徐益勇

(溫州市第五十一中學(xué)　浙江 溫州　325014)

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創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)疑引入新課教學(xué)

徐益勇

(溫州市第五十一中學(xué)浙江 溫州325014)

物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，由于實(shí)驗(yàn)具有真實(shí)、形象、生動(dòng)的特點(diǎn)，對中學(xué)生有很強(qiáng)的吸引力，極易喚起他們的直覺興趣．在引入新課時(shí)，教師可以創(chuàng)設(shè)一些有趣、新奇和使學(xué)生感到意外的演示實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)造愉悅的物理學(xué)習(xí)環(huán)境，以激發(fā)學(xué)生的求知欲望.

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)引入新課設(shè)疑課堂教學(xué)

俗話說“良好的開端是成功的一半”，中學(xué)物理課堂教學(xué)也是如此. 好的新課引入,會(huì)讓新知識(shí)、新方法的學(xué)習(xí)在“悄無聲息”中進(jìn)行，會(huì)制造輕松、和諧、愉悅的課堂氣氛, 激發(fā)學(xué)生的思維活力和創(chuàng)造力，會(huì)在制造認(rèn)知沖突中,激發(fā)學(xué)生“求結(jié)果”、“探究竟”的欲望.平淡無奇、無矛盾沖突地引課，是很難吸引學(xué)生注意和激起學(xué)生興趣的，自然不利于培養(yǎng)學(xué)生能力、發(fā)展智力.雖然引課的方式多種多樣，但是物理課的新課引入比較好的選擇就是演示實(shí)驗(yàn)，用物理實(shí)驗(yàn)設(shè)疑引課，關(guān)鍵是設(shè)計(jì)好引課實(shí)驗(yàn)，其核心是設(shè)疑.用實(shí)驗(yàn)設(shè)疑引課,從新課一開始就擊起智慧的“火花”,造成懸念，使學(xué)生注意力高度集中,利于迅速進(jìn)入“角色”,積極思考,探究新知，使教與學(xué)順利延伸,并奪取最佳效果.下面筆者介紹3個(gè)用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)引入新課的案例.

1　“簡單的邏輯電路”引入實(shí)驗(yàn)

1.1創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

1.1.1實(shí)驗(yàn)材料

1塊140mm×80mm的塑料板，1個(gè)3V直流電池盒，1個(gè)發(fā)光二極管，1個(gè)拾音器MC，1個(gè)“與”門邏輯電路元件，1個(gè)光敏電阻RG，2個(gè)三極管(9013)，6個(gè)固定電阻，阻容放大電路以及導(dǎo)線.組成聲控輸入模塊、光控輸入模塊、延時(shí)電路模塊、指示燈輸出模塊、電源模塊、與門邏輯模塊.

1.1.2實(shí)驗(yàn)原理

當(dāng)黑暗狀態(tài)下，光敏電阻RG阻值很大，A點(diǎn)處電壓較高(被“與”門邏輯認(rèn)為是信號(hào)1).當(dāng)有聲音時(shí)，通過駐極體話筒MC采集聲音的振動(dòng)信號(hào)，通過阻容耦合放大電路(由電阻和電容組成)和三極管進(jìn)行放大，使B點(diǎn)處為高電平(被“與”門邏輯認(rèn)為是信號(hào)1).只有當(dāng)A與B輸入都是信號(hào)1，“與”門邏輯電路輸出Y才是高電平，發(fā)光二極管才會(huì)亮. 其電路原理圖及實(shí)物圖如圖1所示.

圖1　簡單的邏輯電路實(shí)驗(yàn)

1.2課堂應(yīng)用實(shí)錄

師：今天老師帶來一個(gè)神奇的東西，看起來線路很復(fù)雜，我一喊它亮，(教師在大喊的同時(shí)，用手按住了光敏電阻)它就亮.(展示如圖2)

圖2　課堂實(shí)拍

師：你來喊喊看.(遞給學(xué)生)

生甲：不亮

生乙：不亮

師：為什么你喊它亮，它不亮.我一喊它亮，它就亮呢？學(xué)了今天的內(nèi)容，我們就知道了．今天我們學(xué)習(xí)書上第11節(jié)“簡單的邏輯電路”.

1.3實(shí)驗(yàn)效果點(diǎn)評

本節(jié)課常規(guī)的處理方法一般要么從數(shù)字電路信號(hào)和模擬電路信號(hào)的區(qū)別直接引入，要么從生活中的例子引入，都會(huì)使課程顯得枯燥無味.但是用這樣一個(gè)創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)設(shè)疑引入新課，課堂一開始就抓住了學(xué)生的好奇心，活躍了課堂氛圍，由此可以很好地激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣和探究的欲望，同時(shí)教師可趁機(jī)拉近與學(xué)生的關(guān)系，將自己融入到學(xué)生當(dāng)中去，這樣也就為問題的提出和解決做好了準(zhǔn)備，讓學(xué)生帶著疑問進(jìn)入接下來的課堂學(xué)習(xí)中,達(dá)到了有效學(xué)習(xí)的效果.

2　“渦流 電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)”引入實(shí)驗(yàn)

2.1創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

2.1.1制作材料

2只自制線圈，2支試管，1個(gè)軟鐵柱，2個(gè)變頻電源，1個(gè)攝像頭，2個(gè)斷路器，2盞電源指示燈，支架(如圖3).

圖3　創(chuàng)新渦流熱效應(yīng)演示裝置

2.1.2具體制作

(1)利用1塊尺寸為45cm×50cm的木板作為豎直板，1塊尺寸為40cm×30cm的木板作為底板，搭建成T型支架.在離底板6cm處固定尺寸為40cm×15cm的耐高溫絕緣板，用于放置線圈；

(2)利用兩只報(bào)廢的50Ω滑動(dòng)變阻器的內(nèi)部陶瓷管，用切割機(jī)截取約9cm長度.利用線圈繞線機(jī)將漆包線繞在陶瓷管上，在繞線過程中各層之間墊入絕緣紙；

(3)將斷路器、電源指示燈固定于豎直板上，線圈放置于絕緣板；

(4)將線圈、斷路器、電源指示燈連接.

2.2課堂應(yīng)用實(shí)錄

圖4　課堂實(shí)拍

師：今天我們一起來做這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，我這里有兩支試管，試管中有同樣多的水，我現(xiàn)在想把試管里的水加熱甚至沸騰，那我這里有這樣一個(gè)線圈，它繞在絕緣的陶瓷管上面，線圈連著開關(guān)，連接在電源上，這是一個(gè)電源指示燈，調(diào)節(jié)電流，可以改變通入線圈的電流大小，電流的大小可以通過電流欄顯示出來，我這里還有一套和它完全一樣的裝置，試管放入中間，在其中一個(gè)試管中放入這樣一個(gè)小鐵柱.(展示如圖4)

師：我想把試管中的水燒沸騰，我等一下通入的電流還是蠻大的，調(diào)節(jié)電源，使通過兩個(gè)線圈的電流一樣大.你們覺得哪個(gè)試管中的水會(huì)先沸騰？

師：兩個(gè)線圈中通入的交變電流一樣大，線圈相同，電阻也一樣啊，線圈中產(chǎn)生的熱量哪個(gè)更多一些？

生：一樣多．

師：由于線圈熱量的熱傳遞使試管中的水加熱效果應(yīng)該是一樣的啊，使這個(gè)試管中的水沸騰的熱量主要從哪里來??？

生：小鐵柱．

師：小鐵柱怎么會(huì)產(chǎn)生熱量啊？

生：有感應(yīng)電流．

師：小鐵柱中為什么會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流呢？這種感應(yīng)電流有什么特點(diǎn)呢？學(xué)了今天的內(nèi)容我們就知道了，今天我們學(xué)習(xí)書上第7節(jié)“渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)”.

2.3實(shí)驗(yàn)效果點(diǎn)評

本課采用這樣一個(gè)創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)設(shè)疑引入新課，實(shí)驗(yàn)用時(shí)短，操作簡單，提高課堂效率，而且對比非常明顯．一個(gè)設(shè)計(jì)精當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)，巧妙地抓住了學(xué)生的思維，引發(fā)了學(xué)生的認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲望，課堂由此生動(dòng)起來.又能通過本實(shí)驗(yàn)裝置讓學(xué)生直觀了解，改變頻率對感應(yīng)電流的影響， 突破了教學(xué)難點(diǎn).

3　“全反射”引入實(shí)驗(yàn)

3.1創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

3.1.1制作材料

有機(jī)玻璃板，玻璃膠，平面鏡，轉(zhuǎn)盤，導(dǎo)管，底板和卡通人物剪紙片.

3.1.2具體制作

(1)利用尺寸為45cm×45cm的有機(jī)玻璃板和玻璃膠，搭建成方形的玻璃盒.在玻璃盒對角線處安裝有機(jī)玻璃板，使中間形成一個(gè)斜水槽.

(2)在斜水槽對應(yīng)的玻璃盒下端開一小孔，連接軟導(dǎo)管，并用夾子夾住軟導(dǎo)管.

(3)將玻璃盒放置于帶有裝盤的底板上. 并將平面鏡一端緊靠玻璃盒成45°固定.

(4)將人物剪紙貼在玻璃盒的側(cè)面和后方.

3.1.2制作原理：

如圖5(a)所示，當(dāng)斜水槽里注滿水時(shí)，“女孩”的圖像通過水直接進(jìn)入觀看區(qū)域，“男孩”圖像通過玻璃盒經(jīng)過平面鏡反射進(jìn)入觀看區(qū)域. 如圖5(b)所示，當(dāng)斜水槽中的水逐漸放出時(shí)，在斜水槽中形成空氣層，利用光的全反射原理，結(jié)合水與空氣相比之下，水為光密介質(zhì)，空氣為光疏介質(zhì)的特點(diǎn)，使之達(dá)到發(fā)生全反射的條件,從而達(dá)到有原來的“臉對臉”變換到“背對背”,并通過轉(zhuǎn)動(dòng)放置儀器的底板，可以改變觀看位置.

圖5　全反射實(shí)驗(yàn)光學(xué)原理圖(俯視圖)

3.2課堂應(yīng)用實(shí)錄

師：今天我們來觀察一個(gè)有趣的現(xiàn)象[如圖6(a)].男孩和女孩是面對面的.如果斜水槽中的水逐漸的排空，注意觀察會(huì)發(fā)生什么呢？

生：男孩和女孩位置有變化.

師：斜水槽水放光，看看出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

生：男孩和女孩變成背對背了[如圖6(b)].

圖6　全反射實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖

師：為什么斜水槽中的水放完卡通人物的位置會(huì)變成背對背？學(xué)了今天的內(nèi)容，我們就知道了．今天我們學(xué)習(xí)書上第2節(jié)“全發(fā)射”.

3.3實(shí)驗(yàn)效果點(diǎn)評

這種酷似魔術(shù)的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生驚奇，探究問題的積極性非常高漲，改變了理論課只能教師講學(xué)生聽的那種沉悶局面.這類實(shí)驗(yàn)既和學(xué)生原有知識(shí)有聯(lián)系，又因條件改變而產(chǎn)生新現(xiàn)象.作為引課實(shí)驗(yàn)，更能強(qiáng)化學(xué)生的認(rèn)識(shí).產(chǎn)生疑問，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣.

綜上所述，為了所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)應(yīng)有利于突出重點(diǎn)突破難點(diǎn)，可以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)裝置，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要新穎，能強(qiáng)烈地激發(fā)學(xué)生積極思維.實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)簡便,設(shè)計(jì)的問題應(yīng)緊扣教材內(nèi)容，用詞要準(zhǔn)確，富于啟發(fā)性，以揭示矛盾，形成懸念實(shí)驗(yàn)和設(shè)疑的有機(jī)結(jié)合就創(chuàng)設(shè)了一種良好的問題情境.問題情境是具有一定難度，需要經(jīng)過努力但又力所能及的學(xué)習(xí)任務(wù)，這種狀況就是通常講的讓學(xué)生“使勁跳一跳能摘到桃子”的情境.只有這樣“夠刺激”、又有“吸引力”的情境,才能充分激發(fā)學(xué)生的積極性和求知欲.

1張大均.教育心理學(xué).北京：人民教育出版社，1999

2蔡鐵權(quán),臧文彧.科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與研究.上海：華東師范大學(xué)出版社，2008

3陳永.借演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)陣地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神.物理教師，2011(11)

4馮建躍,周靜忠.談?wù)勑抡n的引入和呼應(yīng).物理教師，2014(7)

5徐益勇.渦流熱效應(yīng)演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn).物理教師，2016(1):57～59

2016-04-17)