徐榮兵

(江蘇省南京市臨江高級中學(xué),江蘇　南京　211100)

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高中物理對比實驗教學(xué)探討

徐榮兵

(江蘇省南京市臨江高級中學(xué),江蘇南京211100)

摘要：具有對比功能的物理實驗?zāi)苡行Ъぐl(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和探究精神,創(chuàng)設(shè)有效學(xué)習(xí)的物理情境,突出物理本質(zhì)特征,讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更具有主動性和高效性,讓學(xué)生主動建構(gòu)新的知識體系,促使學(xué)生主動實現(xiàn)所學(xué)知識的重構(gòu)和再生,充分開發(fā)對比演示實驗,會讓物理教學(xué)更具生動性、趣味性.

關(guān)鍵詞：高中物理；對比實驗；激發(fā)求知欲;創(chuàng)設(shè)情景;揭示規(guī)律

中學(xué)生對外界已經(jīng)具有一定的認知能力和判斷能力,也常帶有“閉鎖性”的心理特點,這種“閉鎖性”常表現(xiàn)為思維的獨立性和批判性較弱,從某種角度講,它對教學(xué)起著一定的阻礙作用.如何破解這種“閉鎖性”，打通知識傳輸?shù)耐ǖ?若在教學(xué)中加強對比演示實驗的應(yīng)用,可以揭示物理現(xiàn)象與原有經(jīng)驗之間的矛盾,對原有經(jīng)驗進行質(zhì)疑、批判,從而加強對新知識的理解和接受.有經(jīng)驗的老師會在教學(xué)的環(huán)節(jié)中,有針對性地創(chuàng)設(shè)對比實驗,解決“閉鎖性”心理問題.

1對比實驗?zāi)芗ぐl(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲

心理學(xué)認為興趣是產(chǎn)生動機的重要條件.一些有趣的對比實驗極易喚起學(xué)生的直覺興趣(好玩),從而逐步過渡到操作興趣(想動手做一做)和因果興趣(想知道為什么),因此當學(xué)生的思維處于興奮狀態(tài)時,易調(diào)動非智力因素參與教學(xué).

例如：講述沖量知識時，可以播放某部電影片段,甲不慎從高空墜落后吊在空中,乙也正在下落,如圖1所示,其中有段繩即將斷裂,請問會是哪段繩?讓學(xué)生猜想并發(fā)表各自看法.

學(xué)生動手做實驗:如圖2所示,c和d為兩根相同的細繩,現(xiàn)無初速釋放B球,d繩繃緊瞬間,c和d中只有一根繩會發(fā)生斷裂,到底是c還是d會斷裂?

在學(xué)生猜想過程中,絕大多數(shù)學(xué)生認為c繩需要承擔(dān)兩個球的重量,而d繩只需承擔(dān)一個球的重量,因此c繩應(yīng)該斷裂.而實際實驗中卻是d繩出現(xiàn)斷裂,這實驗現(xiàn)象和學(xué)生原有的認識水平產(chǎn)生強烈沖突,這種沖突會激發(fā)學(xué)生去想弄明白這是為什么,在此情景下去講授動量和沖量就起到事半功倍的效果.

2對比演示實驗?zāi)軇?chuàng)設(shè)物理情景

學(xué)生在建立物理概念過程中,往往要借助于感性材料,尤其是能產(chǎn)生對比思維沖突的感性材料,以激發(fā)學(xué)生的探究欲望,對比實驗?zāi)転閷W(xué)生創(chuàng)造一個獲得感性材料、認識物理規(guī)律的環(huán)境.主要操作流程是：讓學(xué)生先作出判斷,然后再用實驗驗證,當實驗現(xiàn)象出乎學(xué)生的意料時,直覺的判斷與實驗事實產(chǎn)生強烈對比,必然引發(fā)學(xué)生去積極思考.

在進行“自感”的教學(xué)中,自感現(xiàn)象不易觀察到,可采用“千人震”演示.先用四節(jié)干電池串聯(lián),問學(xué)生：有沒有人敢用手直接同時接觸電源的兩極?心里素質(zhì)差的、有心臟病的不宜做這個測試.

學(xué)生平時經(jīng)常接觸電池,知道沒有危險,但聽老師這么一說,又有點猶豫,有幾個大膽的學(xué)生上臺來測試,結(jié)果沒有任何不舒服的感覺,高中學(xué)生明白36V是安全電壓,當然4節(jié)干電池奈何不了他們.這種情景的建立是后續(xù)教學(xué)的必要鋪墊.

老師接著問：如圖3所示,把一個日光燈的整流器L與四節(jié)干電池、開關(guān)連接成電路,其中在開關(guān)兩側(cè)再接出兩條線A、B,如果讓哪位同學(xué)兩只手分別同時接觸A、B時,先合上開關(guān),再打開開關(guān),那又會有什么感覺呢?仍然建議心里素質(zhì)差的、有心臟病的不宜做這個測試.

圖3

有前面實驗的鋪墊,很多同學(xué)已經(jīng)對4節(jié)干電池很安全深信不疑,紛紛要求上講臺做測試.測試開始：讓測試學(xué)生雙手同時接觸A、B,合上開關(guān),問學(xué)生：有沒有觸電的感覺?然后告訴全體學(xué)生,如果我現(xiàn)在打開開關(guān)會有什么奇跡發(fā)生呢?學(xué)生依然泰然自若,老師說：現(xiàn)在讓大家見證奇跡的時刻到了.然后打開開關(guān)，瞬間被測試同學(xué)叫著跳了起來，并用力甩出電線,下面所有同學(xué)被這突如其來的現(xiàn)象深深吸引,這種教學(xué)情景激發(fā)了學(xué)生強烈的求知欲,再進行自感知識的教學(xué),就會水到渠成.

再如“全反射”、“臨界角”等概念教學(xué)：將兩個光亮的鐵球出示給學(xué)生看,將一個鐵球浸沒在盛有清水的燒杯中,用臺燈從側(cè)面照射.為什么鐵球光亮如初?畫出大致的光路圖.再將另一個鐵球置于燭焰的內(nèi)焰進行熏制,全部熏黑后,將熏黑的鐵球也浸沒在盛有清水的燒杯中,在水中熏黑的鐵球變得比原先浸入的更亮．

這時,學(xué)生大惑不解,接著教師引入“全反射”、“臨界角”等概念,學(xué)生就會更加主動地去學(xué)習(xí).實踐表明,這樣前后對比強烈的實驗現(xiàn)象更能引起學(xué)生的思維活動.

教學(xué)中實驗不在于多,而在于實驗?zāi)芊裾娴臓縿訉W(xué)生的思維,即實驗?zāi)芊褡寣W(xué)生直面錯誤概念,引發(fā)認知沖突.

3對比演示能揭示物理的本質(zhì)規(guī)律,讓模糊概念清晰化

對于抽象的物理知識，學(xué)生能理解、難體會,往往讓學(xué)生有不痛不癢的感覺,學(xué)生無法發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的本質(zhì),往往在了解物理規(guī)律后采用記憶的方法,讓物理規(guī)律呈現(xiàn)出片面化、模糊化特征,只有讓學(xué)生有親身感受才能有利于教學(xué)的開展.

在“慣性”知識教學(xué)中,學(xué)生難于理解任何物體都具有保持原來運動狀態(tài)的性質(zhì),往往只是簡單的模仿解釋生活現(xiàn)象.如圖4所示,在小車上的容器B里放一鐵球A.

圖4

(1) 當小車由靜止突然啟動時,A球會怎樣運動?為什么?

(2)A、B勻速運動時,小車突然停止運動,A球會怎樣運動?為什么?

假如在B容器中灌滿水,A為一氣泡：

(1) 當小車由靜止突然啟動時,A氣泡會怎樣運動?為什么?

(2)A、B開始做勻速運動,小車突然停止運動,氣泡A會怎樣運動?為什么?

假如把B容器中灌滿水,A為一鐵球：

(1) 當小車由靜止突然啟動時,A球會怎樣運動?為什么?

(2)A、B勻速運動時,小車突然停止運動,A鐵球會怎樣運動?為什么?

在不同情境下,A物體有不同的相對運動,深究其原因就能使慣性概念清晰化.教師設(shè)計情境讓學(xué)生體驗,參與課堂教學(xué),讓學(xué)生成為概念學(xué)習(xí)的主人,讓學(xué)生真正參與到概念的建構(gòu)過程中來,這才是提高效率的關(guān)鍵.大量做題無法讓學(xué)生體會到學(xué)習(xí)物理的快樂,更無法提高物理能力,速成的東西只能曇花一現(xiàn).

恰當?shù)剡\用對比演示實驗,可以把知識技能的學(xué)習(xí)和培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、抽象思維能力、思維創(chuàng)造能力以及科學(xué)態(tài)度有機結(jié)合起來,可以逐步提高學(xué)生觀察問題、分析問題和解決問題的能力.充分開發(fā)對比演示實驗,會讓物理教學(xué)更具生動性、趣味性,使學(xué)生從畏學(xué)變?yōu)闃穼W(xué).

參考文獻：

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