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        高中物理教學(xué)中創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的有效應(yīng)用

        2021-12-22 08:26:58王智榮
        數(shù)理化解題研究 2021年36期
        關(guān)鍵詞:磁場高中物理實(shí)驗(yàn)

        王智榮

        (華東師范大學(xué)鹽城實(shí)驗(yàn)中學(xué) 224041)

        由于物理是一門典型的自然科學(xué)類科目,不少知識原理都是前人經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)探究而得出的,這充分表明實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性,做好同理論教學(xué)的補(bǔ)充工作,讓兩者相互促進(jìn)與發(fā)展,建立起完善的教學(xué)體系.高中物理教師應(yīng)以新課標(biāo)為導(dǎo)向創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容與方式,把抽象的物理知識變得具象化,由此降低學(xué)生的理解難度,促使他們高效率的學(xué)習(xí)物理知識.

        一、精心設(shè)計(jì)趣味實(shí)驗(yàn),逐步提升操作難度

        高中物理教材中安排的實(shí)驗(yàn)形式比較單一,還較為枯燥,教師創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)時,首先應(yīng)提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的趣味性,以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為出發(fā)點(diǎn),使其自覺參與到實(shí)驗(yàn)中.同時,高中物理教師需認(rèn)識到培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣與提升動手能力是一個漫長過程,不能操之過急,要由淺及深逐步提升操作難度,以免他們產(chǎn)生懼怕心理,使其在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)下循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí).

        比如,在開展“自由落體運(yùn)動”教學(xué)時,教師利用區(qū)位小實(shí)驗(yàn)開展教學(xué):準(zhǔn)備一根20厘米的塑料直尺,邀請一名學(xué)生用兩根手指捏住直尺一端,使得直尺處于豎直下垂?fàn)顟B(tài),另外一名向?qū)W生將直尺夾在拇指和食指之間,做好隨時捏住直尺的準(zhǔn)備,保證手的其他位置不觸碰直尺,當(dāng)松下直尺時,另一名學(xué)生立即捏住直尺,觀察是否可以捏住直尺.經(jīng)過學(xué)生的嘗試,不少學(xué)生都無法捏住直尺,結(jié)合這樣的現(xiàn)象設(shè)置疑問:那么拇指和食指在什么位置可以捏住直尺?學(xué)生結(jié)合剛才的實(shí)驗(yàn)及生活經(jīng)驗(yàn)思考與討論,讓他們進(jìn)入到新課學(xué)習(xí)中.接著,教師利用羽毛和鐵片,向?qū)W生演示空氣中的自由下落實(shí)驗(yàn),通過觀察可以得知鐵片的下落速度比羽毛快,思考原因后普遍認(rèn)為原因是鐵片的質(zhì)量比羽毛大,借機(jī)講述“兩個鐵球同時著地”的故事,并且演示真空中鐵片和羽毛的自由下落實(shí)驗(yàn),引入相應(yīng)的問題:在真空中,鐵片和羽毛下落的速度是一樣的,那么為什么在空氣中鐵片比羽毛下落的快呢?通過學(xué)生猜測做出回答,是由于空氣的阻力原因.之后,教師轉(zhuǎn)動牛頓管的抽氣嘴控制閥,讓空氣進(jìn)入牛頓管,能夠發(fā)現(xiàn)短暫的氣流聲,羽毛也被吹到空氣另一端,引導(dǎo)學(xué)生開展討論活動,加深物理知識理解和掌握.

        針對本節(jié)課教學(xué),教師在新課導(dǎo)入環(huán)節(jié)利用有趣的游戲?qū)嶒?yàn),構(gòu)建問題教學(xué)情境,引導(dǎo)學(xué)生思考和討論,實(shí)現(xiàn)學(xué)生思維碰撞,激發(fā)學(xué)生自主探究意識,借助相應(yīng)的對比實(shí)驗(yàn),引起學(xué)生認(rèn)知沖突,讓學(xué)生從視覺和聽覺兩個角度感受空氣的存在,幫助學(xué)生更好地理解鐵片和羽毛同時下落的影響因素.

        二、善于利用沖突思維,促使學(xué)生深入探索

        在高中物理教學(xué)中有效應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)時,教師可以分解實(shí)驗(yàn)過程,目的是輔助學(xué)生深化理解相關(guān)理論知識,掌握物理原理、規(guī)律或性質(zhì)的本質(zhì),使其把所學(xué)知識同實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有機(jī)整合,提升他們的邏輯思維水平.不過在這一過程中,高中物理教師需善于利用學(xué)生的沖突思維,使其對整個實(shí)驗(yàn)流程時時刻刻都保持高度集中的注意力,讓他們深入探索物理科學(xué).

        例如,在進(jìn)行“楞次定律”教學(xué)時,教師先演示環(huán)跳實(shí)驗(yàn),詢問:金屬環(huán)為什么會跳起來?學(xué)生在思考與回答問題過程中,可能會提到感應(yīng)電流問題,追問:感應(yīng)電流的方向同什么因素有關(guān)?有什么關(guān)系?鼓勵他們大膽想象,逐個評價(jià),確定最有可能的一個猜想:感應(yīng)電流的方向和磁通量的變化有關(guān),設(shè)計(jì)銜接語:原磁場的方向和運(yùn)動對磁通量的變化有著直接的影響,那么感應(yīng)電流的方向與其有著怎樣的關(guān)系?感應(yīng)電流方向和原磁場方向是兩個不同的物理量,思考如何建立聯(lián)系,指出可通過感應(yīng)電流磁場的方向和原磁場的方向做比較.接著,在教師的指導(dǎo)下,讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求利用靈敏電流計(jì)、標(biāo)明導(dǎo)線繞向的線圈、條形磁鐵和導(dǎo)線等器材,做好實(shí)驗(yàn)電路圖設(shè)計(jì),完成實(shí)驗(yàn)記錄表格,明確實(shí)驗(yàn)步驟和操作過程.根據(jù)疑問做出猜測,如可能利用從磁鐵運(yùn)動來改變線圈磁場,或者通過電磁鐵代替磁鐵,利用電磁鐵的運(yùn)動、滑動變阻器滑動等方式,對磁場變化進(jìn)行控制.教師需要做好課堂觀察,選擇具有典型的方案,讓學(xué)生進(jìn)行介紹和說明,并且通過投影儀進(jìn)行展示,師生一起討論和完善一個簡單易做的實(shí)驗(yàn)方案,使其根據(jù)具體方案連接電路圖與操作實(shí)驗(yàn),完善實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄表格.之后,教師和學(xué)生共同分析,總結(jié)其中的共性特點(diǎn),使其總結(jié)感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場的方向與原磁場方向的規(guī)律,隨后繼續(xù)通過實(shí)驗(yàn)引領(lǐng)他們探究感應(yīng)磁場總是阻礙原磁通量的變化.

        如此,教師指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),對感應(yīng)磁場和原磁場方向之間的關(guān)系開展探究活動,對感應(yīng)磁場對原磁通量變化的阻礙進(jìn)行歸納總結(jié),使其進(jìn)一步利用實(shí)驗(yàn)理解楞次定律中“阻礙”兩字的意思,在閉合回路中,穿過的磁通量增加時,感應(yīng)電流磁場和原磁場相反;當(dāng)穿過的磁通量減少時,則是同向,即為“增反減同”,讓他們加深探索楞次定律.

        三、適當(dāng)創(chuàng)新原有實(shí)驗(yàn),強(qiáng)化實(shí)踐能力訓(xùn)練

        在高中物理教學(xué)過程中,要想更好的應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),教師就要對教材中安排的實(shí)驗(yàn),或者以前經(jīng)常操作的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)創(chuàng)新,讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加直觀,或者操作變得簡便,結(jié)果更為精準(zhǔn)等.高中物理教師可從原有實(shí)驗(yàn)裝置、所用器材、研究對象、探索范圍等方面加以創(chuàng)新,吸引學(xué)生的研究,使其主動參與實(shí)踐操作、動腦思考與動口交流,提升他們的實(shí)踐能力.

        雖然教材中的實(shí)驗(yàn)取材方便、構(gòu)思巧妙,但是操作不易,還無法正確顯示出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,教師指導(dǎo)學(xué)生利用氣墊導(dǎo)軌以及光電門來完成此實(shí)驗(yàn),使其進(jìn)行大膽猜想,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),由于操作簡單,能激起他們對物理知識的探究興趣,而且效果非常好,這樣就能夠完全克服教材實(shí)驗(yàn)方案中的缺陷,學(xué)生得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果在誤差范圍內(nèi),與猜想結(jié)果吻合.

        高中物理課堂教學(xué)中,教師應(yīng)當(dāng)重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動,對原有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式與內(nèi)容進(jìn)行反思,加以創(chuàng)新和改進(jìn),彌補(bǔ)以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足之處,做到同新課標(biāo)、素質(zhì)教育等理念相契合,吸引學(xué)生全身心的參與到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作、完成、討論與思考之中,使其從實(shí)驗(yàn)中收獲更多物理知識及能力,提升學(xué)習(xí)成效,繼而推動他們?nèi)姘l(fā)展.

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