在習(xí)題課中引入實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)物理魅力

林壽木

摘 要：物理實(shí)驗(yàn)常常應(yīng)用在探究物理規(guī)律課和概念建立課堂，凸顯物理實(shí)驗(yàn)的重要性，而在習(xí)題課中物理實(shí)驗(yàn)往往被淡化了，加強(qiáng)習(xí)題課引入實(shí)驗(yàn)會(huì)重現(xiàn)物理魅力。

關(guān)鍵詞：高中物理；習(xí)題課；物理實(shí)驗(yàn)

引言

習(xí)題課教學(xué)是中學(xué)物理教學(xué)的重要組成部分，對(duì)物理教學(xué)起到舉足輕重的作用。但高考的指揮棒、應(yīng)試教育給學(xué)生沉重課業(yè)負(fù)擔(dān)，習(xí)慣于高密度、大題量機(jī)械模仿學(xué)習(xí)，缺乏獨(dú)立思考能力，質(zhì)疑問題意識(shí)薄弱，課堂互動(dòng)沒有活力，猶如一潭死水。以教師講授為中心、以課堂為中心、以練習(xí)為中心，不尊重學(xué)生人格，沒有關(guān)注學(xué)生個(gè)體差異，教師憑借教學(xué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)。沒有針對(duì)性，師生處于不同頻，使得習(xí)題課處于低效率。物理習(xí)題課堂漸漸失去生機(jī)，失去物理原有的味道。如何能改變這種現(xiàn)狀？

從2015全國(guó)高考實(shí)驗(yàn)題目談起：

某物理小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)粗制玩具小車通過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)的速度的實(shí)驗(yàn)。所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器（圓弧部分的半徑為R=0.20m）。

完成下列填空：

（1）將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖1（a）所示，托盤秤的示數(shù)為1.00kg；

（2）將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點(diǎn)時(shí)，托盤秤的示數(shù)如圖（b）所示，該示數(shù)為 kg；

（3）將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經(jīng)過最低點(diǎn)后滑向另一側(cè)，此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m；多次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如表1所示：

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車經(jīng)過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力為 N；小車通過最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為 m/s [1 ]。

點(diǎn)評(píng)：考察圓周運(yùn)動(dòng)的“凹形橋”模型應(yīng)用，傳統(tǒng)習(xí)題改造成實(shí)驗(yàn)題，給人耳目一新的感覺，命題者沒有被考試大綱匡住，在意料之外，又在情理之中。給我們一線教師的啟示：不僅關(guān)注分組實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)，特別是在習(xí)題課中能引入物理實(shí)驗(yàn)提供導(dǎo)向。筆者結(jié)合共點(diǎn)力平衡習(xí)題課教學(xué)改革嘗試談?wù)勛约阂稽c(diǎn)拙見。

1 引入實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生設(shè)置“臺(tái)階”，提升物理素養(yǎng)

物理實(shí)驗(yàn)將問題情景化，突破解習(xí)題“無源之水無本之木”的尷尬境地，邊玩邊做，實(shí)現(xiàn)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的提升和知識(shí)運(yùn)用能力。

案例1：如圖2所示，有一根長(zhǎng)度已知的細(xì)繩中央懸掛一件重力已知的重物，然后沿著直尺雙手慢慢分開，觀察分開到什么距離時(shí)細(xì)線斷了，這樣就可以算出細(xì)線所能承受的最大的拉力。

請(qǐng)說出計(jì)算的依據(jù)，并列出計(jì)算的公式。

這是一道聚實(shí)驗(yàn)與習(xí)題于一體的題目，實(shí)驗(yàn)材料易得但困難在于：

（1）很多的學(xué)生不重視物理實(shí)驗(yàn)，懶得動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)。

（2）對(duì)學(xué)生來講這題目難度很大，沒有提供具體物理量，幾乎無從下手。

（筆者布置課后作業(yè)，學(xué)生幾乎空白，或抄答案）

先布置讓學(xué)生準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料，在課堂展示比比誰(shuí)做的最好，測(cè)量出物理量并列出計(jì)算的公式，學(xué)生積極性很高，但學(xué)生展示過程暴露問題：（1）細(xì)繩太粗或物體太輕拉不斷。（2）尺子太短，細(xì)繩太長(zhǎng)。（3）操作雙手沒有慢慢分開，斷點(diǎn)位置找的不準(zhǔn)確。（4）測(cè)量物理量誤差大。這些問題暴露高中學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)薄弱，動(dòng)手能力有待于進(jìn)一步提高，如何選擇器材？如何進(jìn)行有效實(shí)驗(yàn)？如何減小實(shí)驗(yàn)誤差？如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)使得實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行？學(xué)生問題一一暴露出來，教學(xué)針對(duì)性更強(qiáng)了。將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化物理模型，受力分析畫受力圖，正交分解，利用平衡規(guī)律和幾何知識(shí)，求出最大拉力和計(jì)算的公式，學(xué)生體會(huì)：原來物理可以邊做邊玩。

點(diǎn)評(píng)：情景認(rèn)知理論認(rèn)為：只有學(xué)習(xí)被鑲嵌在學(xué)習(xí)者熟悉的生活和自然情景中，有意義的學(xué)習(xí)才能發(fā)生。實(shí)驗(yàn)探究情景的創(chuàng)設(shè)有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，形成良好實(shí)驗(yàn)氛圍，能提升學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和運(yùn)用平衡解決物理問題能力。

2 引入實(shí)驗(yàn)開展習(xí)題拓展探究，實(shí)現(xiàn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)

案例2：如圖3所示，一根細(xì)繩上吊著A、B兩個(gè)小球，當(dāng)兩個(gè)大小相等、方向相反的水平力分別作用在兩個(gè)小球上時(shí)，可能形成圖4所示的哪種情（ ）

學(xué)生1：選擇A因?yàn)榍駻受到向左的力向左偏，而球B受到向右力向右偏（憑感覺，統(tǒng)計(jì)選A接近一半）。

學(xué)生2：D不可能的，因?yàn)槔KAB力不大，球A不可能向右偏，C有可能對(duì)（不確定）。

學(xué)生3：B可能對(duì)的，理由沒法說……

點(diǎn)評(píng)：充分讓學(xué)生表達(dá)自己的想法，營(yíng)造自由、民主交流氛圍。

老師：大家講得好，現(xiàn)在我們通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證我們想法。（由于時(shí)間緊，已組裝好分組實(shí)驗(yàn)器材）

器材：AB球用質(zhì)量較大的相同鉤碼（200g）代替、彈簧測(cè)力計(jì)（量程5N）、鐵架臺(tái)。

實(shí)驗(yàn)完后讓學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)：原來B答案正確。如圖5。

學(xué)生4：禁不住的問：為什么會(huì)這樣呢？

學(xué)生七嘴八舌交流討論起來。

由此引出受力分析、力的合成與分解、連接體、整體和隔離方法應(yīng)用，特別有的學(xué)生引入整體方法很快解決問題。實(shí)現(xiàn)一題多解培養(yǎng)學(xué)生思維的廣度，解決平衡問題知識(shí)很自然的和盤托出，而探索腳步永遠(yuǎn)沒有停下來。

學(xué)生5：我們組發(fā)現(xiàn)：只要彈簧測(cè)力計(jì)大小相等方向相反且無論沿任意方向，輕繩仍然處于豎直狀態(tài)。學(xué)生探索熱情被再一次的點(diǎn)燃，教室再一次沸騰起來。甚至有的學(xué)生把選擇題A、C、D選項(xiàng)狀態(tài)下的倆彈簧測(cè)力計(jì)力大小都記錄。并在當(dāng)堂展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

老師：既然只要彈簧測(cè)力計(jì)大小相等方向相反且無論沿任意方向，輕繩仍然處于豎直狀態(tài)。那么輕繩所受的彈力一樣嗎？如圖6。

學(xué)生：交流討論、做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，課堂再一次熱鬧起來。震撼結(jié)論是：相等，并且再通過共點(diǎn)平衡知識(shí)證明：理論與實(shí)踐是一致的。

心理學(xué)研究表明：人不能長(zhǎng)期容忍認(rèn)知心理不平衡，人都有填補(bǔ)空缺、解決問題的認(rèn)知本能，一旦引發(fā)這種認(rèn)知沖突，就會(huì)激發(fā)學(xué)生求知欲望和好奇心，這種沖突是實(shí)現(xiàn)知識(shí)轉(zhuǎn)變的契機(jī)和動(dòng)力。

點(diǎn)評(píng)：建立“以學(xué)生為中心”的課堂，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變，使教學(xué)方式由重“教”向重“學(xué)”轉(zhuǎn)變，由重“結(jié)果”向重“過程”轉(zhuǎn)變，由單向信息傳遞向綜合互動(dòng)轉(zhuǎn)變，這樣的課堂有助于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)和良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，這樣的課堂既符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)，又有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?shí)踐能力、探究能力和創(chuàng)新能力，更好促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變 [2 ]。這樣的習(xí)題課實(shí)現(xiàn)了教師少講，學(xué)生多學(xué)，重現(xiàn)了物理課堂的魅力。

參考文獻(xiàn)：

[1]詹國(guó)榮.關(guān)注區(qū)別 順應(yīng)風(fēng)格——談全國(guó)卷背景下的高中物理教學(xué)[J].福建基礎(chǔ)教育研究，2015（8）.

[2]戴苾芬.基于高中物理教材課程資源開發(fā)與利用的研究[J].物理教師，2016（2）.