基于實(shí)驗(yàn)情境的物理習(xí)題教學(xué)探索

馬煒

摘 要：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(duì)物理知識(shí)的掌握，影響物理教學(xué)的有效性.要想提高習(xí)題教學(xué)的有效性，我覺(jué)得要將文字?jǐn)⑹鲛D(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(yàn)真正轉(zhuǎn)化為學(xué)生的直接經(jīng)驗(yàn).而創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境是獲得直接體驗(yàn)的很好途徑，本文就借此機(jī)會(huì)來(lái)談?wù)劵趯?shí)驗(yàn)情境的物理習(xí)題教學(xué)探索.

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)情境：物理習(xí)題教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G632文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1008-0333（2021）10-0088-02

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(duì)物理知識(shí)的掌握，影響物理教學(xué)的有效性.

學(xué)生覺(jué)得物理很難，課上學(xué)的東西，課下做題都用不上，感覺(jué)物理距離實(shí)際生活很是遙遠(yuǎn)，開(kāi)始對(duì)物理產(chǎn)生恐懼心理.不少老師常常無(wú)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(cuò)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(jué)得要將文字?jǐn)⑹鲛D(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(yàn)真正轉(zhuǎn)化為學(xué)生的直接經(jīng)驗(yàn).

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(yàn)的條件和情景——做實(shí)驗(yàn).將抽象的物理情景變?yōu)樾蜗蟮膶?shí)物，最好可以自制教具，達(dá)到每小組一副教具，讓學(xué)生帶著問(wèn)題仔細(xì)觀察，動(dòng)手操作，通過(guò)實(shí)物觸摸、感受，調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的熱情，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)求知的欲望，變“被動(dòng) ”為“主動(dòng)”，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”，使學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動(dòng)的接受到主動(dòng)的獲取.

通過(guò)物理小實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)物理情景，使學(xué)生獲取直接經(jīng)驗(yàn)，在獲取直接經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程中體驗(yàn)物理，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中邊做邊學(xué);在做中領(lǐng)悟書(shū)本上間接經(jīng)驗(yàn)，即物理概念和物理規(guī)律的實(shí)質(zhì);在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中體驗(yàn)探索的艱辛與樂(lè)趣，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)創(chuàng)新……下面結(jié)合幾個(gè)具體的案例，談?wù)勛约涸谶@方面的一些探索.

一、借助實(shí)驗(yàn)，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(yùn)動(dòng)情景.在本學(xué)年的物理學(xué)習(xí)中，有很多立體運(yùn)動(dòng)，如磁場(chǎng)中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)，宇宙中天體的運(yùn)動(dòng)等等.針對(duì)這一情況，我在教學(xué)中盡量通過(guò)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)解決這一問(wèn)題，使學(xué)生能夠在體驗(yàn)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(guò)小磁針的上方時(shí)，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(fù)離子

D.向左飛行的負(fù)離子

1.學(xué)生的解

（1）無(wú)從下手，不知道哪個(gè)正確.

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

本題中小磁針的運(yùn)動(dòng)是立體的，“向紙里轉(zhuǎn)”，體現(xiàn)了三維的立體坐標(biāo)，同時(shí)，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(chǎng).可即使是提示了學(xué)生，仍然達(dá)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(duì)性地設(shè)計(jì)了下面的探究活動(dòng).

2.學(xué)生實(shí)驗(yàn)

兩人一組，所需器材為：小磁針一個(gè)，通電金屬棒一根，通電螺線管一個(gè)，直流電源一個(gè)，導(dǎo)線若干.實(shí)驗(yàn)時(shí)，一人負(fù)責(zé)觀察小磁針的運(yùn)動(dòng)情況;一人負(fù)責(zé)改變金屬棒或螺線管的電流方向，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入準(zhǔn)備好的表格.

情況分類(lèi)

通電瞬間小磁針的N極運(yùn)動(dòng)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?/p>

垂直棒與磁針?biāo)谄矫嫦蚶?/p>

垂直棒與磁針?biāo)谄矫嫦蚶?/p>

垂直棒與磁針?biāo)谄矫嫦蛲?/p>

通電螺線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(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生很快就能總結(jié)出，（1）小磁針的N極的運(yùn)動(dòng)情況是“順從于”小磁針?biāo)幙臻g位置的磁場(chǎng)線的走向的.（2）小磁針的N極在空間某一位置上的運(yùn)動(dòng)情況，說(shuō)明了這個(gè)位置的磁場(chǎng)的有無(wú)和磁場(chǎng)線的方向.簡(jiǎn)單的一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，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(lèi)題目中的隱含條件，輕松地解決這一類(lèi)問(wèn)題，有效地消除了學(xué)生對(duì)“場(chǎng)”中問(wèn)題的恐懼感.

二、借助實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生走出思維定勢(shì)

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

圖2

邊平行的力F推物體，物體恰能在斜面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù).

學(xué)生的解

（1）物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力平衡，故而有F=f=μmgcosθ.

解得μ=Fmgcosθ=23F3G.

（2）物體受到兩個(gè)摩擦力作用，一個(gè)是滑動(dòng)摩擦力，與F平衡，即（1）中的f;另一個(gè)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(jiàn)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(rèn)定原先靜止的這個(gè)物體在受到力F后，必定是沿著F的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)的，這是學(xué)生的思維定勢(shì)在作怪.

筆者認(rèn)為在教學(xué)中要認(rèn)真糾正學(xué)生的這種錯(cuò)誤的思維定勢(shì)，只是各種方法效果都不是很好，筆者嘗試著通過(guò)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生動(dòng)手操作，真正體驗(yàn)，效果顯著.

三、借助實(shí)驗(yàn)，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(duì)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(qǐng)每位同學(xué)拿出物理課本3-1，站起來(lái)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(shí)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(xì)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(shí)，繩與桿對(duì)手指和手掌均有作用力，對(duì)這兩個(gè)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(shí)驗(yàn)：每人一根繩子，一把直尺，一塊橡皮，如圖6丙所示.接下來(lái)，我不用多說(shuō)什么，學(xué)生自己就能做出正確的選擇.

兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，不過(guò)用時(shí)七八分鐘，但可以讓學(xué)生充分體驗(yàn).實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生的大腦已知處于興奮狀態(tài)，思維積極的活動(dòng)起來(lái).

從單純的間接經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)中，轉(zhuǎn)向在直接經(jīng)驗(yàn)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(duì)物理產(chǎn)生的神秘感和恐懼感，為學(xué)生進(jìn)入體驗(yàn)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?yàn)槊恳淮瘟?xí)題課教學(xué)，實(shí)際上都是一次發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程，既是學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程，又是教師發(fā)現(xiàn)教學(xué)問(wèn)題、改進(jìn)教學(xué)問(wèn)題的過(guò)程.在習(xí)題教學(xué)中增加實(shí)驗(yàn)，不僅可以使學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的重要地位，使學(xué)生加深對(duì)物理概念和規(guī)律的理解;同時(shí)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(rèn)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(shí)驗(yàn)，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.

參考文獻(xiàn)：

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[2]趙兵.體驗(yàn)性學(xué)習(xí)在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

[J].中學(xué)物理，2010，28（04）：19-20.

[責(zé)任編輯：李 璟]