基于實驗情境的物理習(xí)題教學(xué)探索

馬 煒

(浙江省桐鄉(xiāng)市高級中學(xué) 314500)

習(xí)題教學(xué)是物理教學(xué)的重要環(huán)節(jié)之一,習(xí)題教學(xué)的質(zhì)量直接影響著學(xué)生對物理知識的掌握,影響物理教學(xué)的有效性.學(xué)生覺得物理很難，課上學(xué)的東西，課下做題都用不上，感覺物理距離實際生活很是遙遠，開始對物理產(chǎn)生恐懼心理.不少老師常常無奈地這樣抱怨：這道題已經(jīng)講了好幾遍了，學(xué)生怎么還是做錯呢？要打破這種現(xiàn)有模式的習(xí)題教學(xué)，提高習(xí)題教學(xué)的有效性，我覺得要將文字敘述轉(zhuǎn)化為物理圖景或者物理情景，將“生活世界”納入課程內(nèi)容的范疇，把間接經(jīng)驗真正轉(zhuǎn)化為學(xué)生的直接經(jīng)驗.

筆者根據(jù)新課程的教學(xué)理念，創(chuàng)設(shè)學(xué)生獲取直接經(jīng)驗的條件和情景——做實驗.將抽象的物理情景變?yōu)樾蜗蟮膶嵨?，最好可以自制教具，達到每小組一副教具，讓學(xué)生帶著問題仔細觀察，動手操作，通過實物觸摸、感受，調(diào)動他們學(xué)習(xí)的熱情，激發(fā)學(xué)生主動求知的欲望，變“被動”為“主動”，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”，使學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動的接受到主動的獲取.

通過物理小實驗創(chuàng)設(shè)物理情景，使學(xué)生獲取直接經(jīng)驗，在獲取直接經(jīng)驗的過程中體驗物理，使學(xué)生在實驗過程中邊做邊學(xué)；在做中領(lǐng)悟書本上間接經(jīng)驗，即物理概念和物理規(guī)律的實質(zhì)；在實驗過程中體驗探索的艱辛與樂趣，學(xué)會學(xué)習(xí)，學(xué)會創(chuàng)新……下面結(jié)合幾個具體的案例，談?wù)勛约涸谶@方面的一些探索.

一、借助實驗，幫助學(xué)生形成空間立體感

由于高二學(xué)生剛接觸到立體幾何，學(xué)生的空間立體感很差，空間想象能力、分析能力明顯薄弱.立體的情境圖怎么看都是平面圖，想象不出立體的運動情景.在本學(xué)年的物理學(xué)習(xí)中，有很多立體運動，如磁場中帶電粒子的運動，宇宙中天體的運動等等.針對這一情況，我在教學(xué)中盡量通過簡單實驗解決這一問題，使學(xué)生能夠在體驗中學(xué)習(xí).

例1如圖1所示，一束帶電粒子平行于小磁針沿水平方向飛過小磁針的上方時，發(fā)現(xiàn)小磁針的N極向紙里轉(zhuǎn).這束帶電粒子可能是( ).

圖1

A．向右飛行的正離子

B．向左飛行的正離子

C．向右飛行的負離子

D．向左飛行的負離子

1.學(xué)生的解

(1)無從下手，不知道哪個正確.

(2)感覺都不是正確答案.由題意知道，虛線是磁場線的方向，利用右手螺旋定則，應(yīng)該是通電螺線圈才對.

本題中小磁針的運動是立體的，“向紙里轉(zhuǎn)”，體現(xiàn)了三維的立體坐標(biāo)，同時，也是本題的隱含條件——小磁針?biāo)幍目臻g位置有指向紙里的磁場.可即使是提示了學(xué)生，仍然達不到預(yù)期的效果.為了幫助學(xué)生在頭腦中呈現(xiàn)正確的物理情景，形成空間立體感，我有針對性地設(shè)計了下面的探究活動.

2.學(xué)生實驗

兩人一組，所需器材為：小磁針一個，通電金屬棒一根，通電螺線管一個，直流電源一個，導(dǎo)線若干.實驗時，一人負責(zé)觀察小磁針的運動情況；一人負責(zé)改變金屬棒或螺線管的電流方向，將實驗結(jié)果填入準(zhǔn)備好的表格.

情況分類通電瞬間小磁針的N極運動情況小磁針在導(dǎo)線(管)上方小磁針在導(dǎo)線(管)下方通電金屬棒垂直棒與磁針?biāo)谄矫嫦蛲獯怪卑襞c磁針?biāo)谄矫嫦蚶锎怪卑襞c磁針?biāo)谄矫嫦蚶锎怪卑襞c磁針?biāo)谄矫嫦蛲馔娐菥€管沿螺線管向右沿螺線管向右沿螺線管向左沿螺線管向左

通過實驗，學(xué)生很快就能總結(jié)出，(1)小磁針的N極的運動情況是“順從于”小磁針?biāo)幙臻g位置的磁場線的走向的.(2)小磁針的N極在空間某一位置上的運動情況，說明了這個位置的磁場的有無和磁場線的方向.簡單的一個探究實驗，卻十分有效的使學(xué)生形成自己的空間立體感，提取出這類題目中的隱含條件，輕松地解決這一類問題，有效地消除了學(xué)生對“場”中問題的恐懼感.

二、借助實驗，引導(dǎo)學(xué)生走出思維定勢

例2如圖2所示，在傾角θ=30°的粗糙斜面上放一物體，重力為G，現(xiàn)用與斜面底邊平行的力F推物體，物體恰能在斜面上做勻速直線運動，求物體與斜面間的動摩擦因數(shù).

圖2

學(xué)生的解

(1)物體做勻速直線運動，受力平衡，故而有F=f=μmgcosθ.

(2)物體受到兩個摩擦力作用，一個是滑動摩擦力，與F平衡，即(1)中的f；另一個是靜摩擦力，與重量的下滑分量mgsinθ平衡.

本題中物體的受力是三維的，并非是常見的在某一直線上或某一平面上的受力平衡，上面兩種解法本質(zhì)是相同的，那就是他們都已認定原先靜止的這個物體在受到力F后，必定是沿著F的方向做勻速直線運動的，這是學(xué)生的思維定勢在作怪.

筆者認為在教學(xué)中要認真糾正學(xué)生的這種錯誤的思維定勢，只是各種方法效果都不是很好，筆者嘗試著通過實驗，讓學(xué)生動手操作，真正體驗，效果顯著.

三、借助實驗，指導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式

例3高速公路邊的導(dǎo)向牌用鋼管a,b固定在立柱上,如圖3所示,對鋼管a,b受力分析正確的是( ).

A.a被拉伸,b被壓縮 B.a被拉伸,b被拉伸

C.a被壓縮,b被壓縮 D.a被壓縮,b被拉伸

課堂上，我請每位同學(xué)拿出物理課本3-1，站起來做兩件事：

(1)用右手的食指和中指夾住課本的上半部分，觀察課本的狀態(tài).感受手指用力的部位.得到圖4.

(2)同時用左右手的食指和中指分別夾住課本的上半部分和下半部分，觀察課本的狀態(tài)，感受作用手分別用力的部位.得到圖5.

例4如圖6甲所示，用一根細繩和一根輕直桿組成三角支架，繩的一端吊在手指上，桿的一端頂在掌心.當(dāng)在A處掛上重物時，繩與桿對手指和手掌均有作用力，對這兩個作用力方向的判斷完全正確的示意圖是圖6乙中( ).

學(xué)生實驗：每人一根繩子，一把直尺，一塊橡皮，如圖6丙所示.接下來，我不用多說什么，學(xué)生自己就能做出正確的選擇.

兩個實驗，不過用時七八分鐘，但可以讓學(xué)生充分體驗.實驗過程中學(xué)生的大腦已知處于興奮狀態(tài)，思維積極的活動起來.

從單純的間接經(jīng)驗的學(xué)習(xí)中，轉(zhuǎn)向在直接經(jīng)驗的獲取中，培養(yǎng)學(xué)生觀察、探究的能力，理解物理概念，掌握物理規(guī)律，消除學(xué)生對物理產(chǎn)生的神秘感和恐懼感，為學(xué)生進入體驗性學(xué)習(xí)做好鋪墊.

上好習(xí)題教學(xué)課是提高有效教學(xué)的重要途徑，因為每一次習(xí)題課教學(xué)，實際上都是一次發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程，既是學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程，又是教師發(fā)現(xiàn)教學(xué)問題、改進教學(xué)問題的過程.在習(xí)題教學(xué)中增加實驗，不僅可以使學(xué)生了解實驗在物理教學(xué)中的重要地位，使學(xué)生加深對物理概念和規(guī)律的理解；同時也是鞏固和深化所學(xué)的理論，發(fā)展邏輯思維和綜合思考能力，培養(yǎng)學(xué)生認真嚴(yán)密的科學(xué)態(tài)度的重要方法.習(xí)題教學(xué)中增加實驗，不失為提高習(xí)題課教學(xué)甚至是提高教學(xué)有效性的有益嘗試.