設計驚奇的實驗激發學生的學習動力

廣東省中山市三角鎮沙欄初級中學(528445) 史漢軍

實驗探究對物理教學的重要性不言而喻,尤其是對初中物理。初中生物理知識儲備還不豐富,掌握的學習方法也較少,且學生的心智尚未成熟還處在快速發展階段,正由“具體事物認知”向“抽象概念認知”轉變。思考問題往往以形象思維為主,他們的邏輯推理、抽象思維還比較欠缺。通過實驗探究,將抽象物理現象和物理過程展示出來,將高度概括的物理規律和物理知識顯現出來,化抽象為具體。利用實驗探究詮釋物理概念、利用實驗探究深化對規律本質的理解等,從而降低學生理解的難度,為學生攀登知識的高峰鋪設臺階。由于不少學生在實驗前會提前預習、看教輔書籍,往往對實驗過程和結果有所了解,只是對一些實驗原理理解不透徹,實驗細節掌握得不熟練,為此學生對實驗沒有過高的期待,覺得實驗平淡無奇,從而喪失了探究的熱情和動力。在設計實驗探究時如果按部就班進行實驗教學,教學效果就會大打折扣。為了改變這一現狀,教師設計實驗探究時,應讓學生感到新奇、意外、驚訝,從而激發學生的求知欲,活躍他們的思維,打造出探究氣氛熱烈的優質課堂。

1 以“魔術”導入新課激發學生求知欲

利用實驗引入新課,可以激發學生的興趣,從而奠定一個良好的學習氛圍。但是如果實驗過于平淡,其效果會大打折扣。物理教學中,有些實驗只要教師對實驗器材、操作、教學環節等方面稍作調整,再加上語言的烘托,就可以將中規中矩的實驗探究變成學生喜歡的“魔術”,從而吸引學生的注意力,引起學生對學習內容的關注。更重要的是“魔術”的新奇性往往會令學生熱血沸騰,在學習過程中處于亢奮狀態,可以有效激發學生的求知欲。

例如,人教版“平面鏡成像”一節中,探究平面鏡成像特點的實驗,一般采用邊示范邊講解的教學策略。流程如下：①如圖1所示組裝實驗裝置；②將一支蠟燭點燃后放在玻璃板前,觀察玻璃板后蠟燭的像；③拿另外一支完全相同的蠟燭在玻璃板后面移動,使它與蠟燭的像完全重合,記下后一支蠟燭的位置即為蠟燭像的位置；④改變玻璃板前蠟燭的位置,重做兩次實驗；⑤將玻璃板的位置在白紙上畫出后將其移開,用刻度尺畫實直線把每次實驗中兩支蠟燭的位置連接起來,測量兩支蠟燭到玻璃板的距離,比較它們的大小,并用量角器測量檢查它們是否與鏡面垂直；⑥分析實驗結果,得出結論。

圖1 教材中實驗裝置

教學中如果按照上述流程進行課堂會比較沉悶,很難調動學生的積極性,為此可將教學流程稍作改變,并用語言設置懸念,將本實驗包裝成“魔術”,用來導入新課,達到激發學生興趣的目的。具體如下：①向學生展示如圖2所示的實驗現象,然后教師自吹自己有特異功能,問學生是否相信,學生表示不信；②教師說自己可以“隔山打牛”,隔著玻璃將蠟燭吹滅,學生表現出極大地好奇心,覺得不可能實現；③教師表演吹滅蠟燭“魔術”；④揭秘“魔術”,導入新課；⑤引導學生探究,按照教材步驟探究平面鏡成像的特點。

圖2 演示實驗現象

2 設計視覺震撼的探究活動激發課堂活力

在實驗探究中需要學生認真觀察實驗現象、記錄實驗數據并分析得出實驗結論。在這一過程中,有時候還需要學生一邊操作一邊觀察,這對學生的觀察能力、思維能力等有較高要求,需要學生高度聚焦學習。如果實驗觀察效果明顯,能夠產生視覺震撼,學生在實驗探究過程中越能夠充滿激情,讓課堂實驗充滿活力。

例如,在“牛頓第一定律”的教學中,演示物體的慣性時,經常采用如圖3所示的實驗探究活動。這兩個實驗都是演示物體慣性的經典實驗。但是,實驗視覺震撼不夠,且學生基本上能夠猜到結果,所以學生探究興趣不濃,學習熱情不高。

圖3 慣性實驗

為了提高學生興趣,增強實驗觀察的視覺效果,可以將圖3(a)中的實驗換成圖4所示的實驗。快速抽出硬紙片,雞蛋不隨著紙片運動,保持靜止,掉入杯中。為了讓學生有更刺激的視覺體驗,可以將圖3(b)中擊打棋子的實驗換成圖5所示的拉桌布實驗。桌布上放上碗、盛有水的杯子等易碎物品,讓學生嘗試將桌布拉出而不打碎碗和杯子,且碗和杯子移動的距離較小。由于雞蛋、碗、杯子等物品易碎,學生十分擔心實驗失敗,加上教師的語言烘托,制造出緊張的氣氛,可以達到激發課堂活力的效果。

圖4 雞蛋落水實驗

圖5 拉桌布實驗

3 設計讓學生覺得意外的探究活動增強學生的學習體驗感

在設計實驗活動時,可以多設計一些學生體驗感強,且結果出乎意料之外的實驗探究活動。這樣可以制造認知沖突,激起學生的學習興趣。尤其是對好奇心強的初中生而言,當探究活動的結果與自己的預期不符時,往往會打破砂鍋問到底,一探究竟。

例如,在“壓強”一節的教學中,教材的素材如圖6所示。“茫茫白雪中的兩個人對雪地的壓力差不多,但是一個人陷下去了,而另一個人卻沒有,看來壓力作用的效果并不止跟壓力有關。請你想一想,還可能跟什么因素有關?”如果教師按部就班引入新課,就會顯得平淡無奇,難以聚焦學生的學習注意力,為此在本節新課教學時可以設計如圖7所示的手指拔河比賽的探究活動,增強學生的學習體驗感。

圖6 壓強實驗

圖7 手指拔河實驗

在班上選擇兩名學生,一個力氣較大,一個力氣較小,食指相勾,進行第一場拔河比賽,結果毫無懸念大力士非常輕松地勝出。接著,教師用一段粗繩和一段細繩打結的繩套,將其用于剛才兩名同學的第二場拔河比賽,大力士食指勾住細繩,力氣小的食指勾住粗繩,如圖7所示。拔河的結果是大力士輸了,這與學生預期不符,從而激發了學生的好奇心和求知欲。教學中,如果多準備一些粗細不同的繩套,同桌學生互換角色進行手指拔河比賽,體驗用力大小差不多的情況下勾住粗細繩時手指上感覺的差異,從而悟出力作用的效果除了與力的大小有關外,還和受力面積有關。有了上述體驗,再回到教材中來,學生學習起來興趣濃厚、熱情高漲。