“巧”挖演示實驗促高效教學(xué)

浙江省臺州中學(xué)(317000)

楊永利●

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“巧”挖演示實驗促高效教學(xué)

浙江省臺州中學(xué)(317000)

楊永利●

新課改所倡導(dǎo)的“自主、探究、合作”學(xué)習(xí)理念已深入人心，并改變著現(xiàn)有的課堂和教學(xué)方式.目前的課堂教學(xué)大都以實驗為載體，實驗已成為課堂教學(xué)的重要手段又是課堂教學(xué)的重要內(nèi)容.實踐表明通過實驗可實現(xiàn)高效教學(xué).

演示實驗;高效教學(xué);核心素養(yǎng)

一、將演示實驗變?yōu)轵炞C性實驗

圖1

為了引入機械能守恒定律，教材所用的例子和例題都是單擺模型.顯然這種物理情景很重要，為此筆者在課堂中就采用單擺模型來驗證機械能守恒.本實驗裝置可以用強磁鐵將懸點O固定在黑板上，并預(yù)先畫出若干條水平線，如圖1所示.具體操作如下：

實驗一：定性演示.將單擺從某一位置由靜止釋放，然后擺到另一側(cè)等高處.

實驗二：利用光電門測定任一個位置的機械能.上述演示讓學(xué)生體會到始末兩個位置的機械能是相等的，并不能直觀說明擺動過程中每一個位置的機械能都始終保持不變，即不能說明“守恒”這一特征.為了解決這一問題，可以通過測定任何位置的機械能來直接說明機械能保持不變.用雙面膠將光電門的一側(cè)直接粘在黑板上B點位置(如圖1所示)，然后測定該位置的高度(以最低點O1為零勢能處)和通過該點時的瞬時速度大小(用光電門和數(shù)據(jù)采集器測量).

實驗三：利用平拋運動測量最低點的動能.在最低點將繩子燒斷，燒斷后小球做平拋運動，測出平拋運動的水平位移和豎直位移來計算在最低點的速度.根據(jù)最高點到最低點的高度差計算減小的重力勢能，然后判斷機械能是否守恒.

通過上述多種方式驗證機械能守恒定律，既可以培養(yǎng)學(xué)生如何選取和使用器材能力，又能培養(yǎng)學(xué)生大膽探索的創(chuàng)新思維能力,并逐漸養(yǎng)成科學(xué)思維的習(xí)慣.

二、將演示實驗改為探究性實驗

在《變壓器》中教材展示給我們這樣的演示實驗： 把兩個沒有導(dǎo)線相連的線圈套在同一個鐵芯上，一個線圈連到交流電源的兩端，另一個線圈連到小燈泡上.小燈泡可能發(fā)光嗎？說出你的道理.

這樣的演示現(xiàn)象既不會引起學(xué)生的好奇心，因為學(xué)生都知道這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，又達(dá)不到引入變壓器概念的教學(xué)效果，而且不利于學(xué)生掌握鐵芯作用等知識.基于這樣的認(rèn)識我設(shè)計了如下的探究過程：

1.提出問題：能否利用兩個線圈，讓小燈泡不直接接在電源上也會發(fā)光？說出你的方案.

2.思考與討論：經(jīng)過討論多數(shù)同學(xué)提出如下方案，將一個線圈與學(xué)生電源相連，另一線圈與小燈泡相連，并讓兩個線圈靠在一起.老師按學(xué)生的方案進(jìn)行實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)燈泡不亮.這個現(xiàn)象使學(xué)生處于思維矛盾之中，借此機會我將鐵芯插入兩線圈之中，燈泡突然變亮了.在這樣的感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上，學(xué)生很容易理解鐵芯的作用.

3.實驗

(1)讓線圈與蓄電池相連，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮.請同學(xué)們解釋理由？(2)將小燈泡換成“220V、60W”的白熾燈，改變線圈的匝數(shù)，發(fā)現(xiàn)白熾燈也會發(fā)光.

在一片驚嘆聲中，老師明確告訴大家這樣的事實：一個閉合鐵芯和兩個線圈可以改變電壓.這種裝置物理中稱為變壓器.

上述的引入有效地使學(xué)生逐漸養(yǎng)成實驗探究意識，并能發(fā)現(xiàn)問題、提出合理猜測與假設(shè)，會正確實施實驗探究方案，誘發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，使學(xué)生形成一定的科學(xué)探究能力和科學(xué)態(tài)度與價值觀等核心素養(yǎng).

三、改變演示實驗的條件或器材

《電阻定律》中教材提供的實驗方案所需器材較多，實驗中既要改變線路的連接方法，又要讀出電流表、電壓表的示數(shù)，這些因素會阻礙學(xué)生觀察本質(zhì)現(xiàn)象，甚至?xí)?yán)重影響教學(xué)效果.如何簡化呢？在教學(xué)設(shè)計時筆者選擇重點探究電阻與長度的關(guān)系.本實驗的裝置如圖2所示，取一段粗細(xì)均勻的金屬絲拉直后連接在A、B接線柱上，金屬絲上安裝一個可滑動的金屬夾P.實驗前，教師引導(dǎo)學(xué)生思考以下問題：AP之間的電壓與電阻有何關(guān)系？經(jīng)過一翻學(xué)生間討論、師生問答后，老師最后總結(jié)：移動金屬夾P的過程中，電路中的電流保持不變，根據(jù)歐姆定律可知AP之間的電壓與電阻成正比.那么我們就可以將不可直接測量的物理量(電阻)轉(zhuǎn)化為可直接測量的物理量(電壓).學(xué)生分組實驗時可測得多組電壓和長度的數(shù)據(jù)，并畫出U-L圖象.數(shù)據(jù)處理時教師也可用excel表格，當(dāng)學(xué)生輸入測量的電壓值和長度值時，軟件會自動繪出U-L圖象.通過交流得出：R正比于L.上述教學(xué)讓學(xué)生經(jīng)歷了提出問題、獲取和處理數(shù)據(jù)、得出結(jié)論和進(jìn)行交流等過程，從而培養(yǎng)學(xué)生實驗探究能力.

圖3 圖4

在《平拋運動》中教材展示的演示實驗如圖3所示，實踐表明，實驗效果不理想.學(xué)生很難用眼睛判斷兩球同時落地，即使用耳朵聽也很難區(qū)別.如果教師進(jìn)行適當(dāng)?shù)貏?chuàng)新，將實驗裝置變?yōu)槿鐖D4所示，那么同時釋放兩球A、B時學(xué)生就容易看見兩球相碰現(xiàn)象；然后改變兩球之間的距離，再同時釋放,兩球還會相碰.這樣的“創(chuàng)新”會產(chǎn)生很好視覺效果，有利于激發(fā)學(xué)生的好奇心，更有利于集中學(xué)生的注意力，使課堂教學(xué)更高效.

綜上所述，只要教師圍繞教材中的演示實驗，努力創(chuàng)新，充分挖掘?qū)嶒灥男隆⑵?、妙、趣等方面，充分展示物理實驗中的巧妙?gòu)思和方法，并通過形式多樣的實驗活動，一定能提高學(xué)生的實驗探究和創(chuàng)新思維能力.在實際教學(xué)實踐過程中要依據(jù)“自主、探究、合作”的教學(xué)理念，正確處理好實驗教學(xué)中教師講解與學(xué)生動手的關(guān)系，要不斷改進(jìn)教學(xué)模式，努力在課堂上為學(xué)生創(chuàng)造一個好的、高效的教學(xué)環(huán)境.只有這樣，才能培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).

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1008-0333(2017)14-0066-01