楊進(jìn)結(jié)

摘要：文章結(jié)合牛頓第二定律演示實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)，從問題的提出、教具創(chuàng)新的設(shè)計(jì)思想、方案的實(shí)施、儀器改裝后的使用、說明與優(yōu)化等方面，討論了如何在裝置改進(jìn)中發(fā)揮學(xué)生的主體作用，從而提升學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)造力。

關(guān)鍵詞：物理教具；創(chuàng)造力；培養(yǎng)策略

一、引言

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，教師上課要做大量的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生要做分組實(shí)驗(yàn)，如果做實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)誤差較大，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，便不利于學(xué)生總結(jié)和發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律。這時(shí)教師要有效地以實(shí)驗(yàn)為載體，對學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)、誘導(dǎo)，讓學(xué)生利用所學(xué)知識，通過自主、合作、探究學(xué)習(xí)來解決實(shí)驗(yàn)中存在的問題。當(dāng)然，教師還要?jiǎng)?chuàng)設(shè)寬松的心理環(huán)境，讓學(xué)生敢于大膽地提出自己的想法，敢于去完善、創(chuàng)新，這樣才能讓學(xué)生動(dòng)起來。下面，筆者以牛頓第二定律演示裝置的改進(jìn)為具體案例，談?wù)剬W(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)，希望能與同行共同探討。

二、探究過程

1.提出問題

牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)采用雙層軌道的裝置，用此裝置做實(shí)驗(yàn)有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：（1）兩輛小車在上下軌道上運(yùn)動(dòng)，直觀性強(qiáng)，有利于學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；（2）既可定性研究，又可定量研究；（3）操作簡單，節(jié)省時(shí)間。但是，在做實(shí)驗(yàn)時(shí)有時(shí)兩輛小車不能同時(shí)停下來，小車移動(dòng)的距離所對應(yīng)的時(shí)間也就不同，還有小車尾部拖有細(xì)線也不方便平行摩擦力，那么怎樣來優(yōu)化該實(shí)驗(yàn)裝置呢？

2.引導(dǎo)分析

組織學(xué)生討論，弄清啟停裝置原理。拆開啟停裝置，發(fā)現(xiàn)中間有根鐵棒，鐵棒上下鉆了兩個(gè)小孔，演示裝置尾部也有兩個(gè)固定的小孔。當(dāng)鐵棒上的兩個(gè)小孔與裝置上的兩個(gè)小孔正對時(shí)，小車尾部拖的細(xì)線就能順利通過，需要停止時(shí)，只要按下中間鐵棒，正對的小孔就會(huì)錯(cuò)開，細(xì)線就會(huì)被卡住，小車即可停止。如果線過細(xì)或小車運(yùn)動(dòng)過快，細(xì)線就很難被立即卡住，這樣就會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差較大或失敗。弄清原因之后，讓學(xué)生獨(dú)立思考，然后小組討論。

3.實(shí)施方案

為了制作電流的通路，只好將鋁合金滑板從中間切開，再安裝在原來的支架上，然后在每一塊縫隙兩處用小塑塊鉚接，保持軌道之間的距離不變（如圖1）。又將小車的前后軸拆下來從中間鋸斷，用強(qiáng)力膠粘接，同樣要保持與原來的長度一致。每個(gè)車輪外側(cè)還有一個(gè)可調(diào)車輪的螺絲，這個(gè)螺絲可調(diào)松緊，可調(diào)節(jié)車輪運(yùn)轉(zhuǎn)的靈活程度，導(dǎo)線的一端與這個(gè)螺絲相接，另一端與安裝在小車?yán)锏睦^電器相接（如圖2），這就完成了電流通路的制作。

在這一方案的實(shí)施過程中會(huì)出現(xiàn)很多問題，教師與學(xué)生一起討論，一起想辦法，將遇到的問題處理好。看到學(xué)生積極、主動(dòng)參與到活動(dòng)中來，激發(fā)了學(xué)生的制作熱情，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和學(xué)習(xí)興趣，提升了學(xué)生的實(shí)踐能力。

4.儀器使用與說明

組裝好儀器，調(diào)節(jié)底板螺絲平行小車的摩擦力，讓小車停在滑板的右端。此時(shí)在刻度尺上做下起始標(biāo)記，用右手按住兩輛小車，細(xì)線的一端與小車相接，另一端掛上小桶，把細(xì)線放在左端的滑輪上，轉(zhuǎn)動(dòng)滑輪使細(xì)線與軌道平行。松開右手，兩輛小車就會(huì)在各自的軌道上同時(shí)運(yùn)動(dòng)，看到運(yùn)動(dòng)快的小車接近左端時(shí)，接通開關(guān)，小車旁邊的筆頭打點(diǎn)，在刻度尺上留下標(biāo)記。讀出起始點(diǎn)到第一標(biāo)記點(diǎn)的距離，即為兩輛小車在相同時(shí)間里運(yùn)動(dòng)的位移大小。

5.裝置改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)

三、探究反思

學(xué)生經(jīng)過自己的思考以后，再通過活動(dòng)小組的充分討論，最后確定實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想。教師對學(xué)生確定的設(shè)計(jì)思想進(jìn)行分析、梳理，把自己的想法提出來再與學(xué)生一起討論，學(xué)生可以發(fā)表自己的觀點(diǎn)，通過再交流、再討論，使本次實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想更加完善、更加合理、更加可行。在實(shí)施方案的過程中，還會(huì)出現(xiàn)一些新問題，如材料的選取、裝置加工、電源的選擇、電流通路的制作等，都可以組織學(xué)生參與，充分發(fā)揮學(xué)生的聰明才智。這樣完成實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)，讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)到自主、合作、探究學(xué)習(xí)的樂趣，想和做在活動(dòng)中得到充分體現(xiàn)，從而提升了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)造力。

筆者所在學(xué)校教學(xué)儀器配備不齊全，教材中還有很多實(shí)驗(yàn)不能演示。有的能演示，但是儀器過于陳舊，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯。利用這一空間從教具的制作、教具的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)的操作進(jìn)行具體的分析和研究，帶領(lǐng)學(xué)生共同討論、探究，把學(xué)生培養(yǎng)成為具有創(chuàng)造力的一代有用之人，同時(shí)也有利于提升教師的教育教學(xué)能力。

基金項(xiàng)目：湖南省2018年省立項(xiàng)規(guī)劃課題——農(nóng)村高中在物理教具創(chuàng)新中提升學(xué)生創(chuàng)造力的研究（XJK18CJC015）。

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