周劍山
摘要:本文介紹了初中物理演示實驗中的“正反結(jié)合”思想,得出實驗結(jié)論,不僅可以從“正面現(xiàn)象”進行證明,也可以從“反面現(xiàn)象”進行證明,起到異曲同工、殊途同歸之效。此方法對現(xiàn)實的物理教學有很強的指導(dǎo)性。
關(guān)鍵詞:正反結(jié)合;物理演示實驗;哲學
矛盾無處不在,萬事萬物都有矛盾。一切事物的發(fā)展過程中,都有主要矛盾和次要矛盾,同一矛盾中又有矛盾的主要方面和次要方面。體現(xiàn)在物理中將貫穿于初、高中的始終,比如在物理演示實驗中要得出實驗結(jié)論,既可以從正面證明,也可以從反面證明,我們稱之為“正反結(jié)合”。
一、物理演示實驗
物理是一門以觀察和實驗為主的學科,物理實驗貫穿每一節(jié)物理課堂。但由于初中學生的動手能力還有待提高,同時考慮到學生的安全或受現(xiàn)實條件的限制等原因,有些實驗不能放手讓學生去操作,只能由教師演示完成。演示實驗在課堂教學中的作用有很多,最主要的作用有兩點:一是創(chuàng)設(shè)情景,設(shè)置懸疑,激發(fā)學生探索、解決問題的興趣,提高分析問題及解決問題的能力;二是通過經(jīng)歷實驗探究過程,學習新的物理知識,進一步培養(yǎng)科學素養(yǎng)。由此可見,做好演示實驗對學生學好物理具有重要的促進作用。
二、“正反結(jié)合”的優(yōu)點
“正面現(xiàn)象”是指按照特定條件能夠產(chǎn)生某種特定現(xiàn)象,“反面現(xiàn)象”則是有意識地失去某特定條件后,無法出現(xiàn)某種特定現(xiàn)象?!胺疵娆F(xiàn)象”不僅能與“正面現(xiàn)象”起到異曲同工、殊途同歸之效,而且“正面現(xiàn)象”一經(jīng)與“反面現(xiàn)象”相結(jié)合,往往可以收到意外的教學效果。
從教育心理學的角度來看,正、反現(xiàn)象的交替、對比刺激,所產(chǎn)生的知覺具有完整性、深刻性、鮮明性、穩(wěn)定性等優(yōu)點。尤其是對于直觀的物理實驗,采用“正反結(jié)合”手法強化,兩種現(xiàn)象交替出現(xiàn),相互補充,可以給學生留下深刻的印象。
三、“正反結(jié)合”在物理演示實驗的應(yīng)用選取初中物理常見的一些演示實驗,根據(jù)“正反結(jié)合”的思路,介紹從“正面”和“反面”兩個角度進行實驗探究,得出實驗結(jié)論的方法。
(一)探究水的沸騰實驗
現(xiàn)象I:如圖1,用酒精燈給燒杯中的水加熱,加熱過程中,溫度計示數(shù)不斷升高,直至水沸騰;繼續(xù)加熱,水繼續(xù)沸騰,但溫度計示數(shù)保持不變。
現(xiàn)象I:在圖1實驗中,當水沸騰時,將酒精燈移開,水停止沸騰,溫度計示數(shù)并不馬上降低;將酒精燈重新放人,水又沸騰起來。
上述兩個現(xiàn)象都可用來說明“液體沸騰時,雖然溫度保持不變,但需吸熱”這一結(jié)論。但兩個現(xiàn)象的性質(zhì)是有所區(qū)別的?,F(xiàn)象I直接從正面驗證結(jié)論,即顯示了“加熱→沸騰”現(xiàn)象,我們稱之為“正面現(xiàn)象”;現(xiàn)象I是通過反面的否定來驗證結(jié)論,即顯示了 “不加熱一不沸騰”現(xiàn)象,我們稱之為“反面現(xiàn)象”。在探究水的沸騰實驗中,將這兩個現(xiàn)象有機結(jié)合,相輔相成,學生更易發(fā)現(xiàn)規(guī)律,印象也更加深刻。
(二)聲音的傳播條件
現(xiàn)象I:如圖2,把正在響鈴的鬧鐘放在玻璃罩
內(nèi),可以聽到聲音。
現(xiàn)象I:在圖2實驗中,用真空抽氣機逐漸抽出玻璃罩中的空氣,聲音越來越小,最后幾乎聽不見聲音。
現(xiàn)象I直接從正面證明聲音的傳播需要介質(zhì),即顯示了“有空氣一能聽到聲音”,這個常見的現(xiàn)象,學生很熟悉,沒有新鮮感;現(xiàn)象I通過反面的否定來驗證結(jié)論,即“沒有介質(zhì)一聲音不能傳播”,在認識上給學生很強的沖擊,對聲音的傳播條件就有了更清晰的認識。
(三)光的直線傳播條件
現(xiàn)象I:如圖3,在裝有水的燒杯中加入少量的牛奶,將激光筆發(fā)出的激光水平射入水中,可以看到光在水中的傳播徑跡是一條清晰的直線。
現(xiàn)象I:同種非均勻介質(zhì)中(配制濃度不同的氫氧化鐵溶液),光不沿直線傳播。方法如下:在氫氧化鐵溶液中加人酒精,因氫氧化鐵不溶于酒精,能形成明顯的分層,將激光筆人射后可以發(fā)現(xiàn)光路并不是條直線,而是有一定的彎曲,如圖4所示。
現(xiàn)象I直接從正面證明光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播,即顯示了“同種均勻介質(zhì)→光沿直線傳播”,學生很容易理解和識記;現(xiàn)象I通過反面的否定驗證結(jié)論,即“非同種均勻介質(zhì)一光不沿直線傳播”,學生看到彎曲的光路會感到很震驚,與之前看到的情況不一樣,更加深了對光沿直線傳播條件的理解。
四、“正反結(jié)合”應(yīng)注意的問題
采用“正反結(jié)合”進行教學,要鉆研教材和課程標準,熟悉教學內(nèi)容,設(shè)計出合理的教學程序,同時要把握教學節(jié)奏,善于抓住時機,激發(fā)學生的學習興趣和求知欲。教材中給出的都是“正面現(xiàn)象”,學生可以按部就班地進行操作演示,沒有意外的“驚喜”,很難激發(fā)探究的熱情。如果設(shè)計“反面現(xiàn)象”,不進行精心的設(shè)疑、布局,只是平淡無奇地直接演示,同樣不能激發(fā)學生學習的興趣,難以達到預(yù)期效果。
通過“反面現(xiàn)象”來驗證規(guī)律時要引導(dǎo)學生積極思維,鍛煉學生的推理能力。要讓學生一起參與到實驗設(shè)計中來,親身體驗實驗探究帶來成功的喜悅。如果只是跟著老師走、跟著教材走,那么實驗探究的結(jié)論給學生帶來知識層面上的沖擊將大大降低,學生對實驗的操作興趣,對實驗現(xiàn)象引發(fā)的新問題的探究欲望會受到壓抑?!胺疵娆F(xiàn)象”也要注意分寸,謹防濫用,有些物理結(jié)論利用“正面現(xiàn)象”得出,十分簡捷明白,并足以說明問題,使人留下深刻印象,就不必費心機非要設(shè)計“反面現(xiàn)象”不可,以免弄巧成拙。
【參考文獻】
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