例談如何增強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)效性

馬張留

(泰興中學(xué) 江蘇 泰興 225400)

物理實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的重要內(nèi)容和有力工具，在基礎(chǔ)教育階段應(yīng)當(dāng)引起足夠重視.但在現(xiàn)實(shí)中存在著教師講實(shí)驗(yàn)，學(xué)生聽實(shí)驗(yàn)、看實(shí)驗(yàn)、練實(shí)驗(yàn)等現(xiàn)象，這樣的教學(xué)制約著學(xué)生的發(fā)展，不利于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力.本文以“牛頓第三定律”的教學(xué)設(shè)計(jì)為例，闡述如何增強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效性.

學(xué)生在課前對(duì)牛頓第三定律已經(jīng)有了初步的認(rèn)識(shí)，教師在課堂上如果停留于問題的表面，學(xué)生不會(huì)有多大收獲.因此本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)是通過實(shí)例分析，使學(xué)生更深刻地理解牛頓第三定律的內(nèi)涵，并能在具體問題中加以應(yīng)用.而如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，由實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)結(jié)論，用結(jié)論解釋現(xiàn)象，則是教學(xué)的難點(diǎn).筆者通過聽課、問卷調(diào)查等多種途徑，比較了若干不同的教學(xué)設(shè)計(jì)，總結(jié)出充分發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能，應(yīng)從以下三個(gè)方面著手.

1 設(shè)置懸念，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

通過比較四位老師的不同做法，筆者發(fā)現(xiàn)，教師在引入新課時(shí)，若能突破傳統(tǒng)，改變演示實(shí)驗(yàn)的呈現(xiàn)方式，甚至讓學(xué)生積極參與體驗(yàn)，能有效激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的出發(fā)點(diǎn).

且看這四位老師的做法：甲老師運(yùn)用多媒體課件，播放兩組動(dòng)畫.一是水面上靜止著兩只小船，一人在其中一只船上推另一只船，兩船分別向相反方向運(yùn)動(dòng)；二是兩塊磁鐵之間的吸引與排斥作用.乙老師做了一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，即把磁鐵和鐵條放在浮于水面的軟木塞上，讓它們彼此靠近但不接觸，可以看到兩者相互吸引.丙老師也做了一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，將一只充氣球的氣嘴放開，氣球里的空氣迅速噴出，同時(shí)氣球向相反方向運(yùn)動(dòng)，還花了幾分鐘時(shí)間播放發(fā)射“神七”的視頻.丁老師要求學(xué)生拍手鼓掌，根據(jù)自己的體驗(yàn)說出感受，引導(dǎo)學(xué)生分析鼓掌時(shí)左、右手的受力情況.

雖然老師們最終都能引導(dǎo)學(xué)生得出正確結(jié)論，但比較下來，丁老師的做法讓學(xué)生體會(huì)最深刻、理解最透徹.學(xué)生的體驗(yàn)活動(dòng)，不僅營造了寬松、活潑的學(xué)習(xí)氛圍，還有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.甲老師僅用電腦動(dòng)畫演示實(shí)驗(yàn)，說服力很弱；乙老師所做演示實(shí)驗(yàn)具有一定的典型性，但實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)學(xué)生來說并不新鮮，毫無懸念可言，無法在學(xué)生的頭腦中引起認(rèn)知沖突，因而教學(xué)效果較差；丙老師提供的實(shí)驗(yàn)素材，若在講授“反沖現(xiàn)象”時(shí)運(yùn)用可能更合適.

2 引導(dǎo)探究，改善學(xué)生學(xué)習(xí)方式

筆者研究發(fā)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)探究或驗(yàn)證物理規(guī)律時(shí)，如果教師能創(chuàng)設(shè)一種類似于科學(xué)探究的情景，使學(xué)生自主地發(fā)現(xiàn)問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、操作實(shí)驗(yàn)、表達(dá)交流，不僅有利于他們獲得知識(shí)和技能，同時(shí)也使其情感與態(tài)度得到有效發(fā)展.

我們來看一位老師較為成功的做法：為了定量研究物體間的相互作用力的關(guān)系，他要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)簡單的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究.同學(xué)們經(jīng)過熱烈的討論與交流，最終提出了以下兩種實(shí)驗(yàn)方案.

圖1

方案一：利用兩把彈簧測力計(jì).先將彈簧測力計(jì)A、B沿同一直線對(duì)拉，接著讓彈簧測力計(jì)A拉著彈簧測力計(jì)B做勻速、變速運(yùn)動(dòng)，分別觀察彈簧測力計(jì)的示數(shù)(圖1).

方案二：用兩個(gè)力傳感器互相對(duì)拉，分別讓它們做勻速、變速運(yùn)動(dòng)，觀察力與時(shí)間的關(guān)系圖像，研究這一對(duì)力的大小是否始終相等(圖2).

圖2

接著老師帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)這兩個(gè)方案進(jìn)行評(píng)議，同學(xué)們經(jīng)過辯論發(fā)現(xiàn)，如果進(jìn)行操作，要做到一邊讓彈簧測力計(jì)運(yùn)動(dòng)，一邊仔細(xì)讀數(shù)，比較困難.而用傳感器就能夠很好地解決這個(gè)問題.

同學(xué)們選擇方案二進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出相互作用力隨時(shí)間變化的曲線，可以明顯觀察到它們的同步變化，效果比較理想.實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示.

圖3

3 生成問題，培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑意識(shí)

通過前面的學(xué)習(xí)，大部分學(xué)生已經(jīng)理解了作用力與反作用力的等量關(guān)系，但要他們運(yùn)用牛頓第三定律將生活中的一些現(xiàn)象解釋清楚，并不那么容易.筆者研究發(fā)現(xiàn)，在解釋現(xiàn)象時(shí)，老師若直接講解，效果很不理想，如果通過實(shí)驗(yàn)或活動(dòng)創(chuàng)設(shè)物理情景，則能促進(jìn)學(xué)生積極思維，不斷提出問題，進(jìn)一步弄清問題的本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系，質(zhì)疑意識(shí)在運(yùn)用知識(shí)的過程中不斷得到強(qiáng)化.

例如，一位教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的老教師是這樣做的：挑選一胖一瘦兩名學(xué)生出來拔河.當(dāng)甲把乙拉近自己時(shí)，同學(xué)們都說“甲的力氣大”.教師設(shè)疑“這是否意味著甲拉乙的力大于乙拉甲的力呢？”同學(xué)們開始思考.接著，教師又讓學(xué)生展開想象的翅膀，提出使甲同學(xué)敗陣的辦法.同學(xué)們提出建議若干.甲同學(xué)選擇其中一種，比如穿上旱冰鞋比賽，他果然輸了.

通過生動(dòng)有趣的學(xué)生活動(dòng)，再現(xiàn)生活情景，后來改變條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，起到對(duì)比強(qiáng)調(diào)的作用，這樣學(xué)生才真正弄懂了：不管甲乙同學(xué)哪個(gè)贏，他們給對(duì)方的拉力的大小一定相等，而比賽的輸贏，還與地面給同學(xué)的最大靜摩擦力的大小有關(guān).此時(shí)，再讓學(xué)生自行解釋一些現(xiàn)象，如為什么以卵擊石時(shí)，雞蛋破而石不破，便是水到渠成的了.