在这四月狂风暴雨的日子里,我们拣定了这个晴朗的天,早晨阳光初起,我们就淹没在紫荆山腰盘旋公路的春色里,时隐时现,你前我后,相聚“新田杯”。
实验技能大比拼,物理素养共提升——桥江辖区物理教研组第一届“新田杯”学生实验大赛活动在辖区王民权主任、陈勇军副主任和肖时永校长的悉心指导下,于2024年4月28日在新田学校有序举行,每个学校由一到两位老师带队,每个学校派出两位学生参加比赛。本次活动分“趣味参与·悟理集智”“本味比赛·剑指统考”“美味传道·为学之方”三个板块,每个板块独具特色,指向清晰,给辖区物理实验教学带来深入的思考和为辖区物理实验教学提供了良好的范例。
一、趣味参与·悟理集智
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《让学生创造着长大》有这样一句话:一两的真实实践胜过一顿的记忆训练,做一件事胜过做百道题。这个环节里,同学们体验了“地狱火”、悬浮乒乓球、悬浮旋转气球、乒乓球炮弹、战国汲酒器、火柴大力士等趣味神奇的物理实验。
严立叶老师带领学生用短路电池触碰钢丝棉,发现钢丝棉会瞬间燃烧起来,这是因为电流具有热效应,可达上千度(钢丝棉燃点1500℃)!我们生活中使用的电暖器、电饭锅、电熨斗等家用电器,都是利用了热效应来工作的。
周怀中老师带领学生用电吹风吹起悬浮的乒乓球。实验利用了伯努利效应。流体流速越大,压强越小。乒乓球周围空气流速大,压强就小了,于是气压让乒乓球不容易左右移动,而吹风机朝上吹的力抵消了乒乓球自己的重力,于是乒乓球就悬浮在空中啦!我们生活中天上飞行的飞机、农业生产中喷雾器、体育竞技中的旋转球都应用到了伯努利效应。
悬浮旋转气球,当我们在气球圆环下方用吹风机吹气时,气球圆环在空中悬浮并旋转了起来。实验利用了康达效应,当我们在气球下方用吹风机吹气,气流吹向气球的曲面时,速度会加快,压力会减小;而外围的气流速度慢,压力较大。吹风机使气球附近的空气流速变快,形成了一个带动气球转动起来的力,所以气球就可以在空中悬浮并旋转起来啦。
实验原理是对着管子出口吹风,使得射流对周围的空气产生卷吸作用,出口处气压下降,管子入口处的乒乓球就会被底部的大气压推上来,像炮弹一样发射出去了。
怀中老师手中的现代汲酒器的汲取功能是充分利用了大气压强的原理,通过器内水压和器外大气压的共同作用,使水被汲起或放出。当从汲酒器排气孔移开拇指后,器内和器外的大气压力相互抵消,水则以自身的压力缓缓流出。这是古代劳动人民聪明才智和非凡创造力的集中体现,是古人对大气压原理和虹吸原理科学认识的有力佐证。
被撑开的棉线与横着的火柴之间产生一定摩擦力,为另外两根火柴提供了支撑力。三根火柴就形成了一个稳固的支架,然后就把水瓶吊住了。且挂水瓶越多,压力越大,摩擦力越大。
本次趣味实验因为是我辖区第一届实验比赛,故有所遗憾实属正常,但愿今后的趣味实验中加入“教学魔术”,以物理知识为魔术设计的依据,通过表演者风趣、幽默的主持及“故弄玄虚”的演出,借助玄妙的魔术现象呈现物理知识的本质。教学魔术秉承了实验为教学服务的宗旨,激发学生学习物理的兴趣,将会更加能够调动学生积极性,发散他们的思维,提升学生的物理核心素养。
二、本味比赛·剑指统考
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《物理课程标准》(2022年)将实验探究作为独立的一级主题纳入内容框架里,充分体现了实验探究教学的地位。实验探究分为测量类学生必做实验(9个)和探究类学生必做实验(11个)两大类。本味实验比赛中,基础类实验即从测量类和探究类中各选取一个,创新类实验由学生自制器材和创新实验方法。
比赛中由桥江镇中胡德安、三江学校张志宏、周怀中、善溪学校朱成、江东学校刘炳坤、何庆华、大湾学校朱文共7位老师担任,每位评委老师交叉学校,负责给两位学生打分,大湾学校黄德湘和新田学校严立叶老师负责器材补充。每个实验限时20分钟,需要完成实验操作和填写实验报告单,创新类实验边操作边需要给评委老师讲解创新点。
(一)基础类
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1.测量小石块和盐水的密度
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①平衡——放、拨、调
②称量——左物右码,大码、小码、再游码
③读数——M左(物体)=M右(砝码)+M游(游码)
④回归——称量完毕,游码归零,砝码归盒,器材归位。
学生对上述四个过程一气呵成,体现出对实验基础知识的过程、原理、方法都相当熟悉,操作也非常熟练。
2.探究电流与电压、电阻的关系
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①探究电流与电压的关系保持电阻不变,改变电压。如选用同一个定值电阻,通过调节滑动变阻器,改变电阻两端的电压,记录电压值与对应的电流大小。
②探究电流与电阻的关系保持电压不变,改变电阻。更换不同阻值的定值电阻,调节滑动变阻器使定值电阻两端的电压保持不变。
(二)创新类
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三江学校带来他们探究摩擦力大小实验。
油洋中学带来了用液体压强和连通器自制喷泉和改进的平面镜成像。
桥江镇中带来了大小试管解释大气压强实验。
大湾学校带来了探究影响液体浮力大小因素的实验。
相信这次本味比赛对学生实验能力是一次很好的历练,同学们面对今年的全省统考,能用更高的热情和更扎实的求学作风,让自己不断进步,让实验技能有更大的提升。
三、美味传道·为学之方
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“人一能之己百之,人十能之己千之。果能此道矣。虽愚必明,虽柔必强。”别人一次就能做到的,我反复一百次;别人十次就能做到的,我反复一千次;如果真能这样努力,即便是再愚笨的人,也一定可以聪明起来;即便是再柔弱的人,也一定可以强硬起来。读了几遍《中庸》我最喜欢还是这句话。
——周怀中,第九届乡村好校长最具学习力的老师。
这是物理课堂上最美的语言,怀中老师给参赛的学生进行了一个《从分子运动到为学之方:构建科学的学习策略》的微型读书分享,他结合分子运动,从读书成才的目标导向、持之以恒、激发兴趣、为学之方、分享共勉五个方面,用文学的力量点燃对科学的追寻。
全体参赛学生合影
部分参赛教师合影
你能看见我的爱
只有光
破雾而来
美味而浪漫的物理
初审:严立叶
复审:肖时永
终审:陈勇军