改進(jìn)型物理實(shí)驗(yàn)對課堂教學(xué)有效性的促進(jìn)

周小菊

【摘 要】本文通過改進(jìn)型實(shí)驗(yàn)對引入課題、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)效果、突出教學(xué)重點(diǎn)、突破教學(xué)難點(diǎn)以及對物理知識驗(yàn)證和延伸的論述，說明改進(jìn)型實(shí)驗(yàn)在激起學(xué)生探索學(xué)習(xí)的欲望、促進(jìn)課堂教學(xué)、完成教學(xué)任務(wù)、提高課堂效率等方面都具有極好的作用。

【關(guān)鍵詞】改進(jìn)型實(shí)驗(yàn)；有效促進(jìn)；教學(xué)

改進(jìn)型的實(shí)驗(yàn)來源于教學(xué)的需要，來源于問題的發(fā)現(xiàn)，是為了解決教學(xué)實(shí)際問題而進(jìn)行改進(jìn)的。實(shí)驗(yàn)室里與教材配套的實(shí)驗(yàn)儀器，有時(shí)滿足不了物理教學(xué)的實(shí)際需要。通過改進(jìn)原有實(shí)驗(yàn)，就成了物理教學(xué)中師生掌握教學(xué)重點(diǎn)、突破教學(xué)難點(diǎn)的重要方法，可以解決教學(xué)中存在的實(shí)際問題。改進(jìn)型實(shí)驗(yàn)促進(jìn)物理課堂教學(xué)的有效性提高主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

一、用驚奇的改進(jìn)型實(shí)驗(yàn)引入課題，激起學(xué)生探索學(xué)習(xí)的欲望

人類具有天生的學(xué)習(xí)愿望和潛能，這是一種值得信賴的心理傾向，它們可以在合適的條件下釋放出來；教師的角色應(yīng)當(dāng)是學(xué)生學(xué)習(xí)的“促進(jìn)者”，激發(fā)學(xué)生更好地學(xué)習(xí)。用驚奇的改進(jìn)型實(shí)驗(yàn)引入課題，激起學(xué)生探索學(xué)習(xí)的欲望。

如《光的全反射》這節(jié)課，就可以用一個(gè)改進(jìn)型實(shí)驗(yàn)引入。先將一光亮的鋼球用鐵絲固定，放在蠟燭的火焰上熏黑；然后將熏黑的鐵球浸沒在盛有清水的透明玻璃中，學(xué)生觀察到鐵球變亮了，學(xué)生誤認(rèn)為是水泡掉了鐵球上黑色物；當(dāng)老師從水中取出時(shí)，學(xué)生奇怪看到鐵球還是黑的；當(dāng)老師再次將鐵球再放入水中時(shí)，學(xué)生驚奇得發(fā)現(xiàn)鐵球又變亮了，學(xué)生大惑不解，急于想搞清楚到底是什么原因?qū)е铝诉@種現(xiàn)象的發(fā)生？學(xué)生的求知欲望完全被調(diào)動了起來。

二、用改進(jìn)型實(shí)驗(yàn)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)效果，有效促進(jìn)了課堂教學(xué)

運(yùn)用現(xiàn)代多媒體技術(shù)，可以改進(jìn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)效果的呈現(xiàn)方式。

如觀察布朗運(yùn)動。傳統(tǒng)教學(xué)中，對布朗運(yùn)動的觀察，往往用顯微鏡直接觀察，要觀察到明顯的布朗運(yùn)動有相當(dāng)?shù)碾y度，即使是老師也不容易觀察，無經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生更難看到。即使調(diào)試好了，也不容易看到結(jié)果，觀察的時(shí)候太吃力了。

我的改進(jìn)方法是把顯微鏡與實(shí)物投影儀組合，先把顯微鏡調(diào)試好，然后去掉目鏡，取而代之的是投影儀的攝像頭（小頭的），這樣就把布朗運(yùn)動的真實(shí)情景直接投影在大屏幕上，對布朗運(yùn)動進(jìn)行“現(xiàn)場直播”，讓學(xué)生輕輕松松看到布朗運(yùn)動，觀察顆粒的運(yùn)動情況。當(dāng)小顆粒的蠕動被放大呈現(xiàn)在大屏幕上時(shí)，學(xué)生被這奇妙的場景深深吸引，達(dá)到的實(shí)驗(yàn)效果，遠(yuǎn)比用顯微鏡觀察好。而且，這種操作還可以用在其他一些不易用肉眼觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中。

又如用風(fēng)力發(fā)電機(jī)替代手搖發(fā)電機(jī)做交流電的實(shí)驗(yàn)。為了展示交流電的特性，讓學(xué)生直觀看到交流電的特征，通常是用手搖發(fā)電機(jī)做實(shí)驗(yàn)，配合示波器進(jìn)行觀察。但是手搖發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)的原因，實(shí)驗(yàn)的效果并不理想。改用風(fēng)力發(fā)電機(jī)做實(shí)驗(yàn)，效果就特別好。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)慢慢轉(zhuǎn)動時(shí)，與之連接的演示電表就大幅度地左右擺動，學(xué)生看到非常清楚；為了說明交流電的周期、頻率和振幅特征，可把風(fēng)力發(fā)電機(jī)與示波器連接，通過改變風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，在示波器的屏幕上直觀清楚展示交流電的周期、頻率和振幅的如圖所示，變化規(guī)律。當(dāng)加大風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，示波器的屏幕上正弦曲線的豎直方向上波的幅度會變大，水平方向上整波形的個(gè)數(shù)會增多，學(xué)生直觀的發(fā)現(xiàn)，隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的變大，交流電的振幅變大、周期變小、頻率變大；反之，當(dāng)減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，示波器的屏幕上正弦曲線的豎直方向上波的幅度會變小，水平方向上整波形的個(gè)數(shù)會減少，交流電的振幅變小、周期變大、頻率變小。這種直觀的展示，極大的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)效果，有效促進(jìn)了課堂教學(xué)。

三、用改進(jìn)型實(shí)驗(yàn)刻畫教學(xué)重點(diǎn)，有效地完成了課堂教學(xué)任務(wù)

每一節(jié)課都有一定的教學(xué)任務(wù)，都有教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)一定要突出重點(diǎn)。利用改進(jìn)型演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)，可以更好的突出重點(diǎn)。

例如，向心力概念教學(xué)。利用幾個(gè)改進(jìn)型小實(shí)驗(yàn)就可以輕松刻畫教學(xué)重點(diǎn)。

老師先做一個(gè)實(shí)驗(yàn)。一個(gè)近似光滑的豎直環(huán)形擋板，讓小球在近似光滑的水平面上沿著擋板做勻速圓周運(yùn)動。小球豎直方向上受重力和支持力是一對平衡力，作用效果相互抵消。水平方向上受到擋板的彈力，擋板的部分是可以打開的。如果小球運(yùn)動到缺口處時(shí)，用沾有墨水的小球來做實(shí)驗(yàn)，就可在白紙上留下運(yùn)動軌跡。打開擋板后，小球不再做圓周運(yùn)動了，而是沿切線方向做直線運(yùn)動?？梢娮鰣A周運(yùn)動的小球確實(shí)有受到擋板對它的彈力，彈力的方向沿著半徑指向圓心。這是這個(gè)彈力使小球做圓周運(yùn)動。

再讓學(xué)生看一個(gè)實(shí)驗(yàn)。這是一個(gè)蒙有毛巾的轉(zhuǎn)盤，毛巾上放一個(gè)木塊，讓木塊隨著轉(zhuǎn)盤近似做勻速圓周運(yùn)動。對木塊受力分析，是靜摩擦力使木塊做圓周運(yùn)動。

再來做一個(gè)小游戲，老師出示一個(gè)豎直放置、杯口始終朝小的玻璃杯，怎樣利用它將桌面上的乒乓球豎直提起來，跨過障礙物，搬到另一邊呢？師生思考討論后，讓乒乓球在玻璃杯內(nèi)快速做圓周運(yùn)動，乒乓球不會掉下來，完成搬運(yùn)乒乓球。乒乓球受哪些力呢？重力和玻璃杯對它的支持力。那是什么力使乒乓球做圓周運(yùn)動呢？是支持力的水平分力，這個(gè)分力我們也可以看成是重力與支持力的合力，方向總是沿半徑指向圓心，正是這個(gè)力使乒乓球做圓周運(yùn)動。

總結(jié)前面實(shí)驗(yàn)中小球、木塊、乒乓球，他們都做圓周運(yùn)動。都受到指向圓心的力的作用。我們把這樣的力就叫做向心力。然后給向心力下定義就水到渠成：做圓周運(yùn)動的物體要受到一個(gè)始終指向圓心的力的作用，這個(gè)力叫向心力。那向心力是由什么力提供的呢？

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