(江蘇省蘇州市振華中學(xué)校,江蘇 蘇州 215000)

關(guān)鍵字：初中物理；相互作用；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì);體驗(yàn)

物理概念、規(guī)律比較抽象,對(duì)于以感性思維為主要方式的初中生,并不容易理解透徹。在教材原有實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,有必要針對(duì)學(xué)生好奇心強(qiáng)的特點(diǎn),創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)更生動(dòng)、精彩、有趣,將不易觀察和感知的物理現(xiàn)象可視化,促進(jìn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、體驗(yàn)中獲得感性認(rèn)識(shí),通過(guò)分析、歸納、推理、抽象等思維活動(dòng),建構(gòu)概念,得出規(guī)律,并將理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐。筆者在“力的作用是相互的”一課的教學(xué)中,在創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方面進(jìn)行了嘗試。

1 長(zhǎng)氣球?qū)嶒?yàn)

在本節(jié)教材中，創(chuàng)設(shè)了三個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明“物體在施力的同時(shí)也受力”。

實(shí)驗(yàn)1：如圖1所示,用手指壓鉛筆尖,你的手指有什么感覺？

圖1

圖2

實(shí)驗(yàn)2：如圖2所示,小華和曉明穿著旱冰鞋靜止在地面上。如果小華用力推小明,會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？

實(shí)驗(yàn)3：如圖3所示,將固定磁體的小車向固定鐵塊的小車靠近,至一定距離后釋放,固定磁體的小車會(huì)運(yùn)動(dòng)嗎？

圖3

這三個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯,效果好,讓學(xué)生獲得了一定的體驗(yàn),但這三個(gè)實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象都是固體,沒有涉及液體和氣體,學(xué)生對(duì)“物體間力的作用是相互的”理解就不夠透徹,遇到涉及液體尤其是氣體的力的相互作用問題時(shí),容易犯錯(cuò)。因此,筆者在教材原有的三個(gè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)之后,創(chuàng)新設(shè)計(jì)了長(zhǎng)氣球?qū)嶒?yàn)。

1.1 實(shí)驗(yàn)步驟

(1) 在螺旋式形狀的長(zhǎng)氣球內(nèi)放入適量藍(lán)色玉米粉后充足氣。

(2) 松手釋放氣球,讓學(xué)生注意觀察氣球飛出時(shí)的現(xiàn)象。

教師松手瞬間,學(xué)生觀察到氣球飛出的同時(shí),氣球尾部有藍(lán)色粉末向后噴出(如圖4)。

圖4

(3) 由于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象瞬間即逝,借助視頻的慢動(dòng)作回放,讓學(xué)生仔細(xì)觀察氣球向前飛出的瞬間細(xì)節(jié)。

1.2 實(shí)驗(yàn)操作要領(lǐng)

(1) 器材選擇：為了保證氣球在向后噴氣過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)軌跡盡可能是一條直線,且飛得足夠遠(yuǎn),經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)螺旋式長(zhǎng)氣球效果最佳。

(2) 器材優(yōu)化：為了增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的可視化效果,在氣球內(nèi)充入藍(lán)色玉米粉末,該粉末是環(huán)保無(wú)毒材料,可以放心使用。

(3) 細(xì)節(jié)技巧：為了保證氣球飛出時(shí),氣球尾部藍(lán)色粉末隨氣流向后噴出,在松開氣球前應(yīng)將藍(lán)色粉末置于氣球尾部。

1.3 實(shí)驗(yàn)效果分析

該實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單容易操作,可視程度高,現(xiàn)象生動(dòng)有趣,突破了氣體與其他物體間力的相互作用效應(yīng)不易觀察、體驗(yàn)的難點(diǎn),能讓學(xué)生深度體驗(yàn)力的作用是相互的,激發(fā)了學(xué)生的好奇心,啟迪了科學(xué)思維,幫助學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)、理解“力的作用是相互的”。

2 遙控玩具直升飛機(jī)實(shí)驗(yàn)

“力的作用是相互的”在我們的生活、生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用,例如劃船、游泳、滑雪、直升飛機(jī)、火箭升空等等。筆者據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：關(guān)于劃船、游泳、滑雪,學(xué)生在生活中都有切身體驗(yàn)和感受,學(xué)生認(rèn)識(shí)、分析、理解起來(lái)很容易;但直升飛機(jī)、火箭升空,由于學(xué)生缺乏感性體驗(yàn),在認(rèn)識(shí)、理解上存在著一定的困難。因此,在“力的作用是相互的”應(yīng)用教學(xué)環(huán)節(jié),筆者設(shè)計(jì)了如圖5所示的遙控玩具直升飛機(jī)實(shí)驗(yàn)。

圖5

2.1 實(shí)驗(yàn)步驟

(1) 在玩具直升飛機(jī)螺旋槳還未旋轉(zhuǎn)處于靜止時(shí),將風(fēng)車分別靠近直升機(jī)螺旋槳上方和下方,讓學(xué)生觀察現(xiàn)象。

學(xué)生觀察到風(fēng)車無(wú)論位于螺旋槳上方還是下方都不轉(zhuǎn)動(dòng)。

(2) 遙控玩具直升飛機(jī),讓飛機(jī)懸停在某一高度后,將風(fēng)車分別靠近直升機(jī)螺旋槳上方和下方,讓學(xué)生觀察現(xiàn)象。

學(xué)生觀察到風(fēng)車位于螺旋槳的下方時(shí)才轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.2 操作要領(lǐng)

(1) 玩具直升飛機(jī)螺旋槳在沒有轉(zhuǎn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),風(fēng)車都需要分別靠近螺旋槳上方和下方,借助對(duì)比實(shí)驗(yàn),學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)才會(huì)更深刻。

(2) 教師對(duì)玩具直升飛機(jī)的操控技術(shù)要嫻熟,避免課堂上發(fā)生操作失誤,從而達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果。

2.3 實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn),學(xué)生發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)直升機(jī)螺旋槳旋轉(zhuǎn),且風(fēng)車處于螺旋槳下方時(shí),風(fēng)車才會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。由此,學(xué)生容易明白：直升機(jī)懸停時(shí),螺旋槳給空氣向下的力,根據(jù)力的作用是相互的,螺旋槳下方的空氣給了螺旋槳向上的力,當(dāng)這個(gè)力與直升機(jī)重力達(dá)到平衡時(shí),直升機(jī)模型可懸停于某個(gè)高度。用風(fēng)車與玩具直升機(jī)模型的組合操作,實(shí)現(xiàn)了直升機(jī)升空原理的可視化呈現(xiàn),讓學(xué)生在感官體驗(yàn)的基礎(chǔ)上,真正理解直升機(jī)升空、懸停原理。并以此認(rèn)識(shí)火箭升空的原理,再去分析、理解其他類似應(yīng)用的實(shí)例,也就不覺得困難了。玩具是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要資源,值得關(guān)注,更值得進(jìn)行應(yīng)用設(shè)計(jì)與開發(fā)。

3 學(xué)以致用——小制作

我們學(xué)習(xí)物理的最終目的是讓物理運(yùn)用于社會(huì)，服務(wù)于社會(huì),讓我們的生活更加豐富多彩,讓物理真正走向社會(huì)。因此教師要善于引導(dǎo)學(xué)生把課堂中所學(xué)的物理知識(shí)和方法應(yīng)用于實(shí)際,這不僅能夠加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解,同時(shí)能讓學(xué)生切實(shí)體驗(yàn)到生活中處處有物理,體驗(yàn)到物理的價(jià)值,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新的物理知識(shí)、解決新問題的強(qiáng)烈欲望。

因此,筆者在課堂的結(jié)尾,設(shè)計(jì)并制作了一架“水力小船”(如圖6),以此引導(dǎo)、鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)以致用,課后設(shè)計(jì)動(dòng)手制作更多、更優(yōu)秀的作品。豐富并延伸學(xué)生的課后學(xué)習(xí)體驗(yàn),加深學(xué)生對(duì)力的相互作用的認(rèn)識(shí)和理解,培養(yǎng)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力,體現(xiàn)“從生活到物理,從物理到生活”的課程理念。

圖6

通過(guò)科技小制作、小發(fā)明，可有效地把物理和生活緊密地聯(lián)系起來(lái)。在物理小制作、小發(fā)明的活動(dòng)中,學(xué)生通過(guò)自己的思考與設(shè)計(jì)、動(dòng)手制作,充分發(fā)揮了主觀能動(dòng)性,這不僅能維持學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性、興趣,還能加深對(duì)所學(xué)物理知識(shí)的理解、培養(yǎng)動(dòng)手能力和思維想象力、體驗(yàn)并感悟到科技的奧秘。

4 結(jié)語(yǔ)

在“力的作用是相互的”教學(xué)中,筆者在教材原有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),將不易觀察、感知的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可視化,讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中有了切身的體驗(yàn),學(xué)到實(shí)驗(yàn)中所蘊(yùn)含的物理知識(shí)。這樣的實(shí)驗(yàn)既符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),又能夠有效地激發(fā)并保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察、體驗(yàn)后，掌握物理知識(shí)和方法,并將其應(yīng)用于生活實(shí)踐中。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不僅有利于激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)的興趣,更重要地是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和思維品質(zhì),提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。