低成本、高智慧、深探究---从简易密度计的制作过程透视低成本实验开发的策略(二)
实验制作:当取橡皮的四分之一体积的时候,将圆珠笔用力插入橡皮,制作成一个简易的密度计。将自制的简易密度计放入水中,简易密度计会呈竖直漂浮状态。
实验现象:简易密度计在水中竖直漂浮状态下,标出笔杆上液面所对的位置。然后将这个密度计放入盐水中,标出笔杆上液面所对的位置。会发现两个液面位置不同。实验效果十分明显。
4、实验设计的拓展:
实践制作的成功,极大的鼓舞了进一步研究的热情。既然笔杆可以用来实验,那么笔帽是否也可以呢?说做就做,在笔帽上装上一块橡皮,果然可以漂浮。仔细一观察,还发现了一个问题,笔帽中有一段被液封的空气柱。联想到有关空气柱体积变化引起浮力变化的相关习题。眼前一亮,这不就是一个很好的浮沉子吗!
实验器材:矿泉水瓶,圆珠笔帽,橡皮,自来水
实验制作:在圆珠笔帽把上插上半块橡皮,将它放入水中刚好能浮在水面上,然后装入密封的塑料瓶中。
实验现象:用手挤压它就沉下去了,松手后它又上来了。“浮沉子”为什么能沉浮自如呢?如果仔细观察“浮沉子”,就可以发现:当用力挤压瓶子时,笔帽里的空气被压缩,一部分水进入笔帽,导致“浮沉子”排开水的体积变小,受到的浮力减小,它就下沉了;反之,当松开手,水的压力减小,笔帽里的空气体积增大,“浮沉子”排开水的体积随之增大,受到的浮力也增大,它就浮上来了。
这个实验的开发,最大的特点是科学知识内涵丰富,而操作简单,趣味性十分强,学生观察思考的热情高涨。
三、低成本实验开发策略的一些启示
(一)、实验主题从何而来?
实验主题来源有哪些?缺乏有效的问题,就会漫无目的,不知从何做起。而问题不是说有就会有,也不会脱离背景而独立存在。所以我们可以尝试从问题形成的背景中加以探寻。
1、习题应用中呈现的实验。习题是对课本知识原理的一种应用演绎。它对课本有很大的拓展,对生活场景的结合也更具体。我们可以将这些习题情景加以呈现,为学生的理解提供一种真实的背景。上述案例中简易密度计的制作,就是来源于一个中考题。丰富的习题就是丰富的资源。
2、新知呈现中缺乏专有设备。从教的角度上来看,实验室固有的器材,在内容上有很大的局限,许多新知识的呈现缺乏载体。我们可以以此为契机开发实验,丰富课堂教学。例如八年级《影响导体电阻大小的因素》,对于温度因素的认识,教材上没有安排实验,实验室也缺少实验材料。我补充了一个《温度对导体电阻的影响》的自制演示实验。
实验器材:毫安表、学生电源、电键、酒精灯、40瓦白炽灯一只、锉刀、导线若干。
实验制作:用锉刀锉开白炽灯的玻璃,取得完整的灯泡钨丝;把钨丝连接到电路中;接通电路用酒精灯对钨丝加热,观察电流表的示数变化。
实验操作:闭合开关用酒精灯对钨丝加热,只见钨丝被烧红毫安表示数明显减小;移开酒精灯毫安表示数明显增大,再用酒精灯对钨丝加热毫安表示数又明显减小。
取 材 加热前 加热后
3、知识理解中有思维上的障碍。从学的角度分析,科学学习中抽象的理性思维愈为突出,学生对某些新的概念似懂非懂,对某些现象将信将疑,从而形成学习的障碍,影响学习效果。针对性的开发补充实验就可以起到“引导”、“解惑”的推动作用。例如八年级《浮力》,教材中对浮力的产生原因与方向没有涉及。学生对浮力的三要素本质缺乏足够的认识。所以具体到浮沉条件的应用中,受力分析有很大的困难。所以我补充了一个演示实验。
实验器材:2.5升的雪碧瓶,乒乓球,小刀
实验制作:用小刀切掉雪碧瓶底
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