常態化教學中也能綻放思維火花

路喜鋒

摘 ? 要：在一些公開課和比賽課中，老師們常常經過精心的準備和利用先進的儀器來展示一堂質量高氛圍好的示范課，由于時間和精力的限制這樣的課在常態化教學中很難展示給學生，因此常態化教學的設計才是真正決定是否可以提高學生的物理學科的核心素養。本文主要闡述了在常態化教學中針對突發事件的非常規處理結果而看到了不一樣的教學效果。

關鍵詞：演示實驗;數據處理;數學推導;有效值; 科學思維

物理是一門以實驗為基礎的學科，實驗既能使學生對物理產生濃厚的興趣，又是教學的一種輔助語言，能夠使學生更形象直觀理解物理定理、定律。課堂演示實驗是一節物理課最精彩部分，也是學生注意力最集中的時間段。作為教師在課堂演示中最想提高實驗的成功性，只有可靠成功的實驗才可以對物理定理、定律提供有力的支持，更能引起學生對所講內容的信任，有利于學生的知識掌握;作為學生最卻很希望看到課堂演示實驗的失敗而不是實驗的成功，因為實驗失敗了會看到老師尷尬的場面并能當成他們課后聊天的話題， 作為教師也可偶爾抓住學生的這種心理來提升課堂教學效果。

1 ?利用“錯誤”數據逆向思考，激發求知欲望

以下是驗證玻意耳定律過程中一次“失誤”的操作對課堂產生的影響。

1.1 ?利用DIS實驗過程

實驗過程中把封閉在注射器內空氣看成一定質量的理想氣體，注射器和壓強傳感器的測口通過軟管緊密連接，拉動注射器活塞來改變體積并記錄體積V（傳感器與注射器連接的軟管內大約有1 mL氣體，因此V應該是注射器的讀數+1 mL），同時壓強傳感器測出注射器內氣體壓強并記錄壓強P（實驗數據如圖1所示）。

1.2 ?發現問題并進行驗證

但是在記錄第四組體積數據時無意中漏掉了傳感器與注射器連接的軟管內大約1 mL的體積。還好班上幾個細心的學生及時的指出這個”失誤”的數據。而此時筆者并沒有按照教案預設的內容去修改這個數據，反而讓班級同學去思考如果就采用這個數據繼續做實驗會得到什么樣的結果？班上同學先是一愣（因為物理實驗課上也從未用過已知錯誤的數據）這不是在浪費時間嗎？頓時整個班級炸開了鍋，那些平時對物理毫無興趣的同學也參與到激烈的討論中，最終大部分同學都能夠分析出：如果以P為縱坐標，以1/V為橫坐標，得到的是一條傾斜的直線，其它的點都應該在一條直線上，由于第四組數據的錯誤導致對應的點會明顯的偏離直線。

1.3 ?教學感悟

當啟動“ 繪圖”功能，設定相應的x軸y軸得到如圖2所示的圖象時，學生又激動又興奮，興趣大增，從學生們欣喜目光中體會到一種很難得的成就感，如一道閃電照亮了學生的思維。無論是基礎好的學生還是基礎薄弱學生，都能獲得新的收獲和體會。對于課堂上這個“失誤”的演示實驗沒有及時的去更改，反而將這個”失誤”進行到底。課后回想起來也有點后怕，萬一得不到我想要的課堂效果那么不僅會失去演示實驗的可信度，也對老師的權威性大打折扣，最終從實驗的結果可以看出這個冒險是值得的。以這個“失誤”的實驗為契機筆者認為至少讓學生在對實驗數據處理有了全新的認識，處理實驗數據時采用建立座標畫圖象不僅能夠直觀地發現錯誤的實驗數據，更能夠最大程度的減少實驗誤差，也可以使學生很自然地接受在其它物理實驗中利用圖象來處理問題。例如用單擺測重力加速度實驗處理數據為什么要采用以周期T2為縱坐標以擺長L為橫坐標畫圖象（如圖3），測電源電動勢和內阻實驗為什么要采用以路端電壓U為縱坐標以電流I為橫坐標畫圖象（如圖4），而不是通過公式聯立方程求解得到結果。

有句臺詞是“用謊言去驗證謊言你得到的一定是謊言”，而在物理實驗中有時用錯誤的數據去驗證結果，或許我們收獲的會更多。人們常說：“垃圾是放錯地方的寶貝”，如果我們能夠從這樣的視角來看待實驗教學中的失誤，那么失誤、錯誤就是一個值得深度開發的教學資源[ 1 ]。這種資源要發揮真正的教育價值，教師必須具備隨機處理問題的能力，要學會判斷，學會取舍，讓常態課因“失誤”而更精彩。

2 ?利用數形結合注重過程，提升對物理概念的理解

常態課不僅僅通過實驗可以綻放思維火花，借助于其它方法、手段也可以在常態課上觸碰學生心靈，以下是筆者在課堂上講解交流電時的教學過程。

2.1 ?根據學生課堂反應及時調整教學內容

當照如圖5所示的模型推導出交流電的瞬時值e=Emsinωt，學生很自然的明白什么是交流電的最大值，但當筆者按照教材直接給出I有=還沒有來得及說出適用條件時，班級有幾個很好問的學生立刻提出為什么有效值和最大值之間是而不是其它關系？這個關系是通過實驗測出來的嗎？此時筆者并沒有按照教案中預設的那樣告訴學生憑我們現有數學知識無法證明只能記住這個結論，反而在一時沖動下告訴學生用他們所學的數學知識幫助筆者一起嘗試的完成證明。沒想到全班學生大喊好，以下是筆者在部分學生的幫助下用數學知識做的一次證明。

2.2 ?建立模型利用微積分推導過程

如圖6所示電流隨時間變化，按照交流電有效值定義有：

即當t=T時：

2.3 ?教學感悟

當I有=結果呈現在黑板上時，班級學生立馬鼓起了熱烈的掌聲，這個掌聲不僅僅是學生對筆者的認可，也是學生對自己在這節課堂上收獲的一種肯定。這個推導過程花費了課堂將近四分之一的時間，或許班級有半數的學生由于數學知識欠缺而聽的懵懵懂懂的，或許這個推導過程過不了幾天學生們都忘記啦，但筆者堅信只要讓學生經歷這么一個推導過程，學生不僅會對有效值的定義和I有=適用條件有了更深刻的理解，也學會了對其它形式的交流電有效值推導方法，也更好地理解時間t為什么一般要按照一個周期T來計算等。

當然還有少部分基礎很扎實的同學也一臉茫然，課后經過和個別同學交流才知道：他們不懂為什么要這樣積分？積分不就是圖形所圍成的面積嗎？當時筆者也不知道如何回答學生這個問題，后來通過翻閱學生數學書才知道數學上引入積分的目的是為了計算不規則體面積而引入的。而學生沒有真正理解積分的意義，只是簡單的記得圖形圍成的面積就是積分的結果，才會導致部分同學一臉茫然。這雖然這是個小問題，但讓筆者更加體會到：在學習物理上學生何嘗不是這樣的，因此作為老師不僅僅傳授的是知識，更重要的是通過什么方式讓學生理解知識點內涵和外延，把課堂引向縱深，讓學生在學習知識的過程中享受到了科學思維的樂趣，體驗到物理學科的獨特魅力。

3 ?結束語

綜上所述，在常態化教學中作為教師要利用身邊的一切資源，重視實驗、關注過程才能吸引學生自主走進物理課堂，激發學生學習興趣，才能觸動學生心靈，提高學生核心素養。同時以學生為主體，關注學生課堂表現，及時對物理教學環節進行改進，進一步提高學生的學習動力，促使學生發揮自身的主動積極性，感受物理世界的奧秘。

參考文獻：

[1]凌瑞初. “錯誤”一個值得深度開發的教學資源[J].物理教師，2010（3）：16-17.