精編停課不停學(xué)居家做實(shí)驗(yàn)（一）

1、停課不停學(xué)居家做實(shí)驗(yàn) 停課不停學(xué) 居家做實(shí)驗(yàn) 物理實(shí)驗(yàn)中心（李靜） 2020 年的春天，一場(chǎng)突如其來(lái)的疫情打亂了我們的生活和學(xué)習(xí)節(jié)奏，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的開(kāi)設(shè)計(jì)劃也受到影響，而且由于實(shí)踐課程的特殊性，無(wú)法像理論課那樣正常開(kāi)展線上教學(xué)。為了保證物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)目標(biāo)順利達(dá)成，使同學(xué)們?cè)谔厥馇闆r下仍能有機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)和鍛煉實(shí)驗(yàn)相關(guān)的知識(shí)與能力，經(jīng)過(guò)充分調(diào)研和論證，物理實(shí)驗(yàn)中心教學(xué)團(tuán)隊(duì)做了大量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)前期準(zhǔn)備工作，同時(shí)在借鑒兄弟高校的思路和做法的基礎(chǔ)上，在修讀大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（2-1）的所有班級(jí)中開(kāi)展了居家物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，以此豐富學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)生活，同時(shí)為復(fù)學(xué)后的線下實(shí)驗(yàn)教學(xué)做好過(guò)渡。 在物理實(shí)驗(yàn)中心教學(xué)團(tuán)隊(duì)

2、的精心設(shè)計(jì)下，安排了兩個(gè)居家實(shí)驗(yàn)。居家實(shí)驗(yàn)緊扣物理思想和原理，緊密聯(lián)系生活，同時(shí)考慮到學(xué)生在家儀器不具備的現(xiàn)實(shí)情況，利用生活中常見(jiàn)的用具，讓學(xué)生在家里展開(kāi)研究性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，達(dá)到學(xué)思踐行的目的。 一、實(shí)驗(yàn)一 硬幣系列實(shí)驗(yàn) 家家都有的硬幣，能被我們拿來(lái)完成哪些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容呢？讓我們用硬幣開(kāi)始施展魔法吧！ （以下圖片和視頻均為學(xué)生提交的研究報(bào)告中的內(nèi)容） 硬幣實(shí)驗(yàn)之表面張力 a.嘗試挑選合適的硬幣，采用正確的方法，讓硬幣漂在水面上。試分析現(xiàn)象的成因。 學(xué)生分別嘗試用一元、五角、一角、一分硬幣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，多次嘗試，挑選出合適的硬幣。討論為什么一元和五角的硬幣難以成功？硬幣漂在水面是因?yàn)槭艿搅怂母×?？那把?/p>

3、幣摁進(jìn)水面下它應(yīng)該再次浮起，但是并沒(méi)有出現(xiàn)這種現(xiàn)象，說(shuō)明有另外的力存在，進(jìn)而引出表面張力。為什么大硬幣難以成功？因?yàn)楸砻鎻埩κ俏⑿×Α?也有學(xué)生嘗試用其他物品做漂浮實(shí)驗(yàn)，比如曲別針、比如小刀片等。 b.嘗試配置不同的溶液，讓硬幣能在無(wú)外力和振動(dòng)參與的情況下迅速下沉，進(jìn)行嘗試并分析原因。 學(xué)生分別在水里加鹽、加醋、加洗潔精、對(duì)水加熱，經(jīng)過(guò)多次嘗試，發(fā)現(xiàn)硬幣在加了洗潔精的水面會(huì)迅速下沉，同樣的硬幣在熱水里也會(huì)迅速下沉。得出結(jié)論：表面活性劑會(huì)顯著降低水的表面張力，溫度升高也會(huì)降低水的表面張力。 一部分同學(xué)得出結(jié)論，鹽水的表面張力大于自來(lái)水的表面張力，但是要求濃度較高。 硬幣實(shí)驗(yàn)之靜電斥力 a.嘗試挑

4、選兩枚合適的硬幣，讓硬幣漂在水面上，當(dāng)兩枚硬幣距離較近的時(shí)候會(huì)迅速靠攏在容器，試分析現(xiàn)象的成因。 學(xué)生進(jìn)行嘗試后發(fā)現(xiàn)確實(shí)存在這樣的情況，分析兩枚硬幣之間是否產(chǎn)生了吸引力？排除掉靜電吸引，那就應(yīng)該還是表面張力在起作用，進(jìn)而分析出表面張力的作用方向，表面張力的大小和潤(rùn)濕角有關(guān)。因?yàn)橐好姘枷輰?dǎo)致出現(xiàn)了潤(rùn)濕角，硬幣會(huì)朝著表面張力小的位置運(yùn)動(dòng)，故會(huì)緊緊貼在一起。 b.用絲巾（頭發(fā)）摩擦有機(jī)玻璃尺，將其靠近兩枚硬幣，觀察發(fā)生的現(xiàn)象并進(jìn)行分析。 絲巾摩擦后的有機(jī)玻璃直尺會(huì)帶靜電，靠近兩枚硬幣，硬幣同時(shí)出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象，帶上與直尺性質(zhì)相反的靜電，兩枚硬幣由于靜電排斥現(xiàn)象會(huì)迅速分開(kāi)。 一部分同學(xué)發(fā)現(xiàn)，直尺沾上水

5、后沒(méi)有出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，因?yàn)樗軐?dǎo)電，導(dǎo)致靜電感應(yīng)失效。 硬幣實(shí)驗(yàn)之消失的硬幣-光的折射 在玻璃杯外側(cè)底部放置一枚硬幣，觀察硬幣的位置，慢慢向玻璃杯里注入清水，會(huì)發(fā)現(xiàn)硬幣慢慢消失了，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并畫(huà)出原理圖。 學(xué)生進(jìn)行嘗試，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象非常明顯。人眼之所以看到硬幣是因?yàn)榻?jīng)硬幣反射的光進(jìn)入了人眼，為何注入水后硬幣消失了呢？這個(gè) 時(shí)候的反射光線去了哪里呢？學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析，空氣和水的折射率不同導(dǎo)致了反射光線的方向在杯里注入水后發(fā)生了變化，因此硬幣神奇地消失了！ 實(shí)驗(yàn)彩蛋-硬幣瘦身小魔術(shù) 在紙上剪一個(gè)直徑比硬幣小的圓孔，嘗試讓硬幣瘦身穿過(guò)這個(gè)孔，解釋現(xiàn)象的原因并畫(huà)出原理圖。 貌似不可能變成了現(xiàn)實(shí)，學(xué)生

6、在對(duì)孔進(jìn)行了反復(fù)觀察反復(fù)嘗試后，發(fā)現(xiàn)硬幣可以穿過(guò)形狀扭曲后的孔。那是因?yàn)橥ㄟ^(guò)扭動(dòng)圓孔，它由圓會(huì)變成橢圓，讓硬幣從橢圓的長(zhǎng)軸通過(guò)，就輕而易舉了！ 二、實(shí)驗(yàn)二 單擺實(shí)驗(yàn) 單擺測(cè)量重力加速度是一個(gè)傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，該項(xiàng)目?jī)x器簡(jiǎn)單，操作方便，但測(cè)量精度較高，同時(shí)方便鍛煉學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力。要求學(xué)生自制單擺，分別改變實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行測(cè)量，讓學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)條件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響；將減小系統(tǒng)誤差的累加放大法巧妙融入實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，使學(xué)生對(duì)減小系統(tǒng)誤差的方法有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)；對(duì)相同的測(cè)量數(shù)據(jù)，采用不同的數(shù)據(jù)處理方法得到當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?，讓學(xué)生體會(huì)不同的數(shù)據(jù)處理方法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響；將得到的重力加速度的實(shí)驗(yàn)值與當(dāng)?shù)?/p>

7、重力加速度的理論值比較，引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)誤差的產(chǎn)生原因；不同地區(qū)同學(xué)得到的重力加速度的實(shí)驗(yàn)值各有不同，啟發(fā)學(xué)生討論影響重力加速度的各個(gè)因素。 三 、 師生教學(xué)過(guò)程中 的 心得體會(huì) 1.紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行 一個(gè)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的放硬幣，很多學(xué)生都反映技巧很重要，甚至自己琢磨出了小工具來(lái)輔助操作。硬幣系列實(shí)驗(yàn)的三個(gè)小內(nèi)容，學(xué)生操作時(shí)間平均 2 個(gè)小時(shí)，撰寫(xiě)研究報(bào)告將近 2 個(gè)小時(shí)，完全可以和線下的一個(gè)實(shí)體實(shí)驗(yàn)相比擬。 單擺實(shí)驗(yàn)中，想讓單擺老老實(shí)實(shí)擺夠 10 個(gè)周期，也是需要反復(fù)去嘗試的，比如從什么位置開(kāi)始計(jì)時(shí)更合理？ 2.探究的過(guò)程遠(yuǎn)比枯躁的理論更鮮活 在自制單擺的過(guò)程中，學(xué)生會(huì)思考用作擺球的物體如何選擇更合理？為什么初始擺角不能太大？擺線為什么不能有彈性？ 看似司空見(jiàn)慣的現(xiàn)象，背后都有著獨(dú)特的物理原理。凡事如果多問(wèn)幾個(gè)為什么，就能得出讓人眼前一亮的結(jié)論來(lái)。物理確實(shí)是一門(mén)建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的學(xué)科。用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證理論這個(gè)過(guò)程遠(yuǎn)比記住理論本身更有趣也更有意義。 3.科學(xué)離我們其實(shí)很近，我們?nèi)鄙俚闹皇前l(fā)現(xiàn) 老師采用寓教于樂(lè)的方式讓我們?cè)诩议_(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓人眼前一亮。沒(méi)有繁瑣的公式推導(dǎo)，沒(méi)有復(fù)雜的儀器，在僅有的簡(jiǎn)單的提示下完成實(shí)驗(yàn)操作，給予了我們更多的思考和嘗試機(jī)會(huì)。正如老師所說(shuō)，生活中處處都是物理。我們要善于觀察，善于發(fā)現(xiàn)。 通過(guò)兩周的居家實(shí)驗(yàn)，不僅是學(xué)生，老師們也