引導(dǎo)學(xué)生用體驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)輔助解題培養(yǎng)實(shí)踐能力*

牛紅標(biāo)

(河北省保定市第一中學(xué) 河北 保定 071000)

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，體驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)是在新課程理念下提出的一個(gè)全新的課題，學(xué)生通過(guò)親自體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)解決問(wèn)題，不僅是一種解題的方法，更是一種學(xué)習(xí)經(jīng)歷，學(xué)生通過(guò)親身體驗(yàn)真實(shí)的物理情境建構(gòu)物理規(guī)律的過(guò)程，更能夠增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力．可以極大地提高對(duì)物理知識(shí)的可感受性．這樣的物理實(shí)驗(yàn)為學(xué)生知識(shí)的建構(gòu)起到了一定的支撐作用，有助于學(xué)生在深層上體會(huì)物理概念和規(guī)律的生成過(guò)程，深刻理解物理概念和規(guī)律，是一種非常實(shí)用而高效的學(xué)習(xí)方式．而體驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)更是以器材獲取方便，條件要求寬泛，操作過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，現(xiàn)象結(jié)論明顯，有極好的教學(xué)效果，更能有效激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，能夠使在理論下不容易說(shuō)清楚的現(xiàn)象和問(wèn)題很快呈現(xiàn)出來(lái)，在練習(xí)題中加強(qiáng)有意識(shí)的體驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)，會(huì)使學(xué)生根據(jù)物理情境的建模能力大提高，解題能力以及實(shí)踐意識(shí)加強(qiáng)．下面以幾個(gè)小例說(shuō)明體驗(yàn)性實(shí)現(xiàn)在解題中的重要價(jià)值．

【例1】下列有關(guān)靜摩擦力的說(shuō)法正確的是( )

A.運(yùn)動(dòng)物體受到的靜摩擦力的方向一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反

B.運(yùn)動(dòng)物體受到的靜摩擦力的方向可能與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同

C.摩擦力的方向不可能與物體速度方向垂直

D.物體間的正壓力增大摩擦力將增大

分析:摩擦力是生活中最常見(jiàn)的一種力，可以說(shuō)是我們賴以生存的息息相關(guān)的．如果直接引導(dǎo)學(xué)生就地取材，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，如圖1所示.讓學(xué)生握筆(當(dāng)然可以是手邊的任何一個(gè)物體，稍重一點(diǎn)更好)，處于豎直狀態(tài)，體會(huì)物體運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，筆受到的摩擦力的大小，握力增大，摩擦力大小怎樣？為什么握緊后心里感覺(jué)更踏實(shí)？因?yàn)椴蝗菀椎袈?，學(xué)生會(huì)對(duì)最大靜摩擦力大小及最大靜摩擦力概念有更深刻領(lǐng)悟．下一步引導(dǎo)學(xué)生豎直向上，豎直向下，水平移動(dòng)，甚至向任何一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，只要讓筆保持豎直，學(xué)生自然會(huì)發(fā)現(xiàn)，筆受到的摩擦力方向都是豎直向上，摩擦力的方向只與相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)有關(guān)，而與物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)沒(méi)有直接關(guān)系．學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手去體驗(yàn)，將輕松得出答案，并深刻理解靜摩擦力的特點(diǎn)及規(guī)律，同時(shí)增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐意識(shí)．

圖1 體會(huì)物體運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)

【例2】如圖2所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕直桿，一端通過(guò)轉(zhuǎn)軸O固定，在中間及另一端分別固定質(zhì)量為m的小球A和B，現(xiàn)將輕桿拉至水平位置由靜止釋放，輕桿擺動(dòng)到豎直位置的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是( )

A.下落過(guò)程中小球B的機(jī)械能守恒

B.下落過(guò)程中A，B系統(tǒng)機(jī)械能守恒

C.下落過(guò)程中A的機(jī)械能減少

D.下落過(guò)程中A的機(jī)械能增加

圖2 例2題圖

分析：由于輕桿上作用力的復(fù)雜性，本題桿下落過(guò)程中不能輕易判斷出A，B球之間的桿上有沒(méi)有側(cè)向彈力以及側(cè)向彈力的方向，不能容易得出下落過(guò)程中是A帶動(dòng)B還是B帶動(dòng)A，所以只能直接得出A和B系統(tǒng)機(jī)械能是守恒的，而單獨(dú)A或B是不是機(jī)械能守恒是不能判斷的．但是如果用假設(shè)法，簡(jiǎn)單的做一個(gè)體驗(yàn)性的小實(shí)驗(yàn)，便一目了然，我們知道這個(gè)問(wèn)題中A和B是一起下落的，那么如果單獨(dú)A或B下落會(huì)哪一個(gè)更快呢？可引導(dǎo)學(xué)生利用手邊的膠帶(大多同學(xué)是備有的)，拉出一段，拉平后讓其下落觀察擺動(dòng)時(shí)間，模擬A的自由下落；再適當(dāng)加長(zhǎng)擺線長(zhǎng)度，模擬B單獨(dú)下落時(shí)間，和剛才模擬A的對(duì)比，如果兩個(gè)長(zhǎng)度差距較大的情況下，兩次下落中B的時(shí)間要明顯比A長(zhǎng)，根本不用計(jì)時(shí)儀器，粗略到憑感覺(jué)就可能輕松得到．那么本題的答案就明了了，若單獨(dú)下落A比B用時(shí)短，而現(xiàn)在通過(guò)桿連接后是一起下落的，所以下落過(guò)程中B對(duì)A有阻礙作用，B對(duì)A做負(fù)功，A的機(jī)械能減少B的機(jī)械能增加．這個(gè)小體驗(yàn)即能讓學(xué)生深刻體會(huì)到實(shí)驗(yàn)的強(qiáng)大作用，也為解決問(wèn)題提供了一個(gè)極好的方法，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理問(wèn)題源于實(shí)踐．

【例3】(2014年高考北京卷第18題)應(yīng)用物理知識(shí)分析生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象，可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入．例如平伸手掌托起物體，由靜止開(kāi)始豎直向上運(yùn)動(dòng)，直至將物體拋出．對(duì)此現(xiàn)象分析正確的是( )

A．受托物體向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，物體始終處于超重狀態(tài)

B．受托物體向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，物體始終處于失重狀態(tài)

C．在物體離開(kāi)手的瞬間，物體的加速度大于重力加速度

D．在物體離開(kāi)手的瞬間，手的加速度大于重力加速度

分析：本題其實(shí)就是考查學(xué)生的實(shí)踐能力，解釋現(xiàn)象以及解決實(shí)際問(wèn)題的能力，如果引導(dǎo)學(xué)生親自體驗(yàn)一下這個(gè)過(guò)程，會(huì)有更多的收獲．讓學(xué)生將一本盡量厚一點(diǎn)書(shū)平放到手上，根據(jù)題目敘述模擬拋書(shū)過(guò)程，模擬時(shí)拋出過(guò)程不要急，盡量用時(shí)長(zhǎng)一些，這樣便于體會(huì)，并讓學(xué)生將體驗(yàn)進(jìn)行交流．學(xué)生都能輕松體驗(yàn)出手上壓力的變化，壓力會(huì)先增大然后減小，當(dāng)書(shū)離開(kāi)手的瞬間，書(shū)對(duì)手的壓力減小到零，所以書(shū)在手里的運(yùn)動(dòng)過(guò)程先加速后減速，離開(kāi)手前有最大速度(壓力等于重力)，離開(kāi)手的瞬間壓力為零，此時(shí)書(shū)的加速度為g，手離開(kāi)書(shū)，手的加速度一定大于g．學(xué)生經(jīng)過(guò)這樣一個(gè)親自體驗(yàn)的過(guò)程，從感官上直接獲得了相關(guān)知識(shí)的同時(shí)，在情感上也充滿收獲成功的喜悅，也增加了主動(dòng)探究體驗(yàn)的意識(shí)，增強(qiáng)了實(shí)踐意識(shí)，學(xué)生對(duì)于運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析以及相關(guān)的超失重現(xiàn)象知識(shí)理解得更加深刻．

習(xí)題往往是擺在學(xué)生面前的直接問(wèn)題，而問(wèn)題的解決無(wú)疑會(huì)給學(xué)生增強(qiáng)更多的自信，通過(guò)體驗(yàn)性的實(shí)驗(yàn)解決問(wèn)題，不僅是一種解題的方法，更是一種學(xué)習(xí)經(jīng)歷，這種體驗(yàn)是學(xué)生通過(guò)自己的親身經(jīng)歷或?qū)嶒?yàn)探索感受到的物理規(guī)律，通過(guò)親身體驗(yàn)真實(shí)的物理情境建構(gòu)物理規(guī)律的過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生使用科學(xué)研究方法，養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力．

有很多的物理習(xí)題來(lái)源于生產(chǎn)生活實(shí)踐，但是現(xiàn)在大多學(xué)生往往動(dòng)手機(jī)會(huì)少，缺少觀察和深入思考生活中物理現(xiàn)象的能力．學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，很難構(gòu)建起相應(yīng)的物理情境，對(duì)這些問(wèn)題如果從理論角度進(jìn)行分析推導(dǎo)解釋，極有可能導(dǎo)致教師費(fèi)盡口舌，學(xué)生仍然是云里霧里的結(jié)果．如果能借用簡(jiǎn)單的體驗(yàn)性的實(shí)現(xiàn)，讓學(xué)生親自感受體會(huì)，探究分析總結(jié)，不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，而且學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的體驗(yàn)過(guò)程中能夠獲得足夠的感性認(rèn)識(shí)，最終自主解決問(wèn)題．學(xué)生通過(guò)親身經(jīng)歷的實(shí)踐活動(dòng)，獲得豐富的感性認(rèn)識(shí)，為認(rèn)識(shí)知識(shí)、理解規(guī)律鋪路搭橋．既可以激發(fā)學(xué)生研究的熱情，使學(xué)生樂(lè)于完成習(xí)題，又能培養(yǎng)學(xué)生習(xí)慣于有效思考生活中常見(jiàn)物理現(xiàn)象所蘊(yùn)含的原理，大大提高了學(xué)生的動(dòng)手探究的實(shí)踐意識(shí)和能力．