巧設(shè)演示實驗突破思維難點お

柯厚紅

為了幫助學(xué)生鞏固所學(xué)，活化有關(guān)知識和技能，同時也為了幫助學(xué)生提升思維能力，促使其科學(xué)方法的形成，高中物理教學(xué)中會安排一些習(xí)題課.然而，教學(xué)實踐卻發(fā)現(xiàn)，習(xí)題課以做題講題為主，容量極大，因此整個課堂呈現(xiàn)出氣氛壓抑、學(xué)生疲于應(yīng)付的場景，在這樣的教學(xué)環(huán)境下，學(xué)生學(xué)習(xí)效率較低，他們對習(xí)題課產(chǎn)生排斥心理，教師也感到習(xí)題課越來越難上.筆者在教學(xué)中，將演示實驗巧妙融入習(xí)題教學(xué)，將抽象、枯燥的物理習(xí)題以具體而生動的形式呈現(xiàn)出來，突破習(xí)題教學(xué)的難點，收效較好.

1以鮮活的實驗現(xiàn)象活躍課堂氣氛，激活學(xué)生思維

習(xí)題課主要是促使學(xué)生對已學(xué)內(nèi)容進行進一步的認識，學(xué)生會因為缺乏新鮮感而感到枯燥乏味，這也直接導(dǎo)致了習(xí)題課氣氛壓抑，學(xué)生思維趨于停滯的原因，這也是習(xí)題課效率難以提升的原因所在，因此教師必須要優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，依托于物理習(xí)題，創(chuàng)設(shè)鮮活的物理認知情境，在活躍課堂氛圍的同時，也充分激活學(xué)生的思維，進行恰當?shù)奈锢韺嶒灳褪且粋€有效的手段.

例題中國武術(shù)中有“四兩撥千斤”的巧妙功夫，生活中我們也可以做這樣一個巧妙的實驗“一指斷鐵絲”：取兩根較長的木條，中間通過鉸鏈將其連接，構(gòu)成人字形支架，再選用兩個硬木塊加工成L型底座，并在其拐角處墊上鐵片，下端釘上掛鉤，如圖1所示組裝之后，將鐵絲掛在掛鉤上，用手指下壓人字形支架的上端，鐵絲立即被拉斷，請解釋其中的物理原理.

分析上述問題是幫助學(xué)生理解“力的分解”而進行設(shè)計的.教學(xué)過程中，如果教師只是就題論題，引導(dǎo)學(xué)生從力的分解出發(fā)，結(jié)合平行四邊形法則畫出力的分解示意圖，并通過幾何關(guān)系進行討論，問題自然迎刃而解，但是學(xué)生也就是明白了這個題目怎么處理，力的分解起到怎樣的作用，效果僅此而已.

實驗設(shè)計筆者認為例題的題設(shè)條件本身就是一個現(xiàn)成的實驗，在實際教學(xué)中，教師就應(yīng)該將相關(guān)器材搬到教室（如圖2所示），引導(dǎo)學(xué)生自己進行實驗操作，具體進行時，可以分成兩步：第一次按照題目中原始情境，選用較長鐵絲，使人字形支架的頂角盡量大于160°，演示出“一指斷鐵絲”的場景，在學(xué)生對情境有所認識之后，引導(dǎo)學(xué)生從平行四邊形法則的角度來解答本題；第二次給學(xué)生提供較短的鐵絲，使得人字形支架的頂角在90°左右，再讓學(xué)生用力下壓鉸鏈，鐵絲卻沒有被拉斷，這是學(xué)生的問題意識被激活：為什么前后兩次實驗結(jié)果不一樣呢？教師啟發(fā)學(xué)生在思考和討論中完善有關(guān)內(nèi)容的認知.

2以具體的實驗現(xiàn)象突破學(xué)生認識誤區(qū)，提升思維品質(zhì)

學(xué)生處理習(xí)題時，往往會從自己的知識經(jīng)驗和思維習(xí)慣出發(fā)來分析并解決問題，這樣的處理方式帶有濃重的感性色彩，有時他們的經(jīng)驗認知與問題相符，則相應(yīng)的處理會引導(dǎo)他們得出正確的結(jié)果；如果學(xué)生的經(jīng)驗是不相符的，就會導(dǎo)致認知的負遷移，在一定程度上干擾他們對問題的處理和能力的提升.面對這一情形，筆者認為，結(jié)合習(xí)題設(shè)計相應(yīng)的實驗，可以幫助學(xué)生突破認知誤區(qū)，以全新的視角來審視問題，進而幫助學(xué)生將感性認知提升到理性的高度，讓他們在探究問題本質(zhì)的同時，提升自我的思維品質(zhì).

例題如圖3所示，將一個鐵塊放置于長木板上，現(xiàn)將木板的一端緩慢抬起，請問該過程中鐵塊所受摩擦力的大小會發(fā)生怎樣的變化

[TP8GW51.TIF，BP#]

A.摩擦力隨著木板傾角θ的增大而減小

B.摩擦力隨著木板傾角θ的增大而增大

C.隨著木板傾角θ的增大，摩擦力先減小后增大

D.隨著木板傾角θ的增大，摩擦力先增大后減小

分析學(xué)生在處理本題時，會出現(xiàn)兩類思維誤區(qū)：一是始終將摩擦力定位為靜摩擦力，則隨著傾角θ的增大，鐵塊下滑趨勢愈發(fā)明顯，則靜摩擦力越來越多，選擇B項；二是隨意套用滑動摩擦力的計算公式 ，認為傾角變大的過程中鐵塊與木板間的擠壓減小，因此摩擦力減小，選擇A項.這兩種錯誤的根源在于學(xué)生沒有用發(fā)展的目光來看待物理過程，亦或他們對相關(guān)物理情境缺乏直觀的認知，使得他們對某些結(jié)論或公式進行機械化的套用，甚至是濫用.因此教師在有關(guān)問題處理時，不僅僅要糾正學(xué)生對問題解答的錯誤，更要轉(zhuǎn)變學(xué)生分析問題的基本觀念，引導(dǎo)他們糾正處理問題的思維習(xí)慣.

實驗設(shè)計教師可以通過實驗將相似的情境呈現(xiàn)出來，引發(fā)學(xué)生經(jīng)驗與實驗場景的認知沖突，促使他們自發(fā)地形成正確的認識.實驗的操作很簡便，教師可這樣來啟發(fā)學(xué)生進行實驗：“請同學(xué)們幫我來設(shè)計一個演示實驗，用什么來代替木板，用什么來代替鐵塊，請就地取材？”上述提醒只需點到為止，學(xué)生很快就有了思路：有的學(xué)生將自己的板凳面板當做長木板，用文具盒當做鐵塊，逐漸抬起一端，進而演示相關(guān)現(xiàn)象；也有學(xué)生用文具盒代替木板，將一塊橡皮放在上面類比為鐵塊；……學(xué)生的思維一旦被打開，他們的想法可謂是層出不窮，通過實驗，他們很快明確了物理過程——傾角逐漸變大的過程中，鐵塊起先與木板相對靜止，即鐵塊受到靜摩擦力；后階段鐵塊下滑，即鐵塊受到滑動摩擦力，因此結(jié)論應(yīng)該是D.通過實驗的操作，學(xué)生不僅找到正確的答案，而且他們在對實驗的體驗過程中也發(fā)現(xiàn)，不同的物品卻演示出相同的實驗結(jié)果，讓他們又一次感悟到物理規(guī)律的普適性.

總之，習(xí)題課教學(xué)過程中，教師巧妙地設(shè)計演示實驗，靈活創(chuàng)設(shè)物理情境，有助于形成輕松活潑的課堂氛圍，并能有效激活學(xué)生的思維，大幅降低問題處理的難度，進而避免物理教學(xué)陷入題海戰(zhàn)術(shù)的泥淖.