徹，教師如果把教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生生活聯(lián)系起來(lái)，根據(jù)課本內(nèi)容選擇一些與之相關(guān)的生活現(xiàn)象，讓學(xué)生在分析生活現(xiàn)象的過(guò)程中，逐步發(fā)現(xiàn)蘊(yùn)含其中的物理規(guī)律。
如在教學(xué)《平面鏡》一課時(shí)，為了使學(xué)生能夠清楚地掌握平面鏡成像的特點(diǎn)，教師把學(xué)生熟悉的生活現(xiàn)象呈現(xiàn)在課堂中，讓學(xué)生通過(guò)思考、探究，最終獲得平面鏡成像的特點(diǎn)。
例如，讓一個(gè)學(xué)生站在平面鏡前并勻速地走向平面鏡，那么在平面鏡中他的高度是多少?他在平面鏡中所成像的大小會(huì)如何變化?學(xué)生看到這個(gè)問(wèn)題就非常感興趣，在自主思考后，開(kāi)始討論，紛紛發(fā)表自己的觀點(diǎn)。
通過(guò)這樣的討論，促使學(xué)生從多方位對(duì)物理現(xiàn)象進(jìn)行了探究，并能對(duì)同伴提出的觀點(diǎn)再次進(jìn)行分析和整合，最終使問(wèn)題得到解決，得出平面鏡成像的特點(diǎn)：所成的像和物體始終一樣大小;所成的像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離是相等的，也就是說(shuō)所成像和物體是關(guān)于平面鏡對(duì)稱，而且所成像是虛像。
引入生活元素能幫助學(xué)生透徹理解物理規(guī)律，使學(xué)生能夠透過(guò)現(xiàn)象看到事物的本質(zhì)，讓學(xué)生逐步學(xué)會(huì)分析問(wèn)題的方法，深刻領(lǐng)悟其中所包含的物理思想。
三、走進(jìn)生活，培養(yǎng)觀察能力
物理知識(shí)來(lái)源于生活。
教師要抓住這一特點(diǎn)，多讓學(xué)生走進(jìn)生活，從身邊的生活入手，探究其中的物理規(guī)律，使生活素材能夠激發(fā)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)，進(jìn)而主動(dòng)探究物理規(guī)律，并用所學(xué)知識(shí)去解決生活問(wèn)題，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)好物理的動(dòng)力。
如在教學(xué)《杠桿》一課時(shí)，教材中描述了杠桿的本質(zhì)：一根硬棒，當(dāng)力作用在能夠圍繞其上的固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。
可是在實(shí)際生活中，學(xué)生看到的杠桿卻是形態(tài)各異的，這時(shí)教師就要引導(dǎo)學(xué)生從生活現(xiàn)象出發(fā)，發(fā)現(xiàn)杠桿的存在。
學(xué)生通過(guò)仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)：開(kāi)啟啤酒瓶蓋時(shí)就是杠桿的一種;平時(shí)掃地也是杠桿的一種體現(xiàn);擰螺絲用的扳子也是杠桿的一種;用來(lái)剪東西的剪刀也是杠桿的一種。
然后讓學(xué)生觀察這些器具的構(gòu)造，仔細(xì)體會(huì)它們的工作過(guò)程，尋找它們的共同點(diǎn)，再將杠桿的定義與其進(jìn)行對(duì)比，從而體會(huì)杠桿的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用原理，進(jìn)而充分認(rèn)識(shí)杠桿的本質(zhì)特征。
通過(guò)探究生活化的物理知識(shí)，加上教師的引導(dǎo)，給予學(xué)生足夠想象的空間，使學(xué)生能夠處于主動(dòng)觀察、思考和探究中，充分感受、發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律。
讓學(xué)生養(yǎng)成了觀察的好習(xí)慣，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。
總之，拉近物理與生活的距離，增加了物理教學(xué)的趣味性和現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，讓學(xué)生真正感受到生活中物理的存在，并從內(nèi)心深處愿意學(xué)習(xí)物理，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高初中物理教學(xué)效率。
運(yùn)用生活現(xiàn)象做物理實(shí)驗(yàn)【2】
根據(jù)新課程教學(xué)理念，在物理課堂教學(xué)方式上更加注重探究與體驗(yàn)，根據(jù)教材的知識(shí)內(nèi)容，巧妙利用生活中的素材，培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力，使概念和規(guī)律在探究中習(xí)得，在動(dòng)手中養(yǎng)成能力，在辨析中完善思維，而“渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)”這一節(jié)的內(nèi)容就為學(xué)生進(jìn)行物理來(lái)源提供了很好的素材。
盡管學(xué)生學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中渦流現(xiàn)象也并不陌生，但由于很難從直觀觀察和感受渦流的形成，只停留在教材文本和教師的講述中，為了讓學(xué)生更形象、更直觀地掌握渦流的形成，筆者利用生活中常見(jiàn)的物品，指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)了一些小實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用到課堂教學(xué)中，獲得了較好的教學(xué)效果。
用電磁爐引入新課
巧妙利用生活中的一些物品來(lái)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)適合學(xué)生認(rèn)知水平的物理小實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和手段，加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
人教版高中《物理》選修3-2在《電磁感應(yīng)》一章安排了“渦流” 的學(xué)習(xí)，而沒(méi)有設(shè)計(jì)有關(guān)渦流的演示實(shí)驗(yàn)。
筆者借助生活中常見(jiàn)的電磁爐，設(shè)計(jì)了利用電磁爐點(diǎn)亮沒(méi)有電源的小燈泡和水中的二極管兩個(gè)小實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)生興趣。
實(shí)驗(yàn)1：沒(méi)有電池，你能讓燈泡發(fā)光嗎? 所需材料：電磁爐、小燈泡、節(jié)能燈泡、漆包線。
實(shí)驗(yàn)方法：①將漆包線卷成一圈(或者一般的帶塑料絕緣皮的導(dǎo)線也可以)，與小燈泡連上。
將做好的線圈放到電磁爐上，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，小燈泡就會(huì)每隔數(shù)秒閃爍一次。
�、趯⑵岚�纏20圈左右，與5瓦的節(jié)能燈泡連接。
同樣將做好的線圈放在電磁爐上，也會(huì)與小燈泡相同的閃亮。
實(shí)驗(yàn)2：沒(méi)有電池，你能讓水中的二極管發(fā)光嗎? 所需材料：二極管、漆包線、帶鐵芯的線圈(實(shí)驗(yàn)室用來(lái)演示電磁感應(yīng)現(xiàn)象的線圈即可)、燒杯。
實(shí)驗(yàn)方法：將二極管與纏有20圈左右的線圈連接上。
將裸露的金屬部分用防水膠帶纏上，以防止水進(jìn)入。
將帶二極管的線圈放入燒杯的水中，將此燒杯置于內(nèi)有鐵芯的線圈上。
將此線圈通上20伏左右的交流電，會(huì)看到線圈沉到底部，二極管閃亮。
而且如果一會(huì)兒通交流電，一會(huì)兒又?jǐn)嗟�，就�?huì)看到水中的線圈沉沉浮浮的樣子。
學(xué)生知道電磁爐是在日常生活中經(jīng)常使用到的工具，是利用線圈的感應(yīng)電流來(lái)加熱飯鍋的。
但利用這個(gè)感應(yīng)電流點(diǎn)亮小燈泡及節(jié)能燈泡，確是學(xué)生在平時(shí)不曾見(jiàn)到的，可以極大地激發(fā)學(xué)生了解電磁爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)的興趣，順利引入所要學(xué)習(xí)的知識(shí)――渦流的形成。
通過(guò)前面點(diǎn)亮小燈泡的實(shí)驗(yàn)得知，導(dǎo)體中有渦流時(shí)會(huì)發(fā)熱，說(shuō)明渦流像其他電流一樣也具有熱效應(yīng)。
渦流的熱效應(yīng)在生活、生產(chǎn)中有重要的應(yīng)用，如電磁爐、真空冶煉爐都是利用渦流的熱效應(yīng)來(lái)工作的，筆者借助電磁爐設(shè)計(jì)了一個(gè)加熱鋁箔的實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明渦流加熱的特點(diǎn)，效果很明顯。
實(shí)驗(yàn)3：利用電磁爐，加熱鋁箔 所需材料：電磁爐、鋁箔(家庭廚房用的即可)、木筷子。
實(shí)驗(yàn)方法：剪一塊鋁箔，用木筷子夾起在電磁爐上晃動(dòng)，就會(huì)看到，鋁箔被加熱后，在某一部分產(chǎn)生火花繼而燃燒起來(lái)的現(xiàn)象。
通過(guò)分析鋁箔的燃燒，可以帶領(lǐng)學(xué)生分析，如何利用或防止渦流的熱效應(yīng)，并進(jìn)而讓學(xué)生猜想：使用電磁爐時(shí)所用的鍋都是鐵質(zhì)或不銹鋼的，不能使用鋁制或銅制的鍋，加深利用學(xué)到的物理知識(shí)解釋生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象的能力。
電磁爐演示電磁阻尼
電磁阻尼現(xiàn)象源于電磁感應(yīng)原理，由于閉合導(dǎo)體所穿透的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這一電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)阻礙兩者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
電磁阻尼現(xiàn)象廣泛應(yīng)用于需要穩(wěn)定摩擦力以及制動(dòng)力的場(chǎng)合，比如電表、電磁制動(dòng)機(jī)械等，但由于實(shí)驗(yàn)室演示這類現(xiàn)象的儀器比較少，現(xiàn)象不明顯，原理也不易解釋，造成學(xué)生對(duì)電磁阻尼這類實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題理解困難。
因此，筆者利用電磁爐設(shè)計(jì)了一個(gè)效果非常顯著的鋁箔懸停的小實(shí)驗(yàn)完全避開(kāi)這些問(wèn)題。
實(shí)驗(yàn)4：利用電磁爐，鋁箔空中懸停。
所需材料：電磁爐、鋁箔、圓筒(保鮮膜的芯即可)。
實(shí)驗(yàn)方法：把鋁箔切成圓形，中心開(kāi)個(gè)孔。
把保鮮膜的芯放在電磁爐的中央。
讓鋁箔的孔穿過(guò)保鮮膜的芯，也放在電磁爐上。
打開(kāi)電磁爐的開(kāi)關(guān)，鋁箔就會(huì)立即浮起來(lái)，漂浮在半空中。
利用偏轉(zhuǎn)線圈，演示電磁驅(qū)動(dòng)
課本上，電磁驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)是將一個(gè)鋁框放在梯形磁鐵的兩個(gè)磁極間，可以繞固定軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
轉(zhuǎn)動(dòng)磁鐵觀察到鋁框能緩慢的轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，但實(shí)驗(yàn)效果不明顯，而且缺乏趣味性，對(duì)學(xué)生吸引力不大，筆者借助實(shí)驗(yàn)室淘汰下來(lái)的老式示波管上的偏轉(zhuǎn)線圈，制做了一臺(tái)電磁驅(qū)動(dòng)儀器，實(shí)驗(yàn)儀效果不僅直觀而且比原來(lái)有了顯著改善，同時(shí)可以利用這個(gè)裝置設(shè)計(jì)趣味性很強(qiáng)的電磁驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)5：利用舊電視或?qū)嶒?yàn)室中的老舊示波器中取出的偏轉(zhuǎn)線圈制作旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，讓小鐵球旋轉(zhuǎn)。
所需材料：偏轉(zhuǎn)線圈(從廢棄的電視機(jī)上拆卸)，電容器(220伏，200微法)、學(xué)生電源、導(dǎo)線、接線柱、小鐵球(直徑1厘米左右的小球)，光滑的塑料圓盤。
實(shí)驗(yàn)方法：①裝置組裝，如圖一所示，從廢棄的陰極射線管上，拆下偏轉(zhuǎn)線圈，裝在如花盆形狀的陶瓷罐里，將2個(gè)線圈相對(duì)放置，安裝好。
如圖二所示，與其他的材料一起，安裝在長(zhǎng)30厘米左右的正方形板子上，為了抑制線圈發(fā)熱，把交流電壓降至10伏。
偏轉(zhuǎn)線圈的2個(gè)線圈即使不動(dòng)，由于微弱的感應(yīng)電阻差的影響，流動(dòng)的電流也會(huì)產(chǎn)生相位差形成轉(zhuǎn)動(dòng)的磁場(chǎng)，但由于已將此相位差調(diào)為了90度，所以只能給一側(cè)的線圈施加200微法的電容器。
用它可以得到頻率為50赫茲的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。
同時(shí)旋轉(zhuǎn)的方向是可變的，用導(dǎo)線和接線柱與另一側(cè)的線圈連接，就能使極性發(fā)生逆轉(zhuǎn)。
�、谠谄D(zhuǎn)線圈的上面放置光滑的塑料圓盤，往盤中放入小鐵球，就可以觀察小鐵球發(fā)生旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)然為了吸引學(xué)生的注意力也可以在圓盤上放置其他一些金屬物，在金屬物上粘貼卡通圖片，觀察它們的旋轉(zhuǎn)。
綜上所述，在物理教學(xué)中如果能利用生活中常見(jiàn)的物品，設(shè)計(jì)出效果明顯、操作簡(jiǎn)單的小實(shí)驗(yàn)，不僅可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也能活躍課堂氣氛，讓學(xué)生知道物理來(lái)自生活。
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