初中物理模拟实验的教学.docx

          初中物理模拟实验的教学                    模拟实验是一种实物实验，但实验中所用的实物并不是真正的研究对象实验中观察到的现象、测得的数据和结论，要经过推理、想象、换算才能适用于真正的研究对象物理学所研究的对象，大至宇宙、星系……,小至分子、原子、核子、中微子……；物理变化所用时间，长则超过人类历史，短则远非一瞬间所能形容物理实验室的大小、实验时间、观察手段、仪器装置都有一定的限制，不可能在实验室内重现所有的物理现象模拟实验就是把这些过大或过小的研究对象，过长或过短的变化时间，或人的感官无法直接感知的物理现象变换成实验室内可容纳的，人们可观察的，可重复的实验来研究在教学中可以融入了很多模拟实验例如：《模拟日食现象》、《模拟沉船打捞》、《摩擦力的形成与方向》、《模拟气流速度与压强的关系》、《探究浮冰对水面变化的影响》等这些实验有的适合课堂演示，有的适合集体活动，还有的适合在家庭中进行在实际的模拟实验的教学中，首先要特别注意强调模拟实验和研究对象的共同点即：模拟实验的目的引导学生在做实验时，注意力能集中于一点例如：《模拟日食现象》中，首先要强调用手电筒的近似平行光相当于实际问题中的太阳光，用泥球的不透明性模拟月球的遮挡太阳光的情况，用观察孔的观察替代地球上人的实际观察。

模拟实验还能将人们无法直接感知的物理现象转换到实验室内，使之重现，这种实验现象明显、直观、简单、可靠、富有启发性作为教师应努力创造条件，多做、做好模拟实验模拟实验活动的开展，一般由提出问题----设计实验----进行实验----思考与讨论-----反思与拓展的形式进行其中提出问题应介绍相应的背景，例如《探究浮冰对水面变化的影响》中，可这样提出问题：如果由于环境的变化，引起全世界海洋上的冰山全部熔化，会造成海洋淹没陆地的后果吗？而设计实验主要有两种思路：一．用“以小见大”的模拟思路设计模拟实验模拟实验的模拟方法可以“以小见大”，例如《模拟日食现象》中用手电筒、泥球、小孔模拟太阳、地球、月球；《模拟沉船打捞》中用水杯、小石子、矿泉水瓶模拟轮船、石头、浮筒,《模拟浮冰对水面的影响》中用小冰块模拟冰山，用盐水模拟海水等虽然物体的大小比例不同，但现象是相似的图1所示是模拟日食现象的装置，其中泥球用铁丝弯折穿过后再固定到光具座的铁夹上面，手电筒和带小孔的硬纸板也在光具座上固定）实验时通过调整月球与太阳、地球之间的距离和其它相对位置，透过观察孔进行观察，可以看到几可乱真的日全食、日偏食和日环食现象，太阳（手电筒） 月球（橡皮泥球） 地球（观察孔）图1二．用“以大见小”的模拟思路设计模拟实验模拟实验的模拟方法也可以是“以大见小”.例如，摩擦力的产生和方向的判断之所以会成为一个难点，是因为这种现象的变化过于微小，人们无法感知。

在《模拟摩擦力的产生与方向》中我们用易于发生形变的毛刷、海绵等物进行放大模拟，就较好地解决了这个问题实际模拟方法是这样的：在桌面上铺一层毛巾，把毛刷A有毛的一面放在上面，可以观察到它没有受到水平拉力或推力时，毛并没有发生形变（图2），说明此时没有摩擦力的产生用弹簧测力计去拉毛刷A但保持毛刷的静止，可观察到毛刷上的毛发生了形变，以此说明静摩擦力的产生，而且进一步可观察到，用力越大，毛的形变越大，以此说明摩擦力的大小与水平拉力的大小有关（图3）在此基础上，可以进一步模拟叠加体表面摩擦力的情况：把另一个毛刷B叠放在毛刷A上，用力F拉毛刷A使之做匀速直线运动，可以观察到A毛刷上的毛发生了形变而B上的毛没有发生形变，（图4）以此说明A受到摩擦力而B没有这个模拟实验中，毛的形变方向即代表摩擦力的方向A A BFA F图2 图3 图4 三．培养学生的模拟意识，让他们自己动手进行模拟实验经过一些演示或集体的模拟实验活动后，在学生有了模拟实验的意识的情况下，可以适当布置一些作业，要求通过实验来进行说明例如：1.拍摄电影时，为了取得人或物体在空中飞行的逼真效果，可以在人物背后设置背景让背景移动，观众就可以看到人物的飞行效果，请你制作这样的一个模拟装置，以此来观察相对运动。

本题意图让学生在硬纸板上画出蓝天、白云等背景，衬托火箭或人物的相对运动2.铅笔与它在镜中的像相垂直，则铅笔的放置与镜面是什么关系？本题意图让学生在做题目时实际摆一摆铅笔与镜子，探究像与物体的位置关系3.冬天，从室外进入室内的人，眼镜会蒙上一层水珠，为什么会这样？意图让学生分析与室内室外温差环境类似的其它地方，例如口腔内外把一个较冷的物体如玻璃片放入口腔中，即可得到相同的效果4..平静的池塘上停着一只船，当船上的人把船上的石头放入水中后，池塘的水面会怎样变化？本题意图让学生自己在家中用水杯、盖子、铁块等物体进行实验模拟除了在习题中配上模拟实验以外，鼓励学生自己动手制作各种模型如照相机模型、潜水艇模型，小孔成像装置、沉船与打捞装置、探究浮冰对水面高度的影响、模拟火箭等内容，都可以作为课外探究作业布置下去，同时教师应做好指导工作学生自己动手进行实验，不仅能提高他们动手操作能力，对培养他们学习物理知识的兴趣以及创造能力的提高都是有好处的2  -全文完-。