學習情境實驗，憑此可以激熱情

◇　浙江　劉　瑩

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學習情境實驗，憑此可以激熱情

◇浙江劉瑩

習題教學是物理教學的重要環節之一.習題教學的質量直接影響著學生對物理知識的掌握，影響物理課堂教學的效率．在傳統的填鴨式教學中,學生只是一成不變地接受知識,并把教師對物理問題的分析過程變成回憶過程,把習題解決方法當作知識來接受,沒有把這些方法轉化為自己的東西,做題時也只是僵硬地套公式,當然也談不上舉一反三了,這樣做很難達到教學目標和學習目標,習題課堂教學的效率很低．久而久之,學生就會覺得物理很難,課堂上學的東西,在課下做題時都用不上,進而學生就會感覺物理距離實際生活很遙遠,開始對物理產生恐懼心理．不少物理老師常常無奈地抱怨:這道題在課堂上已經講了好幾遍,學生怎么還是做錯呢?而學生經常也會說:課上聽得懂,課下作業卻不會做,或碰到沒做過的題目就無從下手,即使這種類型的題目老師曾經仔細分析過．前面講的這些均屬于典型的“學而不化”現象.若要打破這種模式的習題教學,提高其有效性,筆者覺得可以將文字敘述轉化為物理圖景或者物理情景,將“生活世界”納入課程內容的范疇,把間接經驗真正轉化為學生的直接經驗．

筆者根據新課程的教學理念,創設學生獲取直接經驗的條件和情景——做實驗．實驗過程也要一改“教師為演員,學生為觀眾”的傳統實驗模式.教師不要站在講臺上空洞地說教,而要通過實驗教具或者自制實驗儀器,將抽象的物理情景變為形象的實物．教師可以自制教具,達到每小組一副教具,讓學生帶著問題仔細觀察,動手操作,通過實物觸摸、感受,調動他們學習的熱情,激發學生主動求知的欲望,變“被動”為“主動”,變“要我學”為“我要學”,使學生的學習由被動地接受轉變為主動地獲取．

通過物理小實驗創設物理情景,使學生獲取直接經驗,在獲取直接經驗的過程中體驗物理,使學生在實驗過程中邊做邊學,在做中領悟書本上間接經驗,即物理概念和物理規律的實質;在實驗過程中體驗探索的艱辛與樂趣,學會學習,學會創新．下面筆者結合幾個具體的案例,談談自己在這方面的一些探索．

1借助實驗,幫助學生形成立體感覺

多數高中生的空間立體感比較差,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．但在高中物理學習中,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．針對這一情況,筆者在教學中盡量通過簡單實驗解決這一問題,使學生在體驗中學習．

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

學生的解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,虛線是磁感線的方向,利用右手螺旋定則,應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”,體現了三維的立體坐標,同時,也是本題的隱含條件——小磁針所處的空間位置有指向紙里的磁場．可是即使提示了學生,仍然達不到預期的效果．為了幫助學生在頭腦中呈現正確的物理情景,形成空間立體感,筆者有針對性地設計了下面的探究活動．

學生實驗2人一組,所需器材為:小磁針1個,通電金屬棒1根,通電螺線管1個,直流電源1個,導線若干．實驗時,一人負責觀察小磁針的運動情況，一人負責改變金屬棒或螺線管的電流方向,將實驗結果填入準備好的表1中．

表1

通過實驗,學生很快就能總結出結論：

1) 小磁針的N極的運動情況是“順從于”小磁針所處空間位置的磁感線的走向的．

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感線的方向．簡單的一個探究實驗,卻十分有效地使學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,有效地消除了學生對“場”中問題的恐懼感．

2借助實驗,引導學生走出思維定勢

圖2

2) 物體受到2個摩擦力作用,一個是滑動摩擦力,與F平衡,即1)中的Ff;另一個是靜摩擦力,與重力的沿斜面向下的分量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,老師要適當提示,即將重力分解,將問題轉化為垂直斜面方向和斜面內的受力平衡．可是,有這樣的提示,學生仍不會按照教師所期望的那樣來解題．大多數學生認為1)中的解法是正確的．其實,上面2種解法本質是相同的,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,這是學生的思維定勢在作怪．筆者嘗試著通過下面的實驗,讓學生動手操作,真正體驗,打破思維定勢．

學生實驗2人一組,所需器材為:教科書1本,細線1根,橡皮1塊．實驗時,一人負責固定教科書,使之傾斜一適當角度;另一人通過細線拉動橡皮,

1) 保持細線的方向始終與斜面底邊平行,如圖3所示，觀察橡皮的運動．

圖3　　　　　　　　　圖4

圖5　　　　　　　　圖6

2) 如果想要使橡皮沿水平方向運動,細線方向應該怎樣?實驗結果如圖6所示．教師在習題課中給學生分析這道題目往往需要花費很大的精力,而且還擔心自己能否說得清楚,學生能否聽得明白,即使說得明白了,學生也可能只是一時明白,換個題目又迷糊了．如果采用實驗方法,圍繞題目條件,用實驗來展現情景,題目答案將很快呈現．這才是真正的“實踐出真知”．

作為高中生,頭腦中已經累積了不少從日常生活中得到的與物理有關的感性經驗,同時也形成了一些錯誤或片面的概念,影響學生對物理概念和物理規律的正確理解,產生思維定勢，干擾他們運用物理規律解決實際問題,帶來消極影響．通過實驗方式消除這種思維定勢,讓學生動手操作,真正體驗,效果顯著．

3借助實驗,指導學生轉變學習方式

圖7

Aa被拉伸,b被壓縮;

Ba被拉伸,b被拉伸;

Ca被壓縮,b被壓縮;

Da被壓縮,b被拉伸

學生實驗課堂上,筆者請同學拿出物理課本,站起來做2件事:1) 用右手食指和中指夾住課本的上半部分,觀察課本的狀態．感受手指用力的部位，得到圖8．

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,感受左右手分別用力的部位，得到圖9.

圖8　　　　　　　　　　　圖9

圖10

圖11

學生實驗每人一根繩子,一把直尺,一塊橡皮,如圖11所示．接下來,筆者不用多說什么,學生自己就能作出正確的選擇．

2個實驗,不過用時七八分鐘,但可以讓學生充分體驗物體的受力情況．實驗中,由于學生身體的一部分作為實驗儀器,實驗過程中學生的大腦已處于興奮狀態,身體的感覺促使他們的思維積極地活動起來,盡力地進行抽象、概括,找到規律性的東西,并通過體驗得到正確的結論．

在物理習題教學中,由于學生是被動接受,課堂效率往往不高．如何讓學生的學習方式發生轉變,能夠主動地獲取知識,從單純的間接經驗學習,轉向直接通過經驗獲取知識,進而培養學生觀察、探究的能力,這就需要讓學生多多動手做實驗,使學生在“做”中體驗物理過程,理解物理概念,掌握物理規律,消除學生對物理產生的神秘感和恐懼感,為學生進入體驗性學習做好鋪墊．

與傳統的習題教學相比,實驗探究性習題教學課堂節奏可能比較慢,教學內容相對較少,似乎是事倍功半．但從整個高中階段的物理學習進程來看,這其實是一種事半功倍的方法．學生由于親身經歷了實驗探究的過程,學習熱情會更加高漲,對問題的理解更加深刻,對知識的掌握更加牢固．

上好習題教學課是提高有效教學的重要途徑,因為每一次習題課教學,既是學生發現問題、解決問題的過程,又是教師發現教學問題、改進教學問題的過程．在習題教學中增加實驗,不僅可以使學生了解實驗在物理教學中的重要地位,使學生加深對物理概念和規律的理解;同時也是鞏固和深化所學理論,發展邏輯思維和綜合思考能力,培養學生認真嚴密的科學態度的重要方法．習題教學中增加實驗,不失為提高習題課教學甚至是提高教學有效性的有益嘗試．

(作者單位：浙江省寧波市象山縣第二中學)