運(yùn)用實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣突破高中物理教學(xué)難點(diǎn)的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

孔寬江 王淑娜

【摘要】高中物理概念和規(guī)律較為抽象，建立過程對邏輯思維要求較 難點(diǎn)高，若能利用身邊易得的器材開發(fā)實(shí)驗(yàn)，結(jié)合DIS設(shè)計(jì)新的有效的實(shí)驗(yàn)方案來激發(fā)學(xué)生興趣，以有趣直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為載體，幫助學(xué)生順利建立物理概念和規(guī)律，將能有效突破教學(xué)難點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】自制實(shí)驗(yàn)教具 DIS實(shí)驗(yàn)開發(fā)導(dǎo)學(xué)案實(shí)驗(yàn)教學(xué)

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。物理實(shí)驗(yàn)可以形象、直觀地反映物理過程，體現(xiàn)物理規(guī)律。物理實(shí)驗(yàn)是突破教學(xué)難點(diǎn)的有效手段，是激發(fā)興趣、啟迪思維的良好載體，要想學(xué)好物理一定要重視實(shí)驗(yàn)。高中物理教學(xué)應(yīng)杜絕只在黑板上做實(shí)驗(yàn)，老師口頭講實(shí)驗(yàn)的做法。不僅要認(rèn)真完成教科書上的規(guī)定實(shí)驗(yàn)，而且要創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)一些簡單有趣的實(shí)驗(yàn)，讓更多的學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)，在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生深入思考，幫助學(xué)生從形象思維順利過渡到抽象思維，能在真正意義上提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為培養(yǎng)能力型、創(chuàng)新性人才創(chuàng)造條件。本文將從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個方面進(jìn)行闡述。

一、開發(fā)設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)材料的獲得、實(shí)驗(yàn)方案的創(chuàng)新、實(shí)驗(yàn)過程的呈現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理等方面，提高學(xué)生的科學(xué)探究能

1、利用常規(guī)器材和生活用品開發(fā)“低成本、高效益”的小實(shí)驗(yàn)

（1）設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)問題情境，培養(yǎng)學(xué)生興趣和求知欲，突破學(xué)生學(xué)習(xí)物理時(shí)興趣不高這一基本難點(diǎn)

物理課堂開始的前五分鐘，學(xué)生的注意力還未完全集中，如果能夠以實(shí)驗(yàn)吸引學(xué)生，激發(fā)其興趣，必能達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。

案例一、在《通電斷電自感》一節(jié)教學(xué)中，開課伊始設(shè)計(jì)一個“人體自感體驗(yàn)”的小實(shí)驗(yàn)，教師先按照圖l所示電路連接好電源、開關(guān)、鎮(zhèn)流器部分，如圖2所示。在讓幾個同學(xué)手拉手站成一排，兩端的同學(xué)空著的手各握導(dǎo)線的一端，與鎮(zhèn)流器并聯(lián)，按表l操作并填寫學(xué)生體驗(yàn)一欄。

學(xué)生由自身體驗(yàn)引發(fā)思維沖突，提出問題：1節(jié)干電池何以能使這么多同學(xué)同時(shí)受到電擊？從而引入本節(jié)課研究的課題——自感現(xiàn)象。

本實(shí)驗(yàn)取材簡單，設(shè)計(jì)巧妙，一拿出立即點(diǎn)燃了學(xué)生的熱情，整個課堂都精神飽滿，求知欲強(qiáng)烈，課堂效果良好。

（2）運(yùn)用實(shí)驗(yàn)“以實(shí)代虛”，降低難度，化解難點(diǎn)，突破物理知識

案例二、學(xué)生在學(xué)過必修二之后，會遇到將圓周運(yùn)動與機(jī)械能守恒定律相結(jié)合的這樣一道典型的題目：如圖3所示，小車上有固定支架，支架上用細(xì)線拴一個小球，線長為L（小球可看作質(zhì)點(diǎn)），小車與小球一起以速度、。沿水平方向向左勻速運(yùn)動.當(dāng)小車突然碰到矮墻后車立即停止運(yùn)動，此后小球升高的最大高度可能是（線未被拉斷）（）

本題是多項(xiàng)選擇，學(xué)生因思維局限不能全面把握各種可能情況所對應(yīng)的不同運(yùn)動形式，經(jīng)常少選。為解決此難點(diǎn)，本課題組除采用常規(guī)的理論推導(dǎo)外，仍將采用簡易器材進(jìn)行形象的實(shí)驗(yàn)。由于篇幅限制，本文只將實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證部分呈現(xiàn)如下：

實(shí)驗(yàn)器材為輕繩一根，帶孔的鋼球一個，實(shí)驗(yàn)中在最低點(diǎn)給小球不同的初速度，展現(xiàn)輕繩拉小球在豎直平面內(nèi)的三種運(yùn)動形式。從而讓學(xué)生體驗(yàn)小球運(yùn)動的

真實(shí)情景，增加學(xué)生的感性認(rèn)識，讓學(xué)生將理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)合起來，幫助學(xué)生理解物理情景。實(shí)驗(yàn)情景展示如圖4所示。

此實(shí)驗(yàn)器材常規(guī)易得，實(shí)驗(yàn)操作簡單，效果非常明顯，學(xué)生很直觀看到初速度不同所對應(yīng)的三種物理情景。尤其是第二種情景，學(xué)生很容易理解第二階段的斜上拋，形象直觀，學(xué)生記憶深刻，難點(diǎn)順利突破。這種利用常規(guī)器材和低成本生活用品將習(xí)題實(shí)驗(yàn)化的做法，以實(shí)代虛，化抽象為具體，有助于突破教學(xué)難點(diǎn)，優(yōu)化教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。這也是本課題組研究的一個重點(diǎn)。

（3）學(xué)生自制學(xué)具，培養(yǎng)創(chuàng)新能力和學(xué)以致用的意識。

案例三：在學(xué)習(xí)了《自由落體運(yùn)動》之后，引導(dǎo)學(xué)生組內(nèi)積極合作，用常見的紙板制出了簡單反應(yīng)尺（如圖5所示）。在此過程中，學(xué)生既練習(xí)鞏固了物理規(guī)律，又提高了動手能力，更重要的是體會了物理學(xué)中理論聯(lián)系實(shí)際的重要意義。在測反應(yīng)時(shí)間過程中，學(xué)生參與度高，并通過訓(xùn)練提高了反應(yīng)速度。學(xué)生開心的展示自己的制作成果，本教具效果明顯優(yōu)于只用普通直尺測長度，再計(jì)算反應(yīng)時(shí)間的做法。利用簡易器材制作的反應(yīng)尺，讓學(xué)生享受了學(xué)習(xí)物理的樂趣，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性。

2、利用DIS改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得和處理的方式

DIS對實(shí)驗(yàn)具有實(shí)時(shí)控制功能，數(shù)據(jù)采集、處理和圖線描述都由計(jì)算機(jī)完成，使得教師和學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中從數(shù)據(jù)讀取、記錄、公式運(yùn)算和圖線描繪等繁瑣勞動中得以解脫，從而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率。

案例四：在《自感現(xiàn)象》一節(jié)中，將二極管和傳感器引入實(shí)驗(yàn)，在同一個電路中演示通電和斷電自感，如圖6所示用發(fā)光二極管代替燈泡，減小電阻變化對電流的影響，將發(fā)光二極管做成箭頭指示燈來放大視覺效果，利用二極管的單向?qū)щ娦燥@示電流方向，利用電流傳感器可以直觀地顯示各支路電流隨時(shí)間的變化特點(diǎn)，有利于幫助學(xué)生理解線圈對電流變化的阻礙作用。在實(shí)驗(yàn)過程中利用DIS系統(tǒng)快速記錄數(shù)據(jù)，直觀地顯示通電和斷電自感中線圈對電流變化的阻礙作用。使用效果如下圖所示7所示。

二、利用導(dǎo)學(xué)案教學(xué)法改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式

2009-2010學(xué)年，我校開始全面開展“導(dǎo)學(xué)案式教學(xué)法”。是一種變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”，突出以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué)法。2014年我校組建了DIS實(shí)驗(yàn)室，我們對于如何使用導(dǎo)學(xué)案輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)展開了探討，具體措施如下：

1、群策群力編寫導(dǎo)學(xué)案

我們首先要結(jié)合課本對學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，在原有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上加入DIS，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行理論推敲和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。其次，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)完成以后分工設(shè)計(jì)導(dǎo)學(xué)案，統(tǒng)一模版，大致分為實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和加工等環(huán)節(jié)，以書面填空的形式呈現(xiàn)給學(xué)生。最后是結(jié)合已有實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課后思考和討論，讓學(xué)生提出實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新和改進(jìn)方法。

2、利用導(dǎo)學(xué)案指導(dǎo)學(xué)生的課前預(yù)習(xí)

物理實(shí)驗(yàn)要講究預(yù)習(xí)，課前預(yù)習(xí)其實(shí)也就是學(xué)生的自學(xué)環(huán)節(jié)，有了導(dǎo)學(xué)案，學(xué)生在課前的自主學(xué)習(xí)過程中明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，理解?shí)驗(yàn)原理，掌握實(shí)驗(yàn)操作步驟，對實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)、難點(diǎn)、目標(biāo)，借助“導(dǎo)學(xué)案”完成課前預(yù)習(xí)。因此我們將導(dǎo)學(xué)案提前一天發(fā)放，在上課前我們會將課前導(dǎo)學(xué)案收回批閱學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，將學(xué)生在預(yù)習(xí)中所暴露出的問題整理出來，教師便可以適當(dāng)調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)，有針對性地進(jìn)行課堂教學(xué)，有的放矢。

3、利用導(dǎo)學(xué)案檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效果

實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分的導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)有實(shí)驗(yàn)報(bào)告，有助于學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)過程中的數(shù)據(jù)和理解處理數(shù)據(jù)的方法，以及記錄在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中出現(xiàn)的問題等項(xiàng)目，還時(shí)間給學(xué)生，真正做到新課改所提倡的“在學(xué)中做，在做中學(xué)”。

經(jīng)過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)學(xué)案實(shí)驗(yàn)教學(xué)法不僅幫助學(xué)生理解了實(shí)驗(yàn)本身的知識，還提高了學(xué)生的動手能力，創(chuàng)新能力，是真正行之有效的教學(xué)方法。

通過對課題《運(yùn)用實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣突破高中物理教學(xué)難點(diǎn)的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐》的研究以及取得的成果的實(shí)踐應(yīng)用，我們發(fā)現(xiàn)，開發(fā)和創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)，并通過導(dǎo)學(xué)案教學(xué)的方法引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)物理，不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，突破物理教學(xué)的難點(diǎn)，還能提高教師的教學(xué)水平，增進(jìn)師生感情，這也許是我們這個課題研究的意外收獲吧！

注：本文為河南省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃一般課題《運(yùn)用實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣突破高中物理教學(xué)難點(diǎn)的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐》最終研究成果，課題編號：[2014]-JKGHC-0376。（上接第94頁）23.1%，日本為19.8%，美國與德國接近，達(dá)到22.7%，以保守著稱的英國也超過了is%，而我國企業(yè)用于科研的投資平均僅為8.1%，與發(fā)達(dá)國家差異顯著。后續(xù)工作中，可以由各地大型國企或者其他部門牽頭，啟動科研項(xiàng)目，由同類企業(yè)共同研發(fā)、共同享受研發(fā)成果。經(jīng)費(fèi)上，由國企和政府部門承擔(dān)10%，其他支出由參與項(xiàng)目的企業(yè)根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模分?jǐn)?，總體提升科研能力和水平，有效推動、落實(shí)集約化發(fā)展戰(zhàn)略理念。

（三）構(gòu)建現(xiàn)代化管理架構(gòu)

現(xiàn)代化管理架構(gòu)能夠使企業(yè)在戰(zhàn)略管理、日常管理等方面滿足時(shí)代要求，也有利于落實(shí)和完善經(jīng)營管理戰(zhàn)略理念。目前我國部分企業(yè)應(yīng)用的是層次化管理架構(gòu)，管理上逐層負(fù)責(zé)、工作上一一對應(yīng)，該架構(gòu)有助于明晰責(zé)任，但效率上并不理想。對西方企業(yè)進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)部分企業(yè)為求提升管理有效性，會減少管理架構(gòu)的層級，由“總經(jīng)理（或董事長、董事會）、經(jīng)理、部門主管、基層人員”改為“總經(jīng)理（或董事長、董事會）、部門主管、基層人員”三級模式，由于現(xiàn)代企業(yè)面臨的經(jīng)營環(huán)境瞬息即變，精簡的管理模式有助于企業(yè)針對問題快速做出調(diào)整，也能保證行政權(quán)力的集中和高效運(yùn)用。我國大型企業(yè)可以參考該模式，并在企業(yè)內(nèi)部構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)，確保信息傳遞的時(shí)效性，實(shí)現(xiàn)管理優(yōu)化，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)經(jīng)營管理戰(zhàn)略理念的優(yōu)化。

總結(jié)：通過分析現(xiàn)代企業(yè)經(jīng)營管理戰(zhàn)略理念，獲取了相關(guān)理論內(nèi)容。企業(yè)經(jīng)營管理戰(zhàn)略理念可以引導(dǎo)企業(yè)發(fā)展，帶有長期性、穩(wěn)定性、可調(diào)性特征，時(shí)代發(fā)展使部分企業(yè)在實(shí)際工作中出現(xiàn)了些許問題，包括缺乏創(chuàng)新精神、戰(zhàn)略理念帶有盲目性等。后續(xù)工作中，企業(yè)應(yīng)做好市場調(diào)研，精準(zhǔn)了解市場動態(tài)，并推動集約化發(fā)展戰(zhàn)略，構(gòu)建現(xiàn)代化管理架構(gòu)，使整體環(huán)境到具體工作得到全面優(yōu)化，完善經(jīng)營管理戰(zhàn)略理念。

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