追寻初中物理课堂的理想境界

2018-07-12

物理之友 2018年6期

关键词：凸透镜木块卡片

(1. 江苏省宝应县实验初级中学，江苏　扬州　225800;2. 江苏省沛县实验学校，江苏　徐州　221600)

每次给初二的学生上第一堂物理课的时候，都要告诉学生什么是物理，怎样学物理，学物理有什么用。但是每次笔者说的都是同样的话，学生每次听起来都是一脸的迷茫。随着教学经验的不断积累和钻研，笔者也有了更多的思考。

现在，笔者是这样给学生介绍的：物理即悟“物”明“理”，探究事“物”的内在规律或道“理”。

笔者认为物理课堂应该做到培养学生的学习兴趣，激发学生的探究欲望，开启学生的心灵之窗，这才是学生所需要的理想课堂。为此，本文用三个语气词“咦”“啊”“哦”来阐释学生心目中的理想课堂应该达到的三个境界。

1　“咦，这么神奇？”——培养学生的学习兴趣

常说兴趣是最好的老师，物理课上应该如何培养学生的兴趣？首先还是得从一堂课的引入入手，好的开始等于成功的一半，一堂物理课如果引入很精彩，能够吸引学生，能够激起学生探究的欲望，那么，这堂课也就成功了一半。

图1

物理是一门以观察和实验为基础的学科，生活性、实践性很强。在引入环节，教师如果能通过小实验，创设“神奇”的物理情景，让学生看一看、做一做，就能让学生一下子兴奋起来。

比如，笔者在“探究凸透镜成像规律”的教学中，将凸透镜置于烛焰和白墙之间(如图1)。“咦”，白墙上也有一个“烛焰”，还是倒的“烛焰”。不等教师提问，学生们就把他们看到的现象说出来了，课堂一下子就活跃起来了。接着，笔者又将手中的凸透镜慢慢地向上移，再慢慢地向下移。在移动的过程中，所有同学都屏住呼吸，认真地观察着，目光随白墙上的“烛焰”一起移动；最后，笔者保持凸透镜不动，再将烛焰慢慢地向上移，再慢慢地向下移。引导学生再次观察白墙上的“烛焰”移动的方向。在学生观察的基础上，笔者告诉学生，你们看到的墙上倒立的“烛焰”是真实烛焰通过凸透镜后所成的实像。

学生从刚才的两次观察中很容易得出：只上下移动凸透镜时，墙上的像与凸透镜移动的方向相同；只上下移动烛焰时，墙上的像与烛焰移动的方向相反。为什么移动的情况会不同呢？学生进一步学习的欲望一下子被激发出来了。

有个学生还提出：“如果让凸透镜在烛焰和白墙之间前后移动，又会发生什么变化呢？”于是，笔者邀请这位同学上讲台来和笔者一起探究，对他说：“我来做你的助手吧，你要老师怎样配合你呢？”他说：“老师，你拿着蜡烛不动就可以了”。在笔者的配合下，只见他将凸透镜从靠近烛焰的地方一点一点地朝白墙方向移动。当墙上渐渐的出现一个很大的模糊的倒立的像时，同学们再次兴奋起来。继续移动，这个像便渐渐清晰起来了。接着，笔者告诉学生刚才看到的模糊像的位置并不是真正的像的位置，实验时一定要等到像最清晰为止。当这位同学以为实验到此结束，准备离开讲台的时候，笔者一把抓住他。只见他惊讶地看着笔者，呆住了。笔者笑眯眯地问他：“就这样啦？凸透镜和白墙之间还有好长的一段距离，为何不继续移动呢？”他很不情愿地接过凸透镜，从靠近烛焰的地方开始，继续实验。很快白墙上重新出现了清晰的倒立放大的像，继续移动，像模糊了，消失了，但不久白墙上好像又出现了烛焰的轮廓，慢慢地清晰起来了。“咦，像怎么变小啦？”课堂又一次出现了高潮，大家议论纷纷。不一会儿，所有的目光都看向了笔者，期待着笔者能给他们做出解释。

笔者稍作停顿后告诉学生：“凸透镜既能成倒立放大的实像，也能成倒立缩小的实像，还能成倒立等大的实像。刚才通过实验我们已经看到，凸透镜成什么样的像与距离有关。我们将烛焰到凸透镜的距离叫物距，光屏(白墙)到凸透镜的距离叫像距，这堂课的任务就是通过实验探究找出凸透镜成各种不同像时物距、像距与凸透镜焦距的关系。”

“咦，这么神奇！”在物理课堂上，如能经常呈现神奇的物理现象，不断给学生带来惊喜、惊讶，就一定能极大地调动学生的学习积极性，激发其探究的欲望。这就是物理课堂的魅力所在，也是很多学生爱上物理的原因。

2　“啊，还可以这样？”——激发学生的探究欲望

在物理教学中笔者不太赞成预习，因为学生看过书以后，往往就会对课堂上老师的问题缺少思考的过程，不利于培养学生的物理核心素养。物理课堂应该是原生态的，应该是在教师的引领下，师生共同探究。物理课堂应该有惊喜、有惊讶，总在教师预料之中的、平铺直叙的课堂是掀不起涟漪的，长此以往，学生就会慢慢失去学物理的兴趣。

在实验探究环节，最关键的是针对要探究的问题，让学生自己设计出探究方案，并能对各种不同方案的优缺点进行评估，从而选出最佳的方案。

图2

在探究“二力平衡条件”的实验之前，笔者先让班上的一对双胞胎姐妹一个在门前，一个在门后，分别沿水平方向拉着门上的拉手且要求她们保持门静止不动(如图2)。通过观察，告诉学生，这对双胞胎姐妹分别作用在门上的两个力就可以看成是一对平衡力。接着，笔者让姐姐改变力的大小(先增大后减小)，要求妹妹始终做到让门静止不动。问妹妹：“在姐姐改变力的大小的时候，你作用在门上的力大小如何变化？”妹妹说：“当姐姐的力增大时，我的力也要跟着增大；反之，当姐姐的力减小时，我的力也要同时减小，才能使门保持静止不动。”根据平衡时两个力“同大同小”的特点，有的同学猜想：这两个力的大小应该相等。也有同学猜想：如果姐妹俩朝同一个方向用力，门肯定不会静止，所以，平衡时两个力还必须反向。同学们还提出了其他的一些猜想。“要想知道我们刚才的猜想是否正确，接下来应该怎么做呢？”同学们异口同声地答道：“做实验。”这就是笔者在实验探究前经常做的事——让学生先体验，通过体验提出自己的猜想。

笔者说道：两个力满足哪些条件才能使一个物体处于平衡状态呢？我们应该从影响力的作用效果的三个要素，即力的大小、方向、作用点去考虑。刚才我们只是初步探究了二力平衡的条件，要想使研究更加科学、规范，在实验室中，我们又该怎样去探究呢？请同学们大胆想象，设计出自己的方案。

经过一番交流和讨论后，同学们设计出了以下三个探究方案，然后让各个小组说明自己设计的理由，请其他小组对该小组的方案进行评估。

方案一：以木块为研究对象(如图3)。

图3

理由：用砝码提供拉力，在图3甲左右两盘中放入质量相等的砝码，木块静止；在图乙两盘中放入质量不等的砝码，木块不能静止；将图丙中的木块扭转一个角度，使木块两端的绳子不在同一直线上，则小木块不能静止，最终要恢复到原来的位置，直到两端的绳子重新处于一条直线上。

评估：由于木块与桌面之间存在摩擦，因此，即使左右两盘中的砝码不相等时，木块仍然有可能静止。在丙图中被扭转一个角度的木块也较难恢复到原来的位置。

方案二：以小车代替木块作为研究对象。

理由：在该方案中用小车代替木块，变滑动为滚动，大大减小了被研究的对象与桌面之间的摩擦，便于更准确地研究两个力的大小关系。

评估：在研究“不在同一直线上的两个力能否平衡”时，小车要恢复原状，小车与桌面间的摩擦仍然属于滑动摩擦，小车还是较难恢复到两个力共线的状态。

方案三：以小卡片代替小车作为研究对象(如图4)。

理由：小卡片悬空，不与桌面接触，消除了摩擦力对被研究对象的影响。

图4

评估：没有了桌面的支撑，小卡片会由于自身重力的原因而使两边的绳子很难在一条直线上。对于这个问题，我们可以采用质量很小(忽略重力)的小卡片，以减小自重的影响；或适当增加两侧绳端的钩码，使钩码重远大于卡片重，也能减小卡片自重的影响。在研究“不在同一直线上的两个力能否平衡”时，不仅可以通过旋转小卡片以达到两个力不共线的状态，还可以采用向上或向下拉动小卡片的方式使小卡片两端的力不在同一直线上，使实验结论更具有普遍性。同时，该方案还能研究二力平衡是否要“同体”这一条件，方法是：将小卡片用剪刀沿中间剪断，两端的绳子将分别拉着两个剪断后的小卡片各自向相反的方向运动。

在实验探究环节，可以尽量设计比较接地气的方案，让学生用身边的、生活中的一些物品先来体验探究，使他们觉得实验探究原来如此容易。也可在体验的基础上设计出不同的探究方案，并能对不同的实验方案从多个维度进行评估，从而优选出最佳的探究方案。

“啊，还可以这样？”让学生在感叹中敬佩老师和同学、欣赏自己，学生怎么会不喜欢探究呢？

3　“哦，原来如此！”——开启学生的心灵之窗

带着问题去学习是较有效的学习方式，当学生脑海里有问题时，自然而然会产生学习的欲望。这样做目标明确，学生注意力容易集中。

比如：笔者在进行“动能势能机械能”的教学时，先用高速公路上的限速标志牌抛出问题：为什么对不同的车辆会有不同的限速要求？然后，通过两个实验分别探究动能与速度、质量的关系。由图5甲探究可知：将质量相等的A、B两球从同一斜面的不同高度由静止释放，分别撞击位于同一水平面上的同一木块，由于B球的初始高度高，所以B球到达斜面底部时的速度大，B球将木块撞击得远，对木块做的功多，说明B球具有的动能大。进一步分析得出：质量一定时，速度越大，动能越大。