通過增設(shè)探究實驗為物理學習搭建橋梁

鄭海棠

（佛山市三水區(qū)教育局教學研究室，廣東 佛山 528100）

在新課教學過程中，教師在基礎(chǔ)知識傳授和難點突破時，往往由于不同層次的問題之間跨度太大，超越了一些學生的認識能力范圍，從而增加了學習的難度.為了要讓每個學生都掌握相應(yīng)的基礎(chǔ)知識，適度提升能力，教師應(yīng)當增設(shè)具有承前啟后作用的探究實驗，幫助學生突破疑點和難點問題，讓每個學生都學有所得.

1 通過設(shè)置簡單實驗讓學生感受到浮力的存在

圖1

案例1.某教師在上“浮力”這節(jié)課時（圖1），原教材中的處理是先通過彈簧秤懸掛一物體，證明物體受到重力和拉力兩個力的作用處于兩力平衡狀態(tài)，然后再把物體放到水中，物體受到重力、拉力和浮力作用應(yīng)處于平衡狀態(tài).為了讓學生體驗浮力的存在問題，該教師在課堂中對此實驗進行了微小的調(diào)整，他在彈簧秤下面懸掛物體時，增加了一個小步驟，即在彈簧秤下用一個小托盤把物體托起來，這時問學生：“你們看彈簧秤的讀數(shù)和剛才有何不同？”生：“讀數(shù)減小了.”師：“為什么？”生：“因為托盤有向上的托力.”師：“此時物體受到幾個力的作用？”生：“受到3個力，重力、拉力和托盤向上的托力.”此時，教師把托盤撤去，把小物體放到水中，有趣的是此時彈簧秤的讀數(shù)和剛才托盤向上托小物體時的讀數(shù)一樣，教師問到：“沒有托盤，為什么彈簧秤的讀數(shù)還和剛才一樣呢？”生：“雖然托盤向上的力消失了，但小物體受到了水向上的力作用.”

點評：用托盤給物體一個向上力的作用，這樣簡單的動作再加上教師幾個啟發(fā)性問題，就自然地讓學生認識到浮力的存在.現(xiàn)代學生生活經(jīng)驗比較貧乏，課堂教學中很難用語言直接讓學生對物理現(xiàn)象產(chǎn)生正確認識.本節(jié)課中教師一個簡單的托盤演示實驗就讓學生對浮力有了直觀感受.這種搭建橋梁，通過實驗引發(fā)學生思考并對物理知識產(chǎn)生全新認識的做法符合初中生思維發(fā)展的腦科學規(guī)律，也值得我們在教學中借鑒和推廣.

2 通過設(shè)計實驗讓學生感受浮力的方向

案例2.通過實驗讓學生對浮力存在有了清晰的印象，接著教師提出一個新問題：“通過剛才演示實驗解決了浮力存在問題.根據(jù)力的三要素，當我們知道有力存在時，還想知道什么？”生：“力的作用方向.”師：“你們想不想通過自己設(shè)計的實驗尋找到浮力的方向？”生：“老師，浮力的方向一定是向上，還用實驗證明嗎？”師：“物理是要尊重實驗的，不能靠憑空想象，我也相信浮力方向可能是向上的，可你能用實驗來證明嗎？”

圖2

該教師在課前已經(jīng)把學生分成6個小組，每個小組配備了水槽和相關(guān)的器材（圖2）.當各小組開始進入實驗狀態(tài)時，有的小組進行討論，有的小組學生直接進行實驗，其中1名女學生先把乒乓球扔到水槽的水中，把袖子挽起來，把手直接伸到水中，她感覺向下壓乒乓球較費力，她得到的結(jié)論是浮力方向向上.另一組的幾名男學生用細線把乒乓球與小鋁塊連接起來后放到水中細線被拉直了，他們認為乒乓球受到的浮力向上，使細線被拉直了，結(jié)論是浮力方向向上.

點評：在教師的引導(dǎo)下，學生自己通過一個個簡單的實驗證實了浮力的方向.這種通過學生自主設(shè)計方案得到正確結(jié)論的方法值得在教學中推廣.本節(jié)學生從用手來感受浮力方向到由小球拉直細繩可看到浮力方向的實驗過程也體現(xiàn)了學生的認知規(guī)律.值得注意的是近幾年許多物理教師在課堂教學過程中過分追求實驗的創(chuàng)新，實驗過多、過濫的現(xiàn)象經(jīng)常在課堂上出現(xiàn).該課學生探究浮力方向的簡單實驗給我們很大的啟發(fā)，我們希望在課堂教學過程中，能用簡單實驗解決的問題就不要用復(fù)雜的方法進行；能用一個實驗解決的問題就不要再做第2個實驗，課堂教學中的實驗資源也要合理開發(fā)，有效利用，教學資源不要過度開發(fā)和無效利用.

3 通過實驗尋找學生命題中的問題

案例3.某教師在上“歐姆定律實驗復(fù)習”課時，首先問學生：“歐姆定律公式中的3個物理量關(guān)系是什么？”“歐姆定律的公式是什么？”“你想到的變形公式有哪些？”在引導(dǎo)學生自己設(shè)計電路圖并連接實物圖和學生畫完分組實驗后，對知識進行講解時，該教師在課件中通過一個表格列出實驗方法、實驗儀器、實驗電路圖等了7個問題，她問學生是需要全講還是只講某個問題？學生選擇講解對實驗相關(guān)問題的分析.

在 “想一想，寫一寫”階段，學生閱讀“例題”后，進入“我來編題”階段，讓一學生用實物投影展示所編的題，師：“你編的題能用實物連接嗎？”生：“能.”……學生按自己設(shè)計的電路連接相關(guān)用電器后，發(fā)現(xiàn)無論如何調(diào)節(jié)，電流表都沒有讀數(shù).師：“為什么電流表沒有示數(shù)？”生：“我編的題有問題.”“能改嗎？”“能”……從而帶領(lǐng)學生深入思考.

點評：教師在課堂引入部分直接問歐姆定律公式中的3個核心物理量是什么？各量之間是什么關(guān)系？這種直入主題的簡單問題對學生產(chǎn)生強烈沖擊，讓學生快速進入復(fù)習狀態(tài).7個有選擇性問題的提出給了學生選擇權(quán)，實現(xiàn)了課堂教學講與不講由學生作主的目的.

本案例最有趣的是給了樣本讓學生編題，學生編題后又通過現(xiàn)場實驗來驗證.編題過程是猜想與設(shè)計的過程，是提升能力的過程，學生由做題到編題，其對物理相關(guān)知識的理解發(fā)生了質(zhì)的變化，這種變化有助于培養(yǎng)學生的科學素質(zhì).讓學生通過實驗來驗證所編題是否正確，是對猜想與設(shè)計的驗證過程.這種“編題→實物連接→接通電路→改進設(shè)計→重新連接→再接通電路”過程就是一個完美的學習過程.學生為自己學習找到了臺階，發(fā)現(xiàn)了問題.這種體驗過程也是提升知識過程，學生在整體思考與體驗過程中，對歐姆定律實驗有了全新的體驗，教學難度也在推進過程中降低了.

在課堂教學中教師通過增設(shè)實驗進行問題引領(lǐng)，讓學生主動觀察、主動思考、主動探究，讓學生在物理世界里快樂遨游，讓物理知識生動起來.這既符合初中學生的認知特點，學生在真實的實驗體驗過程中，也提升了實驗探究能力.