追尋初中物理課堂的理想境界

(1. 江蘇省寶應(yīng)縣實驗初級中學(xué)，江蘇　揚州　225800;2. 江蘇省沛縣實驗學(xué)校，江蘇　徐州　221600)

每次給初二的學(xué)生上第一堂物理課的時候，都要告訴學(xué)生什么是物理，怎樣學(xué)物理，學(xué)物理有什么用。但是每次筆者說的都是同樣的話，學(xué)生每次聽起來都是一臉的迷茫。隨著教學(xué)經(jīng)驗的不斷積累和鉆研，筆者也有了更多的思考。

現(xiàn)在，筆者是這樣給學(xué)生介紹的：物理即悟“物”明“理”，探究事“物”的內(nèi)在規(guī)律或道“理”。

筆者認(rèn)為物理課堂應(yīng)該做到培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，開啟學(xué)生的心靈之窗，這才是學(xué)生所需要的理想課堂。為此，本文用三個語氣詞“咦”“啊”“哦”來闡釋學(xué)生心目中的理想課堂應(yīng)該達(dá)到的三個境界。

1　“咦，這么神奇？”——培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

常說興趣是最好的老師，物理課上應(yīng)該如何培養(yǎng)學(xué)生的興趣？首先還是得從一堂課的引入入手，好的開始等于成功的一半，一堂物理課如果引入很精彩，能夠吸引學(xué)生，能夠激起學(xué)生探究的欲望，那么，這堂課也就成功了一半。

圖1

物理是一門以觀察和實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，生活性、實踐性很強。在引入環(huán)節(jié)，教師如果能通過小實驗，創(chuàng)設(shè)“神奇”的物理情景，讓學(xué)生看一看、做一做，就能讓學(xué)生一下子興奮起來。

比如，筆者在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的教學(xué)中，將凸透鏡置于燭焰和白墻之間(如圖1)。“咦”，白墻上也有一個“燭焰”，還是倒的“燭焰”。不等教師提問，學(xué)生們就把他們看到的現(xiàn)象說出來了，課堂一下子就活躍起來了。接著，筆者又將手中的凸透鏡慢慢地向上移，再慢慢地向下移。在移動的過程中，所有同學(xué)都屏住呼吸，認(rèn)真地觀察著，目光隨白墻上的“燭焰”一起移動；最后，筆者保持凸透鏡不動，再將燭焰慢慢地向上移，再慢慢地向下移。引導(dǎo)學(xué)生再次觀察白墻上的“燭焰”移動的方向。在學(xué)生觀察的基礎(chǔ)上，筆者告訴學(xué)生，你們看到的墻上倒立的“燭焰”是真實燭焰通過凸透鏡后所成的實像。

學(xué)生從剛才的兩次觀察中很容易得出：只上下移動凸透鏡時，墻上的像與凸透鏡移動的方向相同；只上下移動燭焰時，墻上的像與燭焰移動的方向相反。為什么移動的情況會不同呢？學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的欲望一下子被激發(fā)出來了。

有個學(xué)生還提出：“如果讓凸透鏡在燭焰和白墻之間前后移動，又會發(fā)生什么變化呢？”于是，筆者邀請這位同學(xué)上講臺來和筆者一起探究，對他說：“我來做你的助手吧，你要老師怎樣配合你呢？”他說：“老師，你拿著蠟燭不動就可以了”。在筆者的配合下，只見他將凸透鏡從靠近燭焰的地方一點一點地朝白墻方向移動。當(dāng)墻上漸漸的出現(xiàn)一個很大的模糊的倒立的像時，同學(xué)們再次興奮起來。繼續(xù)移動，這個像便漸漸清晰起來了。接著，筆者告訴學(xué)生剛才看到的模糊像的位置并不是真正的像的位置，實驗時一定要等到像最清晰為止。當(dāng)這位同學(xué)以為實驗到此結(jié)束，準(zhǔn)備離開講臺的時候，筆者一把抓住他。只見他驚訝地看著筆者，呆住了。筆者笑瞇瞇地問他：“就這樣啦？凸透鏡和白墻之間還有好長的一段距離，為何不繼續(xù)移動呢？”他很不情愿地接過凸透鏡，從靠近燭焰的地方開始，繼續(xù)實驗。很快白墻上重新出現(xiàn)了清晰的倒立放大的像，繼續(xù)移動，像模糊了，消失了，但不久白墻上好像又出現(xiàn)了燭焰的輪廓，慢慢地清晰起來了?！斑?，像怎么變小啦？”課堂又一次出現(xiàn)了高潮，大家議論紛紛。不一會兒，所有的目光都看向了筆者，期待著筆者能給他們做出解釋。

筆者稍作停頓后告訴學(xué)生：“凸透鏡既能成倒立放大的實像，也能成倒立縮小的實像，還能成倒立等大的實像。剛才通過實驗我們已經(jīng)看到，凸透鏡成什么樣的像與距離有關(guān)。我們將燭焰到凸透鏡的距離叫物距，光屏(白墻)到凸透鏡的距離叫像距，這堂課的任務(wù)就是通過實驗探究找出凸透鏡成各種不同像時物距、像距與凸透鏡焦距的關(guān)系?！?/p>

“咦，這么神奇！”在物理課堂上，如能經(jīng)常呈現(xiàn)神奇的物理現(xiàn)象，不斷給學(xué)生帶來驚喜、驚訝，就一定能極大地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)其探究的欲望。這就是物理課堂的魅力所在，也是很多學(xué)生愛上物理的原因。

2　“啊，還可以這樣？”——激發(fā)學(xué)生的探究欲望

在物理教學(xué)中筆者不太贊成預(yù)習(xí)，因為學(xué)生看過書以后，往往就會對課堂上老師的問題缺少思考的過程，不利于培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。物理課堂應(yīng)該是原生態(tài)的，應(yīng)該是在教師的引領(lǐng)下，師生共同探究。物理課堂應(yīng)該有驚喜、有驚訝，總在教師預(yù)料之中的、平鋪直敘的課堂是掀不起漣漪的，長此以往，學(xué)生就會慢慢失去學(xué)物理的興趣。

在實驗探究環(huán)節(jié)，最關(guān)鍵的是針對要探究的問題，讓學(xué)生自己設(shè)計出探究方案，并能對各種不同方案的優(yōu)缺點進(jìn)行評估，從而選出最佳的方案。

圖2

在探究“二力平衡條件”的實驗之前，筆者先讓班上的一對雙胞胎姐妹一個在門前，一個在門后，分別沿水平方向拉著門上的拉手且要求她們保持門靜止不動(如圖2)。通過觀察，告訴學(xué)生，這對雙胞胎姐妹分別作用在門上的兩個力就可以看成是一對平衡力。接著，筆者讓姐姐改變力的大小(先增大后減小)，要求妹妹始終做到讓門靜止不動。問妹妹：“在姐姐改變力的大小的時候，你作用在門上的力大小如何變化？”妹妹說：“當(dāng)姐姐的力增大時，我的力也要跟著增大；反之，當(dāng)姐姐的力減小時，我的力也要同時減小，才能使門保持靜止不動。”根據(jù)平衡時兩個力“同大同小”的特點，有的同學(xué)猜想：這兩個力的大小應(yīng)該相等。也有同學(xué)猜想：如果姐妹倆朝同一個方向用力，門肯定不會靜止，所以，平衡時兩個力還必須反向。同學(xué)們還提出了其他的一些猜想。“要想知道我們剛才的猜想是否正確，接下來應(yīng)該怎么做呢？”同學(xué)們異口同聲地答道：“做實驗?！边@就是筆者在實驗探究前經(jīng)常做的事——讓學(xué)生先體驗，通過體驗提出自己的猜想。

筆者說道：兩個力滿足哪些條件才能使一個物體處于平衡狀態(tài)呢？我們應(yīng)該從影響力的作用效果的三個要素，即力的大小、方向、作用點去考慮。剛才我們只是初步探究了二力平衡的條件，要想使研究更加科學(xué)、規(guī)范，在實驗室中，我們又該怎樣去探究呢？請同學(xué)們大膽想象，設(shè)計出自己的方案。

經(jīng)過一番交流和討論后，同學(xué)們設(shè)計出了以下三個探究方案，然后讓各個小組說明自己設(shè)計的理由，請其他小組對該小組的方案進(jìn)行評估。

方案一：以木塊為研究對象(如圖3)。

圖3

理由：用砝碼提供拉力，在圖3甲左右兩盤中放入質(zhì)量相等的砝碼，木塊靜止；在圖乙兩盤中放入質(zhì)量不等的砝碼，木塊不能靜止；將圖丙中的木塊扭轉(zhuǎn)一個角度，使木塊兩端的繩子不在同一直線上，則小木塊不能靜止，最終要恢復(fù)到原來的位置，直到兩端的繩子重新處于一條直線上。

評估：由于木塊與桌面之間存在摩擦，因此，即使左右兩盤中的砝碼不相等時，木塊仍然有可能靜止。在丙圖中被扭轉(zhuǎn)一個角度的木塊也較難恢復(fù)到原來的位置。

方案二：以小車代替木塊作為研究對象。

理由：在該方案中用小車代替木塊，變滑動為滾動，大大減小了被研究的對象與桌面之間的摩擦，便于更準(zhǔn)確地研究兩個力的大小關(guān)系。

評估：在研究“不在同一直線上的兩個力能否平衡”時，小車要恢復(fù)原狀，小車與桌面間的摩擦仍然屬于滑動摩擦，小車還是較難恢復(fù)到兩個力共線的狀態(tài)。

方案三：以小卡片代替小車作為研究對象(如圖4)。

理由：小卡片懸空，不與桌面接觸，消除了摩擦力對被研究對象的影響。

圖4

評估：沒有了桌面的支撐，小卡片會由于自身重力的原因而使兩邊的繩子很難在一條直線上。對于這個問題，我們可以采用質(zhì)量很小(忽略重力)的小卡片，以減小自重的影響；或適當(dāng)增加兩側(cè)繩端的鉤碼，使鉤碼重遠(yuǎn)大于卡片重，也能減小卡片自重的影響。在研究“不在同一直線上的兩個力能否平衡”時，不僅可以通過旋轉(zhuǎn)小卡片以達(dá)到兩個力不共線的狀態(tài)，還可以采用向上或向下拉動小卡片的方式使小卡片兩端的力不在同一直線上，使實驗結(jié)論更具有普遍性。同時，該方案還能研究二力平衡是否要“同體”這一條件，方法是：將小卡片用剪刀沿中間剪斷，兩端的繩子將分別拉著兩個剪斷后的小卡片各自向相反的方向運動。

在實驗探究環(huán)節(jié)，可以盡量設(shè)計比較接地氣的方案，讓學(xué)生用身邊的、生活中的一些物品先來體驗探究，使他們覺得實驗探究原來如此容易。也可在體驗的基礎(chǔ)上設(shè)計出不同的探究方案，并能對不同的實驗方案從多個維度進(jìn)行評估，從而優(yōu)選出最佳的探究方案。

“啊，還可以這樣？”讓學(xué)生在感嘆中敬佩老師和同學(xué)、欣賞自己，學(xué)生怎么會不喜歡探究呢？

3　“哦，原來如此！”——開啟學(xué)生的心靈之窗

帶著問題去學(xué)習(xí)是較有效的學(xué)習(xí)方式，當(dāng)學(xué)生腦海里有問題時，自然而然會產(chǎn)生學(xué)習(xí)的欲望。這樣做目標(biāo)明確，學(xué)生注意力容易集中。

比如：筆者在進(jìn)行“動能勢能機(jī)械能”的教學(xué)時，先用高速公路上的限速標(biāo)志牌拋出問題：為什么對不同的車輛會有不同的限速要求？然后，通過兩個實驗分別探究動能與速度、質(zhì)量的關(guān)系。由圖5甲探究可知：將質(zhì)量相等的A、B兩球從同一斜面的不同高度由靜止釋放，分別撞擊位于同一水平面上的同一木塊，由于B球的初始高度高，所以B球到達(dá)斜面底部時的速度大，B球?qū)⒛緣K撞擊得遠(yuǎn)，對木塊做的功多，說明B球具有的動能大。進(jìn)一步分析得出：質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大。

圖5

由圖5乙探究可知：將質(zhì)量不相等的A、B兩球從同一斜面的同一高度由靜止釋放，分別撞擊位于同一水平面上的同一木塊時，由于兩球從同一斜面的同一高度由靜止釋放，因此它們到達(dá)斜面底部時的速度是相等的。但B球的質(zhì)量大，B球?qū)⒛緣K撞擊得遠(yuǎn)，對木塊做的功多。進(jìn)一步分析得出：速度一定時，質(zhì)量越大，動能越大。

總結(jié)得出結(jié)論：物體的動能大小與質(zhì)量和速度有關(guān)，質(zhì)量越大，速度越大，物體的動能就越大。

最后，引導(dǎo)學(xué)生用剛才探究得到的結(jié)論來解釋限速標(biāo)志牌的問題。學(xué)生恍然大悟：原來，小汽車的質(zhì)量小，在動能一定時，速度可以更快一些；而載重卡車質(zhì)量大，為了使它的動能不至于太大，就要把它的速度限制得更小一些。

“哦，原來如此！”學(xué)生一下子頓悟了，課堂再次進(jìn)入高潮。

教學(xué)雖是一門遺憾的藝術(shù)，但作為教育工作者，一定要立足課堂，研究課堂，為實現(xiàn)高效課堂、理想課堂而不懈努力。