從同課異構看實驗創新

李子明

(河北武安第十中學,河北 武安 056300)

從同課異構看實驗創新

李子明

(河北武安第十中學,河北 武安 056300)

“同課異構”是一種有效的教研方式,尤其是同課異構中的實驗創新,為課堂教學奠定了扎實的基礎.本文通過比較同課異構中實驗創新的共性與個性,即實驗的變通性,實驗的求異性,實驗的針對性,實驗的改進性,實驗的廉價性等,旨在探究創新實驗的思路與方法,學習借鑒創新實驗的策略與技巧,凸顯中學物理課堂教學的靈魂．

同課異構； 創新實驗； 思路與方法； 策略與技巧

1 問題的提出

同課異構是指同一課程同一教學內容由于教師教學風格習慣、授課環境條件等不同所導致的課堂進程結構、師生活動空間、授課方式效果等方面存在差異的課堂教學活動．

筆者觀察了大量的初中物理教學同課異構課例,從中梳理總結出實驗教學的若干創新點．那么，實驗教學該如何創新,應新在哪里?

“新”要耳目一新、與眾不同,讓學生欲罷不能,起到激勵學生奇思妙想之功效;“新”要推陳出新、有針對性,利用創新實驗創設情景,突出重點,突破難點;“新”要立異標新、有拓展性,創新實驗要能調動學生積極性,引發學生思考,培養學生創新意識、創新能力、創新態度和創新精神,并能正確地應用實驗得出的規律解決問題．

筆者結合大量課例探究出幾種創新實驗的方法和途徑:實驗的變通性,實驗的求異性,實驗的針對性,實驗的改進性,實驗的廉價性．下面將結合實例逐一作出闡釋．

2 實驗的變通性是創新之本

案例1.“流速與壓強”一課.

實驗情境1:請看小實驗(圖1),我們用嘴吹漏斗里的乒乓球,猜!會把乒乓球吹出去嗎?再用力去吹,變著方向去吹,咦,怎么沒有吹掉呢?

實驗情境2:請看小實驗(圖2),我們用嘴吹圓珠筆桿下端,看著上端出氣口的乒乓球,會脫落嗎?咦,怎么沒有吹掉,球還在正上方旋轉呢?

實驗情境3:用橡膠管將上下兩個漏斗連起來(圖3),當我們把吹風機的開關閉合,下端漏斗里的乒乓球會怎樣呢?咦,怎么沒掉下來?

圖1

實驗情境4:用橡膠管將上下兩個漏斗連起來(圖4),在上邊的漏斗里灌水,下端漏斗里的乒乓球會沖下來嗎?管中的水產生的液體壓強怎么沒有把乒乓球沖下來呢?

實驗情境5:我們沿著紙杯上方用力吹氣(圖5),會看到什么呢?呀!乒乓球從紙杯中一躍而起,跳到最后一個紙杯了．

實驗情境6:把一根塑料管子置于桌面上(圖6),且在管子底部放一乒乓球,用嘴在管子上口用力一吹,呀!乒乓球居然從管子里跳出來了,是什么力使得乒乓球向上“跳”起來呢?

圖4

通過比較以上幾種實驗方案,可以看到實驗創新在于變通,變通實驗器材、變通操作方式等.這些實驗極大引發教師和學生探求真知,給師生留下越變越新,越變越奇的感覺．教師應當發揮個人聰明才智和汲取集體智慧的力量源泉,不斷地反思、改進、搜集素材,關注人與人之間的思想融合．實驗的變通性能促進教師專業成長,激發教師教學熱情,讓教師能研究、會研究、愿意研究,并能自覺參與,積極實踐,解決教學實際問題．

3 實驗的求異性是創新之魂

案例2.“流速與壓強”一課.

實驗情境1:將兩端開口的軟管一端靠近碎紙屑(圖7),另一端用手搖轉軟管,我們會看到什么呢?

實驗情境2:將軟管一端靠近兩塊薄木板(圖8),軟管另一端接抽氣機,我們會看到軟管口竟然依次、先后吸起了兩塊薄木板,這是為什么呢?

圖7

案例3.“眼睛和眼鏡”一課.

眼睛這架神奇的凸透鏡是如何將遠處和近處的物體看清楚的呢?它是怎樣實現調節的呢?

實驗情境1:用圖9裝置通過更換不同的透鏡來顯示近、遠視眼的形成和矯正．

實驗情境2:用圖10裝置通過調節水透鏡的水的多少,通過調節透鏡的厚度(折射的強弱)來顯示近、遠視眼的形成和矯正．

圖9

物理實驗教學大都停留在“做教材實驗”的層面上,缺乏自制教具和實驗創新意識,實驗教學變成了應試教學．以上4則情境實驗,以課本為基礎,大膽創新,標新立異,在“求異”的過程中,發展了學生的思維,促進了學生的創新意識．

如果我們針對這些概念與規律,開發設計一些基于教材的、脫離陳舊俗套的實驗,給人神秘的“新”與“異”的實驗,極易喚起學生的直接興趣,而且也極易突破認知難點．

4 實驗的針對性是創新之重

案例4.“摩擦力”一課.

摩擦力方向是學生學習的難點之一,如何突破這一難點呢?

實驗情境1:擦黑板時,摩擦力的方向如何呢?毛刷受到黑板摩擦力的方向與刷子運動方向有什么關系?(圖11)

圖11

實驗情境2:做“筷子提米”實驗.把一根筷子插入裝滿米的杯子中,竟能將杯子和米提起來了．想一想這是為什么呢?說明了摩擦力的方向是哪個方向呢?

實驗情境3:水平傳送帶上的米袋受到摩擦力的方向如何?

物理難學難教主要原因之一就是學科的抽象性．如何突出重點,怎樣突破難點,如何破解難以理解的物理現象,最有效的辦法是用實驗顯性展示．但不同學生認知的障礙點有所不同,單靠教材提供的實驗就會眾口難調,不便于全體學生透徹理解,這就要求教師深入了解、分析學生實際,對實驗內容進行深入研究、準確判斷,有針對性地設計實驗．

上述實驗設計能夠準確破解、顯示摩擦力的方向．開發這些有針對性的實驗,有助于突破教材的難點,掃除學生的認知障礙．

5 實驗的改進性是創新之道

案例5.“摩擦力”一課.

摩擦力測定是探究實驗的重點和難點之一,在操作時由于很難使其勻速直線運動,所以,導致測量示數不穩定,指針有跳動的現象發生,知其原因后,我們怎樣改進這個實驗,從而突破教材難點呢?

實驗情境1:用彈簧測力計勻速拉動放在長木板上的小木塊,觀察并讀其示數．

實驗情境2:將彈簧測力計的一端用細線固定在豎直壁上,另一端用細線與小木塊相連,勻速拉動小木塊下的長木板,觀察并讀其示數．與上述實驗1比較,體驗實驗方案的優劣．

實驗情境3:把上述實驗2裝置中的彈簧測力計改裝數字感應器,拉動長木板,觀察其圖像并讀其示數大小．與實驗2比較,進一步體驗實驗方案的優劣．

教材中的實驗大都非常優秀,但我們不能簡單地采取“拿來主義”,機械地給學生演示操作,而應當在進行實驗的過程中發現問題并尋求解決途徑,對實驗設計不斷改進,使之日趨完善．

改進實驗時,要結合學生實際,因地制宜．對于實驗探究,不必拘泥于教材,可以大膽創新．難以操作、誤差較大的實驗,可以從方案設計、操作程序角度加以改進．器材傳統、陳舊老化、可見度小的實驗,可以利用現代科學、數字技術的介入加以改進,努力促使實驗效應最大化．

6 實驗的低廉性是創新之旨

案例6.低成本實驗器材走進課堂,產生奇效．

實驗情境1:“找重心” (圖12),一塊形狀不規則的薄木板,如何找到它的重心呢?僅用一條細線、一枚圖釘、一根鉛筆即可解決問題(物理“懸掛法”找出重力的作用點).

圖12

實驗情境2:“自制電動機”(圖13),如何利用一節電池的電能,讓物體轉動起來呢?僅用一節5號電池、一塊圓磁鐵、一根銅導線即可完成自制電動機的實驗．

實驗情境3:“物體的浮沉條件及應用”的新課引入環節,把乒乓球投入玻璃盛水桶中,猜乒乓球會怎樣?(學生說“上浮”，實際卻沉入桶底)．把第2枚乒乓球投入桶中,會怎樣?(這次學生說“下沉”或“上浮”．實際卻懸浮其中．學生總是猜錯)……原來是教師在課前已將乒乓球做了手腳,內部注入了不同量的鹽水．

設計實驗過程中不僅要考慮學生的觀察效果,還應該力求使實驗儀器的結構簡單,費用低廉．以上幾組實驗的自制教具結構簡單,成本低廉,制作簡單,做到了就地取材、因陋就簡、操作簡單、保管方便．

鼓勵教師進行低成本實驗的設計和開發,引導教師在開展物理實驗教學時,要充分鼓勵學生積極參與到實驗過程中來,有意識地培養他們的探索能力和動手能力,鼓勵他們運用自己所掌握的現有知識解決實驗中面臨的種種問題．

鼓勵學生做好課外小實驗、小制作,使之具有科學性、實用性、趣味性等特點,促進學生對教學內容的學習．

總之,作為一線教師,必須具備實驗教學的創新意識,必須在合作中取長補短,變通一些實驗使之“新穎”;開發一些創新實驗使之“奇特”; 研發針對性破解難點的一些實驗使之“激疑”;改進效果不明顯的實驗以及應用科學技術手段使之常“有效”;挖掘的低廉實驗使之 “有趣”．

1 潘程超，曾毓斌.眼見為實出奇招，談低成本自制教具與物理教學[J].物理教師，2016(4)：95-96.

2 王理想.淺談中學物理自制教具的開發[J].物理教師，2015(10)：43-46.

2016-12-16)