高中物理热学中的趣味小实验探究

刘开斌

【摘要】物理是一门以实验为主要学习途径的学科。学生通过实验会在观察中看到实验现象，在分析中了解实验原理，感受到实验的趣味性，体会到探究物理知识的快乐。课堂教学中教师通过生动的小实验会唤醒学生的探究意识，激发学习热情，促进学生理解其中物理知识。本文主要探究了高中物理热学中的趣味小实验，促进学生产生知识探究欲望。

【关键词】高中物理;热学;小实验

《高中物理课程标准》指出物理热学包括了分子动理论、固体、液体和气体，热力学定律与能量守恒，能源与可持续发展等知识。这些知识具有一定的抽象性，学生很难直观地看到知识的来龙去脉和本质，教师通过趣味小实验的方式会给学生留下直观的印象，激发学生的主动性，促进学生积极思考，明确其中的本质和原理。实验会促进学生在课堂探究中认真观察，积极分析，主动思考其中的原理和本质，形成深刻印象。实验也会点燃学生的主动性，促进学生观察现象，分析规律，通过一边动手，一边思考的方式来理解知识。

一、自主探究培养学生的观察能力

新课改强调学生要通过自主探究的方式来理解知识，主动分析，积极探究，在感悟中理解规律。为了培养学生的观察能力，教师通过趣味小实验引导学生，会达到事半功倍的效果。学生通过主动参与会观察到实验现象，看到实验中的每一个变化，体会其中的神奇和奥秘，在观察中产生学习兴趣。例如教师可以带领学生做“空瓶吃鸡蛋”的实验：提前准备好煮好的鸡蛋、锅、热水和大矿泉水瓶。课堂上把煮好的鸡蛋剥去外壳备用，在空矿泉水瓶中倒入热水，不用倒满，但是要通过充分摇晃的方式使矿泉水瓶每一个角落都能够均匀受热，再把热水倒出去。这时候把去皮的煮鸡蛋放到瓶口，通过中静置的方式来观察，一会儿学生就会看到鸡蛋会被瓶子“吃掉”。学生在观察中会看到瓶子会“吃掉”比瓶口还要大的鸡蛋，很好奇为什么会发生这样的现象。教师在学生好奇心的驱使下可以因势利导，让学生探究其中的原理。通过对知识的分析，学生会认识到因为空气热胀冷缩，在空矿泉水瓶子中倒入热水后，瓶子中都是热空气，会向四周溢出，但是这时候用煮鸡蛋堵住瓶口，热气无法出去。等瓶子慢慢冷却，瓶子内的压力会下降，煮鸡蛋就会被外界压力挤到瓶内。自主探究中，学生会认真观察，了解其中的道理。

二、积极分析培养学生的思考能力

学生才是课堂的主人。为了让学生理解物理热学知识，教师要鼓励学生多思考，多分析，促进学生在对知识的加工中形成客观性认识，把握知识本质。学生自主加工和探究会透过现象看到本质，在观察中主动思考，分析规律。例如教师可以带领学生进行“烧不起来的手帕”实验：准备手帕、蜡烛和硬币。在动手实验中，教师可以告诉学生实验操作步骤和方法，让学生用手帕把硬币包裹起来，放到蜡烛上烧。一定要注意手帕和硬币之间是零距离，而且要紧密包裹，学生会看到手帕是不会被烧坏的。为了明白其中的道理，学生会认真分析，主动思考，在推理和分析中，学生会认识到因为金属的传热能力更强，蜡烛燃烧产生的热量很快就被金属吸收了，在距离手帕最近的距离根本达不到手帕的燃烧点，不会使手帕烧起来。学生在思考中会考虑到其中应用的热学知识，并且通过主动探究的方式来理解这种神奇的现象，促进学生在思考中理解规律。

三、主动实践培养学生的动手能力

学生参与到动手实验中会更好地理解知识，通过对实验步骤的分析，对实验原理的探究会促进学生明白实验的本质。教师要鼓励学生多实践，通过操作的方式来理解知识。学生在实践中会思考实验步骤，实验过程，通过小心谨慎的方式完成实验，达到理想的实验效果，促进学生动手能力的提高。在操作中，学生会认真体会，主动感悟，形成对知识的深刻理解。例如教师可以带领学生做“奇妙的海底火山”实验。提前准备好实验所需要的透明玻璃缸、保鲜膜、橡皮筋、红墨水、筷子、小玻璃瓶和双面胶，注意玻璃缸的高度应该是小瓶子的二倍或更高。学生在小瓶内倒入热水，用保鲜膜密封，之后扎破保鲜膜，会看到红色的液体慢慢地向外扩散，逐步地上升到水面的最上方，形成一个红色的保护膜，之后慢慢扩散。这样的现象就像是火山喷发的显现一样，看起来很形象。动手操作中学生会看到如果洞戳的太大会一下子红色液体都溢出来，如果戳的太小，观察到的现象又不是很明显，所以需要学生小心操作，先戳一个小洞，如果现象不明显再逐步扩大小洞。这主要是应用了水的热对流作用，通过冷水和熱水的对流，可以看到红色的热水上升较快，而无色的冷水下降不是很明显，就会看到水面形成红色水层学生的动手操作会看到神奇的现象，感受物理知识的趣味性。

四、探究原理培养学生的理解能力

在物理热学知识的分析中，学生要透过现象看到本质，明确物理实验中蕴含的物理原理，探究其中的本质。很多热学小实验看似简单，却包含了深奥的物理知识，教师要鼓励学生由浅入深，循序渐渐地探究知识，在动手中一步步了解操作方法，一点点分析规律，实现对实验原理的深刻认识。例如教师可以可以带领学生共同制作“玻璃防雾剂”。学生需要提前准备好两个玻璃杯、洗涤液、保温杯、开水。动手操作中，学生需要将洗涤液均匀地涂抹在其中一个玻璃杯的内壁上，并倒扣到一个保温杯的瓶口处，停止一段时间后，学生会看到没有水雾出现。学生可以再拿一个玻璃杯，直接倒扣到保温杯的瓶口处，放置一段时间，学生会看到有水雾出现。两次操作同样的操作步骤，但是却出现不同的现象，学生会被这种现象所吸引，思考其中的原理，认识到：保温杯中的热水冒出的水蒸气，碰到玻璃杯内壁会发生液化，形成水珠，而涂抹了洗涤剂的玻璃杯则不会。因为洗涤剂会降低水表面的张力作用，水蒸气就无法在内壁上形成小水珠。学生通过思考会理解其中的热学原理，在趣味小实验中探究知识，提高能力，产生兴趣。

总之，物理热学知识的趣味性很强，教师借助小实验的方式来引导学生思考和分析会点燃学生的主动性，促进学生思维活跃，积极探究。学生通过对知识的分析和加工会开阔视野，拓展思维，在课堂探究中成为学习主体。

参考文献：

[1]刘保堂.高中物理热学中的趣味小实验[J].中学课程辅导（教师教育）. 2017，（18）：76.

[2]骆淑超.趣味小实验与高中物理热学的整合[J].中学教学参考. 2009，（17）：94-95.