常态化教学中也能绽放思维火花

路喜锋

摘   要：在一些公开课和比赛课中，老师们常常经过精心的准备和利用先进的仪器来展示一堂质量高氛围好的示范课，由于时间和精力的限制這样的课在常态化教学中很难展示给学生，因此常态化教学的设计才是真正决定是否可以提高学生的物理学科的核心素养。本文主要阐述了在常态化教学中针对突发事件的非常规处理结果而看到了不一样的教学效果。

关键词：演示实验;数据处理;数学推导;有效值; 科学思维

物理是一门以实验为基础的学科，实验既能使学生对物理产生浓厚的兴趣，又是教学的一种辅助语言，能够使学生更形象直观理解物理定理、定律。课堂演示实验是一节物理课最精彩部分，也是学生注意力最集中的时间段。作为教师在课堂演示中最想提高实验的成功性，只有可靠成功的实验才可以对物理定理、定律提供有力的支持，更能引起学生对所讲内容的信任，有利于学生的知识掌握;作为学生最却很希望看到课堂演示实验的失败而不是实验的成功，因为实验失败了会看到老师尴尬的场面并能当成他们课后聊天的话题， 作为教师也可偶尔抓住学生的这种心理来提升课堂教学效果。

1  利用“错误”数据逆向思考，激发求知欲望

以下是验证玻意耳定律过程中一次“失误”的操作对课堂产生的影响。

1.1  利用DIS实验过程

实验过程中把封闭在注射器内空气看成一定质量的理想气体，注射器和压强传感器的测口通过软管紧密连接，拉动注射器活塞来改变体积并记录体积V（传感器与注射器连接的软管内大约有1 mL气体，因此V应该是注射器的读数+1 mL），同时压强传感器测出注射器内气体压强并记录压强P（实验数据如图1所示）。

1.2  发现问题并进行验证

但是在记录第四组体积数据时无意中漏掉了传感器与注射器连接的软管内大约1 mL的体积。还好班上几个细心的学生及时的指出这个”失误”的数据。而此时笔者并没有按照教案预设的内容去修改这个数据，反而让班级同学去思考如果就采用这个数据继续做实验会得到什么样的结果？班上同学先是一愣（因为物理实验课上也从未用过已知错误的数据）这不是在浪费时间吗？顿时整个班级炸开了锅，那些平时对物理毫无兴趣的同学也参与到激烈的讨论中，最终大部分同学都能够分析出：如果以P为纵坐标，以1/V为横坐标，得到的是一条倾斜的直线，其它的点都应该在一条直线上，由于第四组数据的错误导致对应的点会明显的偏离直线。

1.3  教学感悟

当启动“ 绘图”功能，设定相应的x轴y轴得到如图2所示的图象时，学生又激动又兴奋，兴趣大增，从学生们欣喜目光中体会到一种很难得的成就感，如一道闪电照亮了学生的思维。无论是基础好的学生还是基础薄弱学生，都能获得新的收获和体会。对于课堂上这个“失误”的演示实验没有及时的去更改，反而将这个”失误”进行到底。课后回想起来也有点后怕，万一得不到我想要的课堂效果那么不仅会失去演示实验的可信度，也对老师的权威性大打折扣，最终从实验的结果可以看出这个冒险是值得的。以这个“失误”的实验为契机笔者认为至少让学生在对实验数据处理有了全新的认识，处理实验数据时采用建立座标画图象不仅能够直观地发现错误的实验数据，更能够最大程度的减少实验误差，也可以使学生很自然地接受在其它物理实验中利用图象来处理问题。例如用单摆测重力加速度实验处理数据为什么要采用以周期T2为纵坐标以摆长L为横坐标画图象（如图3），测电源电动势和内阻实验为什么要采用以路端电压U为纵坐标以电流I为横坐标画图象（如图4），而不是通过公式联立方程求解得到结果。

有句台词是“用谎言去验证谎言你得到的一定是谎言”，而在物理实验中有时用错误的数据去验证结果，或许我们收获的会更多。人们常说：“垃圾是放错地方的宝贝”，如果我们能够从这样的视角来看待实验教学中的失误，那么失误、错误就是一个值得深度开发的教学资源[ 1 ]。这种资源要发挥真正的教育价值，教师必须具备随机处理问题的能力，要学会判断，学会取舍，让常态课因“失误”而更精彩。

2  利用数形结合注重过程，提升对物理概念的理解

常态课不仅仅通过实验可以绽放思维火花，借助于其它方法、手段也可以在常态课上触碰学生心灵，以下是笔者在课堂上讲解交流电时的教学过程。

2.1  根据学生课堂反应及时调整教学内容

当照如图5所示的模型推导出交流电的瞬时值e=Emsinωt，学生很自然的明白什么是交流电的最大值，但当笔者按照教材直接给出I有=还没有来得及说出适用条件时，班级有几个很好问的学生立刻提出为什么有效值和最大值之间是而不是其它关系？这个关系是通过实验测出来的吗？此时笔者并没有按照教案中预设的那样告诉学生凭我们现有数学知识无法证明只能记住这个结论，反而在一时冲动下告诉学生用他们所学的数学知识帮助笔者一起尝试的完成证明。没想到全班学生大喊好，以下是笔者在部分学生的帮助下用数学知识做的一次证明。

2.2  建立模型利用微积分推导过程

如图6所示电流随时间变化，按照交流电有效值定义有：

即当t=T时：

2.3  教学感悟

当I有=结果呈现在黑板上时，班级学生立马鼓起了热烈的掌声，这个掌声不仅仅是学生对笔者的认可，也是学生对自己在这节课堂上收获的一种肯定。这个推导过程花费了课堂将近四分之一的时间，或许班级有半数的学生由于数学知识欠缺而听的懵懵懂懂的，或许这个推导过程过不了几天学生们都忘记啦，但笔者坚信只要让学生经历这么一个推导过程，学生不仅会对有效值的定义和I有=适用条件有了更深刻的理解，也学会了对其它形式的交流电有效值推导方法，也更好地理解时间t为什么一般要按照一个周期T来计算等。

当然还有少部分基础很扎实的同学也一脸茫然，课后经过和个别同学交流才知道：他们不懂为什么要这样积分？积分不就是图形所围成的面积吗？当时笔者也不知道如何回答学生这个问题，后来通过翻阅学生数学书才知道数学上引入积分的目的是为了计算不规则体面积而引入的。而学生没有真正理解积分的意义，只是简单的记得图形围成的面积就是积分的结果，才会导致部分同学一脸茫然。这虽然这是个小问题，但让笔者更加体会到：在学习物理上学生何尝不是这样的，因此作为老师不仅仅传授的是知识，更重要的是通过什么方式让学生理解知识点内涵和外延，把课堂引向纵深，让学生在学习知识的过程中享受到了科学思维的乐趣，体验到物理学科的独特魅力。

3  结束语

综上所述，在常态化教学中作为教师要利用身边的一切资源，重视实验、关注过程才能吸引学生自主走进物理课堂，激发学生学习兴趣，才能触动学生心灵，提高学生核心素养。同时以学生为主体，关注学生课堂表现，及时对物理教学环节进行改进，进一步提高学生的学习动力，促使学生发挥自身的主动积极性，感受物理世界的奥秘。

参考文献：

[1]凌瑞初. “错误”一个值得深度开发的教学资源[J].物理教师，2010（3）：16-17.