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在物理教学中,由于受实验器材场地、教学任务的影响,演示实验成为中学物理实验探究的主要教学方法, 也是物理教学中最具活力的因素之一,通过直观、鲜明、新奇的实验现象,为学生学习提供系统的感性认识,为理论的学习做好铺垫.为了让演示实验充分发挥课堂演示的效果,教师在教学中不断地改进和完善实验,让演示实验更易观察,更具有操作性.因此在不同场合的公开课上,教师发挥自己的智慧,改进课本上的实验,让我们感受到物理课堂的魅力.
笔者在赞赏的同时对这些做法有进一步的思考,改进的实验和课本上的实验是相对独立的,学生对两个实验缺乏思维的对接.我们利用了改进的实验资源,却忽略了改进实验的过程本身也是一种更好的学习资源,如同传统物理教学中“重结果”而“轻过程”的做法.教学中教师如果能充分利用演示实验的改进过程,学生不仅加深探究过程的理解和思维的延伸,而且让学生认识到实验过程中存在的问题,同时培养学生的慎密的思维能力和创新能力.
1 实验改进中设疑引导学生思维的延伸
下面是笔者参加我市优质课比赛的教学片段,以人教版探究二力平衡条件为例,在课堂上通过设疑引导,学生参与实验改进的过程,实现学生思维的延伸.
教学情境:在学习二力平衡概念后,提出问题.
师:我们知道力的三要素有大小、方向、作用点,物体受到两个力的作用处于平衡状态,那么这两个力从三要素上要满足什么条件呢?我们如何通过实验来探究这个问题?
在学生阅读课本和讨论后让两个学生上讲台选取器材,根据课本的提示组装器材,展示探究过程,并说明在两侧挂相同个数的钩码小车才能处于平衡状态,通过几组数据,填写课本表格,学生得出二力平衡的条件:两个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上(如图1).(实验过程中“两个力方向相反,作用在同一条直线上”,学生没有任何操作直接得出.)
师:刚才你们得到大小相等是根据两边相同钩码对小车的拉力相同得到的,那么两个力方向相反且作用在同一直线上你们是如何得到的?
生:通过观察和受力分析得到小车受到的力方向相反,而且作用在同一条直线上.
师:如何通过实验来探究两个力大小相等,方向不相反,或不作用在一条直线上,物体能否处于平衡状态呢?
学生通过讨论旋转小车让受到的力不在同一条直线上,看小车能否处于平衡状态,整个过程学生似乎感到很满意,问题得到解决.笔者此时在学生原有实验基础上添加了一个小的塑料钩码(如图2),并提出了问题.
师:从这个实验中可以看出,物体处于二力平衡时两个力大小也可以不相等呀!难道二力平衡条件错了?如果没有错,为什么会出现小车受到两个大小不同的力也可以处于平衡状态呢?(此处设疑目的是打破学生正常思维,让学生在认知中产生冲突,思维得到延伸.)
学生在感到疑惑后积极思考,有的学生提出是因为车子受到摩擦力,讨论后学生达成共识.
师:在这个实验中小车受到的摩擦力越大还是越小对实验影响小?
生:越小对实验影响越小.
师:根据生活经验我们如何减小小车受到的摩擦力?(由于摩擦力是下一节的内容,结合学生的前概念和生活中的物理常识解决问题,让学生感悟物理来源于生活.)
生:接触面越光滑小车受到的摩擦力越小.
师:但是在实际生活中不管接触面怎么光滑,只要小车接触地面都要受到摩擦力.如何不让小车受到摩擦力呢?
学生在一段安静思考后,提出了不让小车接触台面.笔者随即组装并撤去了平台(如图3).
师:撤去平台后,小车不受摩擦力的影响,但有没有其它的影响,如何改进?
生:受到车的重力影响,减小小车的重力.
笔者请学生上台选择器材,学生拿出泡沫取代小车,重新组装实验装置(如图4).然后引导学生可以忽略泡沫的重力影响.
师:刚才同学们主要靠观察得出二力平衡条件中的方向相反,作用在同一条直线上,那么下面能不能通过我们改进的实验,探究如果不满足其中的一个条件,物体能不能处于平衡状态.
通过学生的讨论和笔者的引导,操作了以下实验(如图5、6所示)
师:当两个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,物体就处于平衡状态吗?
笔者用剪刀把泡沫从中剪断,结果剪断的两个泡沫向两边运动?
师:这说明了什么?
生:这两个力必须作用在同一个物体上.( 演示实验形象直观的展示,学生加深了二力平衡时两个力必须作用在同一个物体上.)
最后由学生总结得出二力平衡的条件:作用在同一个物体上的两个力,大小相等,方向相反且作用在同一条直线上.
2 反思
教师把改进实验的过程作为一种学习资源渗透到教学过程中,通过问题设疑,引导学生积极思考,学生在原有的认知上产生思维冲突,使学生的思维得到延伸.学生在参与实验改进过程中学会思考,学会质疑,认识到实验探究不再是实验的简单展示.当看到共同改进的实验更完善时,学生不仅能更深刻地理解探究的问题,而且对实验有了新的认识,从中也体验到成功的乐趣,这就是学生创新思维的萌芽.
笔者在赞赏的同时对这些做法有进一步的思考,改进的实验和课本上的实验是相对独立的,学生对两个实验缺乏思维的对接.我们利用了改进的实验资源,却忽略了改进实验的过程本身也是一种更好的学习资源,如同传统物理教学中“重结果”而“轻过程”的做法.教学中教师如果能充分利用演示实验的改进过程,学生不仅加深探究过程的理解和思维的延伸,而且让学生认识到实验过程中存在的问题,同时培养学生的慎密的思维能力和创新能力.
1 实验改进中设疑引导学生思维的延伸
下面是笔者参加我市优质课比赛的教学片段,以人教版探究二力平衡条件为例,在课堂上通过设疑引导,学生参与实验改进的过程,实现学生思维的延伸.
教学情境:在学习二力平衡概念后,提出问题.
师:我们知道力的三要素有大小、方向、作用点,物体受到两个力的作用处于平衡状态,那么这两个力从三要素上要满足什么条件呢?我们如何通过实验来探究这个问题?
在学生阅读课本和讨论后让两个学生上讲台选取器材,根据课本的提示组装器材,展示探究过程,并说明在两侧挂相同个数的钩码小车才能处于平衡状态,通过几组数据,填写课本表格,学生得出二力平衡的条件:两个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上(如图1).(实验过程中“两个力方向相反,作用在同一条直线上”,学生没有任何操作直接得出.)
师:刚才你们得到大小相等是根据两边相同钩码对小车的拉力相同得到的,那么两个力方向相反且作用在同一直线上你们是如何得到的?
生:通过观察和受力分析得到小车受到的力方向相反,而且作用在同一条直线上.
师:如何通过实验来探究两个力大小相等,方向不相反,或不作用在一条直线上,物体能否处于平衡状态呢?
学生通过讨论旋转小车让受到的力不在同一条直线上,看小车能否处于平衡状态,整个过程学生似乎感到很满意,问题得到解决.笔者此时在学生原有实验基础上添加了一个小的塑料钩码(如图2),并提出了问题.
师:从这个实验中可以看出,物体处于二力平衡时两个力大小也可以不相等呀!难道二力平衡条件错了?如果没有错,为什么会出现小车受到两个大小不同的力也可以处于平衡状态呢?(此处设疑目的是打破学生正常思维,让学生在认知中产生冲突,思维得到延伸.)
学生在感到疑惑后积极思考,有的学生提出是因为车子受到摩擦力,讨论后学生达成共识.
师:在这个实验中小车受到的摩擦力越大还是越小对实验影响小?
生:越小对实验影响越小.
师:根据生活经验我们如何减小小车受到的摩擦力?(由于摩擦力是下一节的内容,结合学生的前概念和生活中的物理常识解决问题,让学生感悟物理来源于生活.)
生:接触面越光滑小车受到的摩擦力越小.
师:但是在实际生活中不管接触面怎么光滑,只要小车接触地面都要受到摩擦力.如何不让小车受到摩擦力呢?
学生在一段安静思考后,提出了不让小车接触台面.笔者随即组装并撤去了平台(如图3).
师:撤去平台后,小车不受摩擦力的影响,但有没有其它的影响,如何改进?
生:受到车的重力影响,减小小车的重力.
笔者请学生上台选择器材,学生拿出泡沫取代小车,重新组装实验装置(如图4).然后引导学生可以忽略泡沫的重力影响.
师:刚才同学们主要靠观察得出二力平衡条件中的方向相反,作用在同一条直线上,那么下面能不能通过我们改进的实验,探究如果不满足其中的一个条件,物体能不能处于平衡状态.
通过学生的讨论和笔者的引导,操作了以下实验(如图5、6所示)
师:当两个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,物体就处于平衡状态吗?
笔者用剪刀把泡沫从中剪断,结果剪断的两个泡沫向两边运动?
师:这说明了什么?
生:这两个力必须作用在同一个物体上.( 演示实验形象直观的展示,学生加深了二力平衡时两个力必须作用在同一个物体上.)
最后由学生总结得出二力平衡的条件:作用在同一个物体上的两个力,大小相等,方向相反且作用在同一条直线上.
2 反思
教师把改进实验的过程作为一种学习资源渗透到教学过程中,通过问题设疑,引导学生积极思考,学生在原有的认知上产生思维冲突,使学生的思维得到延伸.学生在参与实验改进过程中学会思考,学会质疑,认识到实验探究不再是实验的简单展示.当看到共同改进的实验更完善时,学生不仅能更深刻地理解探究的问题,而且对实验有了新的认识,从中也体验到成功的乐趣,这就是学生创新思维的萌芽.