课堂实验教学中的几个创新小实验

2012-01-23尹庆丰

物理通报 2012年7期

关键词：器材笔者实验教学

尹庆丰

(常州市武进区礼嘉中学江苏常州 213176)

韦叶平

(江苏省前黄高级中学江苏常州 213161)

笔者尝试在新授课教学中追求“凤头、猪肚、豹尾”式的优秀课．当然，也不可能在每节课的头、中、尾都处理的精妙绝伦，但我们可以先在某一个环节尽量追求完美．

下面就近期开设的示范课、评优课为例，阐述笔者对课堂实验，特别是贯穿于整个课堂教学而自主开发的创新小实验的理解和应用，望能对课堂教学起到画龙点睛之妙．

1 凤头——开头引人入胜

“上节课我们主要学习了……这节课我们将要继续学习……”这是最简单的传统式的新课引入方式．笔者发现，课堂开始，学生思维的集中性、敏锐性欠佳，且教师引入课题的指向性不明确，这些都造成课堂的引入成为摆设或形式，收效甚微．

新引入方式：小故事(物理学史)引入，学生颇有兴趣，能够将学生的思维迅速拉向课堂，接近主题；歌曲引入，在“宇宙航行”一课开始前的预备阶段播放歌曲《隐形的翅膀》，问：给你一对翅膀，你将飞向何处？视频引入，在“超重和失重”一课，播放视频“神舟七号发射、杨利伟在太空演示失重现象”．这些给学生听觉和视觉上以冲击力，效果较好．

笔者在教学中，刻意追求以“动手”实验的方式引入，注重培养学生观察能力的同时，训练其实际操作的技能．在评优课“牛顿第三定律”上课前，笔者引导学生鼓掌欢迎前来听课的教师．问：鼓掌时左手感受到右手施加力的作用，那么右手有什么感觉呢？直接点题“作用力和反作用力”，且与教学内容“亲密接触”，效果显著．名师工作室展示课“平抛运动”，笔者让学生用事先发下的废纸折纸飞机，并抛出去．问：抛纸飞机的运动是抛体运动吗？为什么？学生在体验童趣的过程中学习物理知识，顿时兴趣高涨，课堂气氛浓烈．再问：怎样改进后就是抛体运动？(答：将废纸揉成尽量小的纸团．)这样，容易理解抛体运动的实质，记忆尤为深刻，而且自然引出平抛运动这一特例．对平抛运动进行定量计算是Ⅱ级要求，即要理解和应用．笔者让学生代表玩Flash小游戏“飞机投弹”(如图1)，游戏画面直接投影出来．其他学生也跃跃欲试，但屡试屡败．笔者引导他们要能够准确击中逃跑的敌舰艇，必须经过计算才能提高命中率．学生有了成功的渴望，学习的劲头、效率和效果自然也非常好．课堂接近尾声，笔者让学生根据给定的数据，计算出投弹的最佳位置，果然百发百中，本节课的教学效果显而易见．

图1 飞机投弹游戏

笔者认为，教师不应成为实验的操纵者，学生也不该是围观者．教师要为学生创造条件，引导学生积极思考，仔细观察，主动操作．这样，给学生带来视觉上的冲击和行为上的冲动，但所设计的实验要足以激发学生的“新”奇心，而且课前实验所占用的时间不宜过长，过程不宜复杂，它的主要作用是烘托氛围，引入新课．

2 猪肚——中间内容充实

新课教学中的课堂实验，可以通过明显的实验现象引发思维冲突，通过深层次的分析达到理解知识，加深印象的目的．在讲解“牛顿第一定律”时，常做的一个简单实验是以一定初速度在讲台上滑动的粉笔盒逐渐停下来．这个实验简单也不算创新，但做与不做的效果极然不同，它的最大优点在于利用触手可及的物体充当实验器材做实验，而且引起学生的思维碰撞“物体不受力便要停止运动”这一错误观念．

“以卵击石，蛋碎瓦全”，在讲解作用力和反作用力特点时经常提到，但很少有教师在课堂上演示．笔者将之搬到了课堂，面对简单的操作和明显的现象，没有人感到幼稚，反而增添了课堂教学的趣味性和有效性，而且在评课中，专家将这一实验作为本节课的一个亮点提出．故而给笔者启发，什么是创新实验？有效运用前人没有去做的简单实验，且能实现教学目标的小实验也是创新实验的一种．

“用身边的器材做实验”一直影响着笔者课堂实验教学的风格．一方面，实验室里传统的实验器材往往体积较大，有的还需要连接电路，如探究平抛运动竖直方向分运动的特点时，经典的实验器材是竖落仪，除器材本身不宜携带外，还需要学生电源等辅助器材，特别是给到外校借班上课的教师带来诸多不便；另一方面，改进后的竖落仪(如图2)虽然克服了这一困难，但很多学校的实验仪器更新不及时，造成实验教师想用但没有仪器的苦恼．即使有，数量也有限，仅能在课堂上做演示实验，不能实现学生亲自动手做实验的目的．笔者在设计这个实验时，力求器材简单、操作方便、现象明显、全员参与．能否用左手两个手指轻轻夹住两个物体，右手弹出其中一个物体做平抛运动，同时剩下的这个物体做自由落体运动(如图3)．笔者试了很多身边的小物体，最终锁定用“竹”材料制成的象棋棋子，其特点是质量适中；表面涂了一层很薄的油漆，较为光滑；超市大量供应，为分组实验提供条件．

课堂教学中，针对这一知识点的讲授，笔者主要采取了以下步骤：

图2 改进后的竖落仪

图3 用身边的器材做实验

理论探究→学生猜想(频闪照相)→教师创设条件(每组同学一对象棋)→学生设计实验(多数同学提出自己的做法：两个同学合作，一个同学水平抛出一个象棋，同时另一个同学同高度使另一个象棋做自由落体运动，从而作出比较．)→教师肯定、引导、改进→学生分组实验．

巡视课堂，实验很成功．观摩教师大加赞赏，象棋子也能做实验，而且设计巧妙，课堂实验对课堂教学的辅助作用表现的淋漓尽致．

新课程强调以人为本的教育理念，教师要根据学校和学生的实际，设计富有个性化的课堂实验．多让学生讲述自己的设计原理和方法，亲身经历探究过程，课堂气氛也会积极主动、开放活跃．在教师的表扬和自身的改进下，学生不仅学到了知识，也体会到探索的喜悦和创新的乐趣．

3 豹尾——结尾简洁有力时空延伸

新课程明确指出要培养学生的实践能力、探索精神和创新意识，那么除了在课堂教学中使学生多动手，尽量将演示实验转变成学生参与的分组实验，将验证性实验设计成探究性实验，教师也要引导学生，创造条件，鼓励学生通过自主学习、合作学习完成课外实验探究．

在“牛顿第三定律”课堂教学的尾声，笔者将物理教学引申到社会生活实际．学生较容易理解汽车在启动以及行驶过程中，地面给主动轮向前的摩擦力即动力，但很难理解汽车同时给地面向后的摩擦力．笔者在讲台上平行放置了大约数十根玻璃棒(减小摩擦)，其上是泡沫板，将放在泡沫板上的电动玩具小车后轮(主动轮)提起，启动后发现车身与板均不动；放下后轮，按下启动按钮，台下惊呼——车前进，而板同时也后退了．本节课的主题“作用力和反作用力”这一教学难点便迎刃而解．但笔者认为并没有结束，提示他们进一步挖掘其中的物理知识，如这一对力的特点(性质、大小、方向等)，认识汽车运动的一些力学知识(主动轮和从动轮、两种启动方式的比较、生活中的运用，如防止打滑等)，课后写一篇相关的科技小论文，留给他们课后探究的空间．

“追寻守恒量”一课，笔者和很多教师一样，提到了似乎违背能量守恒的“怪坡现象”．但笔者改变了教学方法，观看视频后让学生猜想原因→从侧面观察实验(如图4)，发现圆锥体的确是从斜面的底端向上滚(说明：下一课时再让学生仔细研究装置结构)→准备器材→课后探究如何设计实验：使玻璃球由静止沿玻璃棒从较低的一块橡皮向较高的橡皮

运动→课后学生经过合作探究，成功完成了实验→找到了本质原因：看似向上运动，但小球的重心实际是下降的，重力势能向动能转化．