高中物理对比实验教学探讨

徐荣兵

(江苏省南京市临江高级中学,江苏　南京　211100)



高中物理对比实验教学探讨

徐荣兵

(江苏省南京市临江高级中学,江苏南京211100)

摘要：具有对比功能的物理实验能有效激发学生的学习热情和探究精神,创设有效学习的物理情境,突出物理本质特征,让学生的学习更具有主动性和高效性,让学生主动建构新的知识体系,促使学生主动实现所学知识的重构和再生,充分开发对比演示实验,会让物理教学更具生动性、趣味性.

关键词：高中物理；对比实验；激发求知欲;创设情景;揭示规律

中学生对外界已经具有一定的认知能力和判断能力,也常带有“闭锁性”的心理特点,这种“闭锁性”常表现为思维的独立性和批判性较弱,从某种角度讲,它对教学起着一定的阻碍作用.如何破解这种“闭锁性”，打通知识传输的通道?若在教学中加强对比演示实验的应用,可以揭示物理现象与原有经验之间的矛盾,对原有经验进行质疑、批判,从而加强对新知识的理解和接受.有经验的老师会在教学的环节中,有针对性地创设对比实验,解决“闭锁性”心理问题.

1对比实验能激发学生的好奇心和求知欲

心理学认为兴趣是产生动机的重要条件.一些有趣的对比实验极易唤起学生的直觉兴趣(好玩),从而逐步过渡到操作兴趣(想动手做一做)和因果兴趣(想知道为什么),因此当学生的思维处于兴奋状态时,易调动非智力因素参与教学.

例如：讲述冲量知识时，可以播放某部电影片段,甲不慎从高空坠落后吊在空中,乙也正在下落,如图1所示,其中有段绳即将断裂,请问会是哪段绳?让学生猜想并发表各自看法.

学生动手做实验:如图2所示,c和d为两根相同的细绳,现无初速释放B球,d绳绷紧瞬间,c和d中只有一根绳会发生断裂,到底是c还是d会断裂?

在学生猜想过程中,绝大多数学生认为c绳需要承担两个球的重量,而d绳只需承担一个球的重量,因此c绳应该断裂.而实际实验中却是d绳出现断裂,这实验现象和学生原有的认识水平产生强烈冲突,这种冲突会激发学生去想弄明白这是为什么,在此情景下去讲授动量和冲量就起到事半功倍的效果.

2对比演示实验能创设物理情景

学生在建立物理概念过程中,往往要借助于感性材料,尤其是能产生对比思维冲突的感性材料,以激发学生的探究欲望,对比实验能为学生创造一个获得感性材料、认识物理规律的环境.主要操作流程是：让学生先作出判断,然后再用实验验证,当实验现象出乎学生的意料时,直觉的判断与实验事实产生强烈对比,必然引发学生去积极思考.

在进行“自感”的教学中,自感现象不易观察到,可采用“千人震”演示.先用四节干电池串联,问学生：有没有人敢用手直接同时接触电源的两极?心里素质差的、有心脏病的不宜做这个测试.

学生平时经常接触电池,知道没有危险,但听老师这么一说,又有点犹豫,有几个大胆的学生上台来测试,结果没有任何不舒服的感觉,高中学生明白36V是安全电压,当然4节干电池奈何不了他们.这种情景的建立是后续教学的必要铺垫.

老师接着问：如图3所示,把一个日光灯的整流器L与四节干电池、开关连接成电路,其中在开关两侧再接出两条线A、B,如果让哪位同学两只手分别同时接触A、B时,先合上开关,再打开开关,那又会有什么感觉呢?仍然建议心里素质差的、有心脏病的不宜做这个测试.

图3

有前面实验的铺垫,很多同学已经对4节干电池很安全深信不疑,纷纷要求上讲台做测试.测试开始：让测试学生双手同时接触A、B,合上开关,问学生：有没有触电的感觉?然后告诉全体学生,如果我现在打开开关会有什么奇迹发生呢?学生依然泰然自若,老师说：现在让大家见证奇迹的时刻到了.然后打开开关，瞬间被测试同学叫着跳了起来，并用力甩出电线,下面所有同学被这突如其来的现象深深吸引,这种教学情景激发了学生强烈的求知欲,再进行自感知识的教学,就会水到渠成.

再如“全反射”、“临界角”等概念教学：将两个光亮的铁球出示给学生看,将一个铁球浸没在盛有清水的烧杯中,用台灯从侧面照射.为什么铁球光亮如初?画出大致的光路图.再将另一个铁球置于烛焰的内焰进行熏制,全部熏黑后,将熏黑的铁球也浸没在盛有清水的烧杯中,在水中熏黑的铁球变得比原先浸入的更亮．

这时,学生大惑不解,接着教师引入“全反射”、“临界角”等概念,学生就会更加主动地去学习.实践表明,这样前后对比强烈的实验现象更能引起学生的思维活动.

教学中实验不在于多,而在于实验能否真的牵动学生的思维,即实验能否让学生直面错误概念,引发认知冲突.

3对比演示能揭示物理的本质规律,让模糊概念清晰化

对于抽象的物理知识，学生能理解、难体会,往往让学生有不痛不痒的感觉,学生无法发现物理规律的本质,往往在了解物理规律后采用记忆的方法,让物理规律呈现出片面化、模糊化特征,只有让学生有亲身感受才能有利于教学的开展.

在“惯性”知识教学中,学生难于理解任何物体都具有保持原来运动状态的性质,往往只是简单的模仿解释生活现象.如图4所示,在小车上的容器B里放一铁球A.

图4

(1) 当小车由静止突然启动时,A球会怎样运动?为什么?

(2)A、B匀速运动时,小车突然停止运动,A球会怎样运动?为什么?

假如在B容器中灌满水,A为一气泡：

(1) 当小车由静止突然启动时,A气泡会怎样运动?为什么?

(2)A、B开始做匀速运动,小车突然停止运动,气泡A会怎样运动?为什么?

假如把B容器中灌满水,A为一铁球：

(1) 当小车由静止突然启动时,A球会怎样运动?为什么?

(2)A、B匀速运动时,小车突然停止运动,A铁球会怎样运动?为什么?

在不同情境下,A物体有不同的相对运动,深究其原因就能使惯性概念清晰化.教师设计情境让学生体验,参与课堂教学,让学生成为概念学习的主人,让学生真正参与到概念的建构过程中来,这才是提高效率的关键.大量做题无法让学生体会到学习物理的快乐,更无法提高物理能力,速成的东西只能昙花一现.

恰当地运用对比演示实验,可以把知识技能的学习和培养学生的观察能力、抽象思维能力、思维创造能力以及科学态度有机结合起来,可以逐步提高学生观察问题、分析问题和解决问题的能力.充分开发对比演示实验,会让物理教学更具生动性、趣味性,使学生从畏学变为乐学.

参考文献：

[1] 薛俭.设计生活化实验转变浮力前概念[J].物理之友,2015,31(6).

[2] 黄宝珍.物理实验教学策略初探[J].物理之友,2015,31(6).

[3] 陈圣宇，王爱生.备好物理实验的探讨[J].物理之友,2014,30(2).