高中物理演示實驗教學創(chuàng)新的策略

焦彥平

摘 要：教學創(chuàng)新是一個需要不斷探索和出新的課題。物理教學創(chuàng)新的內容很多，文章闡述了高中物理演示實驗教學創(chuàng)新的策略。

關鍵詞：教學創(chuàng)新；演示實驗；策略

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）4-0060-2

創(chuàng)新是一個民族興旺發(fā)達的動力，創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，只有靠創(chuàng)新性的課堂去落實。這就要求教師在課堂上通過演示實驗創(chuàng)設適合學生積極參與、主動學習的教學情境，激發(fā)學生的創(chuàng)新表現，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。

結合本人的教學實踐，筆者認為高中物理演示實驗教學創(chuàng)新的策略有：實驗器材的教學創(chuàng)新、實驗思路的教學創(chuàng)新、演示過程的教學創(chuàng)新、數據處理的教學創(chuàng)新、重現科學史實驗的教學創(chuàng)新。具體闡述如下：

1 實驗器材的教學創(chuàng)新

物理實驗器材種類繁多，但卻不能完全滿足教學的客觀需求。充分發(fā)揮教師的主觀能動性，重組或自制實驗儀器，是高中物理演示實驗教學創(chuàng)新的必然選擇。在“通電導線在磁場中受到的作用力”的教學工作中，筆者采用把兩套安培力演示儀的兩個矩形線圈相互靠近、平行懸掛，然后在兩個線圈中分別通入同向和反向電流，就能明顯看到同向電流互相吸引、反向電流互相排斥的現象。還可以嘗試用懸掛的兩條長鋁箔作平行通電導線來做這個實驗。在“力的合成”一課，討論大小一定的兩個分力隨著夾角改變，合力如何變化時，我校實驗室沒有現成的演示器材，僅靠畫圖分析抽象難懂，筆者就自制實驗器材。把四根細木條用釘子釘成可活動的平行四邊形，再用第五根細木條作為對角線，演示隨夾角增大，合力逐漸變化的情況。實驗可見度高、也很直觀，學生覺得淺顯易懂。

2 實驗思路的教學創(chuàng)新

一些實驗用老辦法固然輕車熟路，但學生的參與度不高、思維的啟發(fā)性不強。這時，不妨嘗試改變一下實驗思路，立足用學生手頭容易得到的、也很常見的物品做實驗器材，學生參與度高、體驗深刻，效果會更好?！傲Φ姆纸狻币徽n，在講斜向上的拉力產生的兩個效果時，筆者沒有四處借臺秤演示，而是讓學生將手頭的兩本書像洗撲克牌一樣分頁交叉重疊，然后放在課桌表面上，用力把一本書從另一本書中水平拉出，學生感覺很費力；接著筆者又讓學生把另一本書斜向上拉出，這一次學生感覺很輕易就能辦到。最后，讓學生分析原因，學生自然就能得出斜向上的拉力產生的兩個效果。探究加速度與力、質量關系的實驗方案不止一個。為了簡化問題，在平衡摩擦力之后，保持拉力不變，筆者采用分別讓一輛小車、相同的兩輛小車連接、相同的三輛小車連接先后從靜止時釋放，研究它們的加速度與質量是否成反比，這里無需用天平測質量；同樣，保持小車質量不變，筆者分別采用懸掛一個鉤碼、相同的兩個鉤碼、相同的三個鉤碼先后拉動小車從靜止時釋放，研究它們的加速度與拉力是否成正比，這里同樣無需用天平測質量。通過讓自變量成倍地改變，避免了精確測量的麻煩。這種創(chuàng)新思路用在探究物理量之間成正比或反比的關系時，非常簡潔直觀。

3 演示過程的教學創(chuàng)新

在一些抽象理論的教學中及時增加一些新穎的、激發(fā)學習興趣、增強師生互動、激活課堂氛圍的小實驗，十分必要。“行星的運動”一節(jié)課畫橢圓環(huán)節(jié)，分成兩個小組演示。筆者這一組，筆者按住繩子的兩端，讓另一個學生在黑板上畫焦距很小的橢圓；另一組是兩個學生配合畫出焦距較大的橢圓。學生略顯笨拙的畫圖動作，自然引起同學們的興趣，而兩個橢圓的對比，也讓學生體驗到了橢圓與圓有時接近、有時明顯不同的條件?！盎ジ泻妥愿小币还?jié)課，筆者增加了學生體驗自感現象的小實驗，用兩節(jié)干電池與變壓器上的線圈構成閉合回路，然后筆者突然斷開連接電池的兩根導線，并讓一名學生用兩手立即去接觸兩根導線端，學生受到電擊，立即本能地將手甩開。問學生“還要再試一下嗎？”該學生不停搖頭，其他學生哈哈大笑。通過這個小實驗，學生對于線圈中電流從有到無時產生的自感現象印象深刻。筆者對教材上已有的趣味小實驗必做、課本上沒有的很有創(chuàng)新性和趣味性的演示實驗想方設法照樣做的宗旨，物理課堂自然妙趣橫生。這對于培養(yǎng)興趣、啟迪思維、發(fā)展學生的創(chuàng)新能力大有裨益。

4 數據處理的教學創(chuàng)新

科學規(guī)律是簡潔迷人的，而實驗數據卻是枯燥復雜的。正所謂剪不斷理還亂。從搜集的實驗數據到發(fā)現科學規(guī)律的過程往往充滿著探索的艱辛和創(chuàng)新的智慧?！靶行堑倪\動”這節(jié)課看似內容很少、其實很難講授，處理不當就成了填鴨式教學，但本節(jié)課又富含科學精神和科學方法教育。為了能更好地介紹開普勒如何處理第谷觀察到的天文數據，筆者嘗試利用電腦軟件處理天文數據的教學創(chuàng)新。先用表格展示天文觀測數據，讓學生發(fā)現半長軸越大公轉周期越大。然后，讓學生猜想兩者間的關系，并讓學生講怎樣才能直觀驗證正比關系，學生想到的自然是圖像法。接著，利用電腦軟件，開始描點畫T-R圖像，并讓學生判定是否是直線，學生否定后，讓學生繼續(xù)猜兩者間的可能關系，再畫T-R2關系圖像、T-R3關系圖像……當它們之間的線性關系逐個被排除后，一鼓作氣、再而衰、三而竭，學生的情緒從高漲到低落，思維由高潮跌入低谷，陷入了困惑。這時，筆者才介紹開普勒的思路，并畫圖像開始逐個驗證T∝R、T∝R等關系是否成立，學生茅塞頓開、深受啟發(fā)。在這個實驗數據處理的創(chuàng)新教學環(huán)節(jié)，學生經歷了思維對話、思想參與，科學精神熏陶、科學方法領悟、科學規(guī)律掌握三位一體的教學效果自然遠勝過填鴨式教學。

5 重現科學史實驗的教學創(chuàng)新

科學史實驗最富有神秘的傳奇色彩，如果在物理課堂能精彩重現，無疑是激動人心的創(chuàng)舉。歷史上法拉第研究電磁感應現象的年代，還沒有發(fā)明電流表，只有一個簡陋的相當于電流計的裝置。筆者找到了法拉第當時研究這個現象時的實驗錄像，并在“劃時代的發(fā)現”這節(jié)課播放，略顯笨拙而簡陋的類電流計裝置、夸張而清晰的指針偏轉，很有歷史真實感。為講解無空氣阻力時物體下落的快慢相同，筆者找來了美國宇航員斯科特在月球上做羽毛和榔頭落體實驗的珍貴錄像，以及做斜塔實驗的錄影，進行播放，真實再現了科學史實驗。講解影響自感系數的因素，如果直接告訴學生結論，效果當然不好。為此，筆者在大學物理實驗錄像中截取研究影響自感系數因素的實驗片段，進行播放，連聽課的老師都覺得新鮮、震撼。

總之，實驗器材、實驗思路、演示過程、數據處理、重現科學史實驗的教學創(chuàng)新是高中物理演示實驗教學創(chuàng)新的主要策略和方向。只有在教學中精益求精、不斷創(chuàng)新，力求做到人無我有、人有我新，教出來的學生才可能是出類拔萃、富有創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力的人才。

參考文獻：

[1]魯世明.高中物理演示實驗教學中學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)策略[J].物理教學探討， 2013，31（1）：34-35.

（欄目編輯 王柏廬）