徐宏武
為提高實驗的可見度,獲得滿意的教學效果,需要應用放大法。
1利用細管液面升降放大法來顯示變化細微的實驗現(xiàn)象
初中科學中有一類只發(fā)生細微變化的實驗,教學時常采用的方法是:借助于細管中有色液注的移動或者連通器細管中有色液面的高度差,實現(xiàn)“小中見大”。
例如在力的作用效果會使物體發(fā)生形變教學中,為了驗證肉眼不易覺察物體發(fā)生細微形變的存在,并能直觀、感性的加以認識。教師可進行下述實驗:找一個大玻璃瓶裝滿水,滴入幾滴紅墨水,瓶口用中間插有細管的瓶塞塞上,用手按壓玻璃瓶,細管中的水面就上升;松開手,水面又降回原處,這說明玻璃瓶受到按壓時發(fā)生形變。其他諸如微小壓強計測壓強實驗、氣體與液體受熱膨脹實驗、種子呼吸消耗氧氣實驗等都應用了這種放大法。
2利用累積放大法來測定微小待測量
2.1利用空間累積放大法測定微小待測量
在許多科學量的測量中,由于被測量過分小,無法被儀器直接感受和反應(即受測量儀器的精度的限制),教學時先通過在空間上倍加被測量的方法將被測量放大,再進行測量,最后將測量結(jié)果除以倍數(shù)而得到微小量的測量值。
例如用刻度尺測量細金屬絲直徑時,我們可將金屬絲一圈圈緊密纏繞在一均勻粗細的鐵釘上,然后測量出金屬絲排列的總長度。再除以金屬絲的圈數(shù)即可得細金屬絲的直徑。其他如測量一張紙的厚度、用圓環(huán)測量操場的周長、測量一張郵票的質(zhì)量等均采用了空間累積放大的方法。
2.2利用時間積累放大法測定微小待測量
科學實驗中我們常常遇到這樣一類問題。由于受反應時間的限制,單次測量的誤差很大或者無法測量出待測量的有用信息,教學時采用時間積累的方法將被測量放大,測出被測量,然后將測量結(jié)果除以時間倍數(shù)而得到微小量的測量值。這樣做不僅可以彌補測量儀器精密程度的不夠,而且能有效減少測量誤差。
例如單擺實驗的周期測量,假定單擺周期T為1.50s。人開啟和關(guān)閉秒表的平均反應時間為△T=0.2s,則單次測量周期的相對誤差為△T/T=30%,若我們測量50個周期,則將由人開啟和關(guān)閉秒表的平均反應時間引起的誤差降到△T/T=30%。類似的實驗還有:測量人體心跳的周期、測量人體呼吸的周期等。
3利用模型板畫掛圖放大法來說明實驗器材結(jié)構(gòu)組成和變化規(guī)律
利用模型、板畫和掛圖放大實驗器材來演示實驗原理是傳統(tǒng)教學中常用的方法。新課程背景下的實驗教學。應用這種展示辦法也具有較高的性價比,深得一線老師喜愛。
例如教師進行電流表結(jié)構(gòu)和使用方法教學時,既可以運用板畫的方法,將電流表表盤和指針畫在黑板上,也可以采用制作模型的方法,用硬紙板制作電流表表盤和指針模型,供讀數(shù)時使用。這樣做不僅放大了電流表的表盤,而且也增加了讀數(shù)練習的隨機性和可操作性,提高教學的效率。其他諸如葉片的結(jié)構(gòu)、細胞的結(jié)構(gòu)、分子間引力實驗、分子擴散運動實驗的微觀解釋等,采用該種放大法實驗效果都非常理想。
4利用光學放大法來展示微小物體或細微變化
4.1利用放大鏡顯微鏡放大被觀察物體
初中科學實驗常常需要觀察體積微小的物體,了解其結(jié)構(gòu)特點,幫助同學清楚地認識微觀世界。
例如觀察組成生物體結(jié)構(gòu)和功能基本單位的細胞結(jié)構(gòu),由于它們個體微小,肉眼很難看到,此時必須采用放大鏡、顯微鏡等光學放大儀器增大觀察視角。
4.2利用望遠鏡放大被觀察的天體
太陽、月球、太陽系其他行星和宇宙里的各個恒星等天體,盡管就它們本身的體積來講,個個都是龐然大物,但由于它們離我們太過遙遠,同學們在觀察它們的形態(tài)、運動和變化時,不得不借助望遠鏡或天文望遠鏡。
4.3利用實物投影幻燈機放大被觀察物體和細微變化
利用實物投影、幻燈機展示微小物體和發(fā)生的細微變化,是初中科學實驗教學中最常用的放大方法。將酸堿中和反應中溶液顏色的改變實驗,電流表、電壓表讀數(shù)實驗,溫度計演示蒸發(fā)致冷實驗等均可以直接在實物投影儀或幻燈機上操作,展示實驗現(xiàn)象。