巧设演示实验突破思维难点お

柯厚红

为了帮助学生巩固所学，活化有关知识和技能，同时也为了帮助学生提升思维能力，促使其科学方法的形成，高中物理教学中会安排一些习题课.然而，教学实践却发现，习题课以做题讲题为主，容量极大，因此整个课堂呈现出气氛压抑、学生疲于应付的场景，在这样的教学环境下，学生学习效率较低，他们对习题课产生排斥心理，教师也感到习题课越来越难上.笔者在教学中，将演示实验巧妙融入习题教学，将抽象、枯燥的物理习题以具体而生动的形式呈现出来，突破习题教学的难点，收效较好.

1以鲜活的实验现象活跃课堂气氛，激活学生思维

习题课主要是促使学生对已学内容进行进一步的认识，学生会因为缺乏新鲜感而感到枯燥乏味，这也直接导致了习题课气氛压抑，学生思维趋于停滞的原因，这也是习题课效率难以提升的原因所在，因此教师必须要优化教学设计，依托于物理习题，创设鲜活的物理认知情境，在活跃课堂氛围的同时，也充分激活学生的思维，进行恰当的物理实验就是一个有效的手段.

例题中国武术中有“四两拨千斤”的巧妙功夫，生活中我们也可以做这样一个巧妙的实验“一指断铁丝”：取两根较长的木条，中间通过铰链将其连接，构成人字形支架，再选用两个硬木块加工成L型底座，并在其拐角处垫上铁片，下端钉上挂钩，如图1所示组装之后，将铁丝挂在挂钩上，用手指下压人字形支架的上端，铁丝立即被拉断，请解释其中的物理原理.

分析上述问题是帮助学生理解“力的分解”而进行设计的.教学过程中，如果教师只是就题论题，引导学生从力的分解出发，结合平行四边形法则画出力的分解示意图，并通过几何关系进行讨论，问题自然迎刃而解，但是学生也就是明白了这个题目怎么处理，力的分解起到怎样的作用，效果仅此而已.

实验设计笔者认为例题的题设条件本身就是一个现成的实验，在实际教学中，教师就应该将相关器材搬到教室（如图2所示），引导学生自己进行实验操作，具体进行时，可以分成两步：第一次按照题目中原始情境，选用较长铁丝，使人字形支架的顶角尽量大于160°，演示出“一指断铁丝”的场景，在学生对情境有所认识之后，引导学生从平行四边形法则的角度来解答本题；第二次给学生提供较短的铁丝，使得人字形支架的顶角在90°左右，再让学生用力下压铰链，铁丝却没有被拉断，这是学生的问题意识被激活：为什么前后两次实验结果不一样呢？教师启发学生在思考和讨论中完善有关内容的认知.

2以具体的实验现象突破学生认识误区，提升思维品质

学生处理习题时，往往会从自己的知识经验和思维习惯出发来分析并解决问题，这样的处理方式带有浓重的感性色彩，有时他们的经验认知与问题相符，则相应的处理会引导他们得出正确的结果；如果学生的经验是不相符的，就会导致认知的负迁移，在一定程度上干扰他们对问题的处理和能力的提升.面对这一情形，笔者认为，结合习题设计相应的实验，可以帮助学生突破认知误区，以全新的视角来审视问题，进而帮助学生将感性认知提升到理性的高度，让他们在探究问题本质的同时，提升自我的思维品质.

例题如图3所示，将一个铁块放置于长木板上，现将木板的一端缓慢抬起，请问该过程中铁块所受摩擦力的大小会发生怎样的变化

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A.摩擦力随着木板倾角θ的增大而减小

B.摩擦力随着木板倾角θ的增大而增大

C.随着木板倾角θ的增大，摩擦力先减小后增大

D.随着木板倾角θ的增大，摩擦力先增大后减小

分析学生在处理本题时，会出现两类思维误区：一是始终将摩擦力定位为静摩擦力，则随着倾角θ的增大，铁块下滑趋势愈发明显，则静摩擦力越来越多，选择B项；二是随意套用滑动摩擦力的计算公式 ，认为倾角变大的过程中铁块与木板间的挤压减小，因此摩擦力减小，选择A项.这两种错误的根源在于学生没有用发展的目光来看待物理过程，亦或他们对相关物理情境缺乏直观的认知，使得他们对某些结论或公式进行机械化的套用，甚至是滥用.因此教师在有关问题处理时，不仅仅要纠正学生对问题解答的错误，更要转变学生分析问题的基本观念，引导他们纠正处理问题的思维习惯.

实验设计教师可以通过实验将相似的情境呈现出来，引发学生经验与实验场景的认知冲突，促使他们自发地形成正确的认识.实验的操作很简便，教师可这样来启发学生进行实验：“请同学们帮我来设计一个演示实验，用什么来代替木板，用什么来代替铁块，请就地取材？”上述提醒只需点到为止，学生很快就有了思路：有的学生将自己的板凳面板当做长木板，用文具盒当做铁块，逐渐抬起一端，进而演示相关现象；也有学生用文具盒代替木板，将一块橡皮放在上面类比为铁块；……学生的思维一旦被打开，他们的想法可谓是层出不穷，通过实验，他们很快明确了物理过程——倾角逐渐变大的过程中，铁块起先与木板相对静止，即铁块受到静摩擦力；后阶段铁块下滑，即铁块受到滑动摩擦力，因此结论应该是D.通过实验的操作，学生不仅找到正确的答案，而且他们在对实验的体验过程中也发现，不同的物品却演示出相同的实验结果，让他们又一次感悟到物理规律的普适性.

总之，习题课教学过程中，教师巧妙地设计演示实验，灵活创设物理情境，有助于形成轻松活泼的课堂氛围，并能有效激活学生的思维，大幅降低问题处理的难度，进而避免物理教学陷入题海战术的泥淖.