学习情境实验，凭此可以激热情

◇　浙江　刘　莹



学习情境实验，凭此可以激热情

◇浙江刘莹

习题教学是物理教学的重要环节之一.习题教学的质量直接影响着学生对物理知识的掌握，影响物理课堂教学的效率．在传统的填鸭式教学中,学生只是一成不变地接受知识,并把教师对物理问题的分析过程变成回忆过程,把习题解决方法当作知识来接受,没有把这些方法转化为自己的东西,做题时也只是僵硬地套公式,当然也谈不上举一反三了,这样做很难达到教学目标和学习目标,习题课堂教学的效率很低．久而久之,学生就会觉得物理很难,课堂上学的东西,在课下做题时都用不上,进而学生就会感觉物理距离实际生活很遥远,开始对物理产生恐惧心理．不少物理老师常常无奈地抱怨:这道题在课堂上已经讲了好几遍,学生怎么还是做错呢?而学生经常也会说:课上听得懂,课下作业却不会做,或碰到没做过的题目就无从下手,即使这种类型的题目老师曾经仔细分析过．前面讲的这些均属于典型的“学而不化”现象.若要打破这种模式的习题教学,提高其有效性,笔者觉得可以将文字叙述转化为物理图景或者物理情景,将“生活世界”纳入课程内容的范畴,把间接经验真正转化为学生的直接经验．

笔者根据新课程的教学理念,创设学生获取直接经验的条件和情景——做实验．实验过程也要一改“教师为演员,学生为观众”的传统实验模式.教师不要站在讲台上空洞地说教,而要通过实验教具或者自制实验仪器,将抽象的物理情景变为形象的实物．教师可以自制教具,达到每小组一副教具,让学生带着问题仔细观察,动手操作,通过实物触摸、感受,调动他们学习的热情,激发学生主动求知的欲望,变“被动”为“主动”,变“要我学”为“我要学”,使学生的学习由被动地接受转变为主动地获取．

通过物理小实验创设物理情景,使学生获取直接经验,在获取直接经验的过程中体验物理,使学生在实验过程中边做边学,在做中领悟书本上间接经验,即物理概念和物理规律的实质;在实验过程中体验探索的艰辛与乐趣,学会学习,学会创新．下面笔者结合几个具体的案例,谈谈自己在这方面的一些探索．

1借助实验,帮助学生形成立体感觉

多数高中生的空间立体感比较差,空间想象能力、分析能力明显薄弱．立体的情境图怎么看都是平面图,想象不出立体的运动情景．但在高中物理学习中,有很多立体运动,如磁场中带电粒子的运动,宇宙中天体的运动等．针对这一情况,笔者在教学中尽量通过简单实验解决这一问题,使学生在体验中学习．

图1

A向右飞行的正离子;

B向左飞行的正离子;

C向右飞行的负离子;

D向左飞行的负离子

学生的解1) 无从下手,不知道哪个正确．2) 感觉都不是正确答案．由题意知道,虚线是磁感线的方向,利用右手螺旋定则,应该是通电螺线圈才对．

本题中小磁针的运动是立体的,“向纸里转”,体现了三维的立体坐标,同时,也是本题的隐含条件——小磁针所处的空间位置有指向纸里的磁场．可是即使提示了学生,仍然达不到预期的效果．为了帮助学生在头脑中呈现正确的物理情景,形成空间立体感,笔者有针对性地设计了下面的探究活动．

学生实验2人一组,所需器材为:小磁针1个,通电金属棒1根,通电螺线管1个,直流电源1个,导线若干．实验时,一人负责观察小磁针的运动情况，一人负责改变金属棒或螺线管的电流方向,将实验结果填入准备好的表1中．

表1

通过实验,学生很快就能总结出结论：

1) 小磁针的N极的运动情况是“顺从于”小磁针所处空间位置的磁感线的走向的．

2)小磁针的N极在空间某一位置上的运动情况,说明了这个位置的磁场的有无和磁感线的方向．简单的一个探究实验,却十分有效地使学生形成自己的空间立体感,提取出这类题目中的隐含条件,轻松地解决这一类问题,有效地消除了学生对“场”中问题的恐惧感．

2借助实验,引导学生走出思维定势

图2

2) 物体受到2个摩擦力作用,一个是滑动摩擦力,与F平衡,即1)中的Ff;另一个是静摩擦力,与重力的沿斜面向下的分量mgsinθ平衡．

本题中物体的受力是三维的,并非是常见的在某一直线上或某一平面上的受力平衡,老师要适当提示,即将重力分解,将问题转化为垂直斜面方向和斜面内的受力平衡．可是,有这样的提示,学生仍不会按照教师所期望的那样来解题．大多数学生认为1)中的解法是正确的．其实,上面2种解法本质是相同的,那就是他们都已认定原先静止的这个物体在受到力F后,必定是沿着F的方向做匀速直线运动的,这是学生的思维定势在作怪．笔者尝试着通过下面的实验,让学生动手操作,真正体验,打破思维定势．

学生实验2人一组,所需器材为:教科书1本,细线1根,橡皮1块．实验时,一人负责固定教科书,使之倾斜一适当角度;另一人通过细线拉动橡皮,

1) 保持细线的方向始终与斜面底边平行,如图3所示，观察橡皮的运动．

图3　　　　　　　　　图4

图5　　　　　　　　图6

2) 如果想要使橡皮沿水平方向运动,细线方向应该怎样?实验结果如图6所示．教师在习题课中给学生分析这道题目往往需要花费很大的精力,而且还担心自己能否说得清楚,学生能否听得明白,即使说得明白了,学生也可能只是一时明白,换个题目又迷糊了．如果采用实验方法,围绕题目条件,用实验来展现情景,题目答案将很快呈现．这才是真正的“实践出真知”．

作为高中生,头脑中已经累积了不少从日常生活中得到的与物理有关的感性经验,同时也形成了一些错误或片面的概念,影响学生对物理概念和物理规律的正确理解,产生思维定势，干扰他们运用物理规律解决实际问题,带来消极影响．通过实验方式消除这种思维定势,让学生动手操作,真正体验,效果显著．

3借助实验,指导学生转变学习方式

图7

Aa被拉伸,b被压缩;

Ba被拉伸,b被拉伸;

Ca被压缩,b被压缩;

Da被压缩,b被拉伸

学生实验课堂上,笔者请同学拿出物理课本,站起来做2件事:1) 用右手食指和中指夹住课本的上半部分,观察课本的状态．感受手指用力的部位，得到图8．

2) 同时用左右手的食指和中指分别夹住课本的上半部分和下半部分,观察课本的状态,感受左右手分别用力的部位，得到图9.

图8　　　　　　　　　　　图9

图10

图11

学生实验每人一根绳子,一把直尺,一块橡皮,如图11所示．接下来,笔者不用多说什么,学生自己就能作出正确的选择．

2个实验,不过用时七八分钟,但可以让学生充分体验物体的受力情况．实验中,由于学生身体的一部分作为实验仪器,实验过程中学生的大脑已处于兴奋状态,身体的感觉促使他们的思维积极地活动起来,尽力地进行抽象、概括,找到规律性的东西,并通过体验得到正确的结论．

在物理习题教学中,由于学生是被动接受,课堂效率往往不高．如何让学生的学习方式发生转变,能够主动地获取知识,从单纯的间接经验学习,转向直接通过经验获取知识,进而培养学生观察、探究的能力,这就需要让学生多多动手做实验,使学生在“做”中体验物理过程,理解物理概念,掌握物理规律,消除学生对物理产生的神秘感和恐惧感,为学生进入体验性学习做好铺垫．

与传统的习题教学相比,实验探究性习题教学课堂节奏可能比较慢,教学内容相对较少,似乎是事倍功半．但从整个高中阶段的物理学习进程来看,这其实是一种事半功倍的方法．学生由于亲身经历了实验探究的过程,学习热情会更加高涨,对问题的理解更加深刻,对知识的掌握更加牢固．

上好习题教学课是提高有效教学的重要途径,因为每一次习题课教学,既是学生发现问题、解决问题的过程,又是教师发现教学问题、改进教学问题的过程．在习题教学中增加实验,不仅可以使学生了解实验在物理教学中的重要地位,使学生加深对物理概念和规律的理解;同时也是巩固和深化所学理论,发展逻辑思维和综合思考能力,培养学生认真严密的科学态度的重要方法．习题教学中增加实验,不失为提高习题课教学甚至是提高教学有效性的有益尝试．

(作者单位：浙江省宁波市象山县第二中学)