創新實驗設疑引入新課教學

徐益勇

(溫州市第五十一中學　浙江 溫州　325014)

?

創新實驗設疑引入新課教學

徐益勇

(溫州市第五十一中學浙江 溫州325014)

物理是以實驗為基礎的學科，由于實驗具有真實、形象、生動的特點，對中學生有很強的吸引力，極易喚起他們的直覺興趣．在引入新課時，教師可以創設一些有趣、新奇和使學生感到意外的演示實驗，創造愉悅的物理學習環境，以激發學生的求知欲望.

創新實驗引入新課設疑課堂教學

俗話說“良好的開端是成功的一半”，中學物理課堂教學也是如此. 好的新課引入,會讓新知識、新方法的學習在“悄無聲息”中進行，會制造輕松、和諧、愉悅的課堂氣氛, 激發學生的思維活力和創造力，會在制造認知沖突中,激發學生“求結果”、“探究竟”的欲望.平淡無奇、無矛盾沖突地引課，是很難吸引學生注意和激起學生興趣的，自然不利于培養學生能力、發展智力.雖然引課的方式多種多樣，但是物理課的新課引入比較好的選擇就是演示實驗，用物理實驗設疑引課，關鍵是設計好引課實驗，其核心是設疑.用實驗設疑引課,從新課一開始就擊起智慧的“火花”,造成懸念，使學生注意力高度集中,利于迅速進入“角色”,積極思考,探究新知，使教與學順利延伸,并奪取最佳效果.下面筆者介紹3個用創新實驗引入新課的案例.

1　“簡單的邏輯電路”引入實驗

1.1創新實驗準備

1.1.1實驗材料

1塊140mm×80mm的塑料板，1個3V直流電池盒，1個發光二極管，1個拾音器MC，1個“與”門邏輯電路元件，1個光敏電阻RG，2個三極管(9013)，6個固定電阻，阻容放大電路以及導線.組成聲控輸入模塊、光控輸入模塊、延時電路模塊、指示燈輸出模塊、電源模塊、與門邏輯模塊.

1.1.2實驗原理

當黑暗狀態下，光敏電阻RG阻值很大，A點處電壓較高(被“與”門邏輯認為是信號1).當有聲音時，通過駐極體話筒MC采集聲音的振動信號，通過阻容耦合放大電路(由電阻和電容組成)和三極管進行放大，使B點處為高電平(被“與”門邏輯認為是信號1).只有當A與B輸入都是信號1，“與”門邏輯電路輸出Y才是高電平，發光二極管才會亮. 其電路原理圖及實物圖如圖1所示.

圖1　簡單的邏輯電路實驗

1.2課堂應用實錄

師：今天老師帶來一個神奇的東西，看起來線路很復雜，我一喊它亮，(教師在大喊的同時，用手按住了光敏電阻)它就亮.(展示如圖2)

圖2　課堂實拍

師：你來喊喊看.(遞給學生)

生甲：不亮

生乙：不亮

師：為什么你喊它亮，它不亮.我一喊它亮，它就亮呢？學了今天的內容，我們就知道了．今天我們學習書上第11節“簡單的邏輯電路”.

1.3實驗效果點評

本節課常規的處理方法一般要么從數字電路信號和模擬電路信號的區別直接引入，要么從生活中的例子引入，都會使課程顯得枯燥無味.但是用這樣一個創新的實驗設疑引入新課，課堂一開始就抓住了學生的好奇心，活躍了課堂氛圍，由此可以很好地激發他們學習的興趣和探究的欲望，同時教師可趁機拉近與學生的關系，將自己融入到學生當中去，這樣也就為問題的提出和解決做好了準備，讓學生帶著疑問進入接下來的課堂學習中,達到了有效學習的效果.

2　“渦流 電磁阻尼和電磁驅動”引入實驗

2.1創新實驗準備

2.1.1制作材料

2只自制線圈，2支試管，1個軟鐵柱，2個變頻電源，1個攝像頭，2個斷路器，2盞電源指示燈，支架(如圖3).

圖3　創新渦流熱效應演示裝置

2.1.2具體制作

(1)利用1塊尺寸為45cm×50cm的木板作為豎直板，1塊尺寸為40cm×30cm的木板作為底板，搭建成T型支架.在離底板6cm處固定尺寸為40cm×15cm的耐高溫絕緣板，用于放置線圈；

(2)利用兩只報廢的50Ω滑動變阻器的內部陶瓷管，用切割機截取約9cm長度.利用線圈繞線機將漆包線繞在陶瓷管上，在繞線過程中各層之間墊入絕緣紙；

(3)將斷路器、電源指示燈固定于豎直板上，線圈放置于絕緣板；

(4)將線圈、斷路器、電源指示燈連接.

2.2課堂應用實錄

圖4　課堂實拍

師：今天我們一起來做這樣一個實驗，我這里有兩支試管，試管中有同樣多的水，我現在想把試管里的水加熱甚至沸騰，那我這里有這樣一個線圈，它繞在絕緣的陶瓷管上面，線圈連著開關，連接在電源上，這是一個電源指示燈，調節電流，可以改變通入線圈的電流大小，電流的大小可以通過電流欄顯示出來，我這里還有一套和它完全一樣的裝置，試管放入中間，在其中一個試管中放入這樣一個小鐵柱.(展示如圖4)

師：我想把試管中的水燒沸騰，我等一下通入的電流還是蠻大的，調節電源，使通過兩個線圈的電流一樣大.你們覺得哪個試管中的水會先沸騰？

師：兩個線圈中通入的交變電流一樣大，線圈相同，電阻也一樣啊，線圈中產生的熱量哪個更多一些？

生：一樣多．

師：由于線圈熱量的熱傳遞使試管中的水加熱效果應該是一樣的啊，使這個試管中的水沸騰的熱量主要從哪里來啊？

生：小鐵柱．

師：小鐵柱怎么會產生熱量??？

生：有感應電流．

師：小鐵柱中為什么會產生感應電流呢？這種感應電流有什么特點呢？學了今天的內容我們就知道了，今天我們學習書上第7節“渦流、電磁阻尼和電磁驅動”.

2.3實驗效果點評

本課采用這樣一個創新的實驗設疑引入新課，實驗用時短，操作簡單，提高課堂效率，而且對比非常明顯．一個設計精當的實驗，巧妙地抓住了學生的思維，引發了學生的認知沖突，激發學生的好奇心和求知欲望，課堂由此生動起來.又能通過本實驗裝置讓學生直觀了解，改變頻率對感應電流的影響， 突破了教學難點.

3　“全反射”引入實驗

3.1創新實驗準備

3.1.1制作材料

有機玻璃板，玻璃膠，平面鏡，轉盤，導管，底板和卡通人物剪紙片.

3.1.2具體制作

(1)利用尺寸為45cm×45cm的有機玻璃板和玻璃膠，搭建成方形的玻璃盒.在玻璃盒對角線處安裝有機玻璃板，使中間形成一個斜水槽.

(2)在斜水槽對應的玻璃盒下端開一小孔，連接軟導管，并用夾子夾住軟導管.

(3)將玻璃盒放置于帶有裝盤的底板上. 并將平面鏡一端緊靠玻璃盒成45°固定.

(4)將人物剪紙貼在玻璃盒的側面和后方.

3.1.2制作原理：

如圖5(a)所示，當斜水槽里注滿水時，“女孩”的圖像通過水直接進入觀看區域，“男孩”圖像通過玻璃盒經過平面鏡反射進入觀看區域. 如圖5(b)所示，當斜水槽中的水逐漸放出時，在斜水槽中形成空氣層，利用光的全反射原理，結合水與空氣相比之下，水為光密介質，空氣為光疏介質的特點，使之達到發生全反射的條件,從而達到有原來的“臉對臉”變換到“背對背”,并通過轉動放置儀器的底板，可以改變觀看位置.

圖5　全反射實驗光學原理圖(俯視圖)

3.2課堂應用實錄

師：今天我們來觀察一個有趣的現象[如圖6(a)].男孩和女孩是面對面的.如果斜水槽中的水逐漸的排空，注意觀察會發生什么呢？

生：男孩和女孩位置有變化.

師：斜水槽水放光，看看出現什么現象？

生：男孩和女孩變成背對背了[如圖6(b)].

圖6　全反射實驗實物圖

師：為什么斜水槽中的水放完卡通人物的位置會變成背對背？學了今天的內容，我們就知道了．今天我們學習書上第2節“全發射”.

3.3實驗效果點評

這種酷似魔術的實驗，使學生驚奇，探究問題的積極性非常高漲，改變了理論課只能教師講學生聽的那種沉悶局面.這類實驗既和學生原有知識有聯系，又因條件改變而產生新現象.作為引課實驗，更能強化學生的認識.產生疑問，激發學習的興趣.

綜上所述，為了所設計的實驗應有利于突出重點突破難點，可以創新實驗裝置，使實驗現象要新穎，能強烈地激發學生積極思維.實驗操作應簡便,設計的問題應緊扣教材內容，用詞要準確，富于啟發性，以揭示矛盾，形成懸念實驗和設疑的有機結合就創設了一種良好的問題情境.問題情境是具有一定難度，需要經過努力但又力所能及的學習任務，這種狀況就是通常講的讓學生“使勁跳一跳能摘到桃子”的情境.只有這樣“夠刺激”、又有“吸引力”的情境,才能充分激發學生的積極性和求知欲.

1張大均.教育心理學.北京：人民教育出版社，1999

2蔡鐵權,臧文彧.科學實驗教學與研究.上海：華東師范大學出版社，2008

3陳永.借演示實驗的教學陣地培養學生創新精神.物理教師，2011(11)

4馮建躍,周靜忠.談談新課的引入和呼應.物理教師，2014(7)

5徐益勇.渦流熱效應演示實驗的改進.物理教師，2016(1):57～59

2016-04-17)