齊月華 王春偉
物理規(guī)律是構(gòu)成物理學(xué)的鋼筋框架,在物理教學(xué)中具有重要地位。實(shí)驗(yàn)探究是得出物理規(guī)律的重要方法之一,如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,將其充分融入到實(shí)驗(yàn)探究中,是物理規(guī)律教學(xué)的關(guān)鍵。優(yōu)化探究過程,做好鞏固練習(xí),物理規(guī)律教學(xué)就能達(dá)到很好的效果。
有人打過這樣的比方:如果把物理學(xué)比作高樓大廈,那么物理概念就是構(gòu)成這座大廈的基石,物理規(guī)律就是它的鋼筋框架。中學(xué)物理的學(xué)習(xí),主要就是物理概念和物理規(guī)律的學(xué)習(xí)。很多學(xué)生反映物理難學(xué),其實(shí)也就是對物理概念和物理規(guī)律不理解,死記硬背,不能靈活應(yīng)用。其實(shí),物理規(guī)律反映了物理現(xiàn)象、物理過程在一定條件下必然發(fā)生、發(fā)展和變化的規(guī)律,它揭露了事物本質(zhì)屬性之間的內(nèi)在聯(lián)系。而物理規(guī)律是通過科學(xué)探究過程而得出的,其中實(shí)驗(yàn)法是重要的探究方法之一。在對物理規(guī)律學(xué)習(xí)中,我們不單單是掌握物理規(guī)律本身,更重要的是掌握科學(xué)的研究方法,提高觀察與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、思維能力和運(yùn)用規(guī)律分析、解決問題的能力,進(jìn)一步提高科學(xué)素養(yǎng)。現(xiàn)以《楞次定律》為例,談?wù)剬?shí)驗(yàn)探究物理規(guī)律的環(huán)節(jié)和注意事項(xiàng)。
一、明確研究對象和探究目的,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)
在任何活動(dòng)中,都需要有明確的目標(biāo)指引,才能少走彎路。課堂上常常有這樣一幕:實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生都是簇?fù)碇磳?shí)驗(yàn)變化和現(xiàn)象,但是當(dāng)老師提問題的時(shí)候,學(xué)生又都一臉茫然,什么理論知識(shí)都聯(lián)系不上,以致老師常說學(xué)生只會(huì)“湊熱鬧”。其實(shí),學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象往往只是出于好奇心,僅停留在物理現(xiàn)象的個(gè)別特征上,而不是有目的地觀察。因此,在上課之前讓學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)、明確研究對象和探究目的是非常必要的。帶著問題去思考、去觀察,變被動(dòng)為主動(dòng),學(xué)生上課的時(shí)候就會(huì)更有目的性,更投入,更有效率,同時(shí)又培養(yǎng)了觀察能力和思維能力。
比如,在“楞次定律”的前一節(jié)課,已經(jīng)介紹了感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件:1. 閉合回路;2. 磁通量發(fā)生變化。在“楞次定律”這一節(jié)中,要探究的對象是:總結(jié)感應(yīng)電流的方向所遵循的規(guī)律,即要找出感應(yīng)電流的方向與磁通量變化的關(guān)系。在明確此前提的情況下,學(xué)生自然就會(huì)有這樣兩個(gè)問題:
(1)通過什么來觀察感應(yīng)電流的方向?
(2)磁通量的變化都存在什么情況?
帶著對這些問題和假設(shè),學(xué)生在上課的過程中就會(huì)有針對性地通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和認(rèn)真聽老師解說等途徑解決疑惑。同時(shí),學(xué)生有不同的想法也可以隨即咨詢老師。也許學(xué)生的設(shè)想會(huì)更簡便,雖然大多數(shù)想法可能不是很成熟或不夠規(guī)范,但經(jīng)過這樣的篩選過程,相信學(xué)生能夠?qū)W有所獲。
二、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),剖析實(shí)驗(yàn)本質(zhì),總結(jié)物理規(guī)律
直觀材料是形成規(guī)律的基礎(chǔ),但規(guī)律并不能直接從直觀材料中得出,只有通過調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維、運(yùn)用恰當(dāng)?shù)姆椒?,才能把感性認(rèn)識(shí)升華到理性認(rèn)識(shí),達(dá)到認(rèn)識(shí)的飛躍,這也是形成規(guī)律的關(guān)鍵一步。在物理規(guī)律的教學(xué)中,常用的思維方法有比較、分析、綜合、抽象、概括、判斷、歸納等。所以,實(shí)驗(yàn)過程中要求學(xué)生積極參與,認(rèn)真記錄數(shù)據(jù)并仔細(xì)地處理數(shù)據(jù),只有將直觀材料進(jìn)行充分提煉,才能揭示規(guī)律的本質(zhì),全面掌握規(guī)律。
在《楞次定律》這一節(jié),教師就可以指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合問題設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù),記錄下磁場的方向、磁通量的增減以及對應(yīng)的感應(yīng)電流的方向。而學(xué)生很容易就會(huì)發(fā)現(xiàn):好像這些數(shù)據(jù)都沒有共同點(diǎn)或相互規(guī)律。這時(shí),老師就可以畫龍點(diǎn)睛地點(diǎn)一句:如果引入第三量——感應(yīng)電流的磁場,是否能找到規(guī)律呢?鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)探索,這時(shí)學(xué)生積極思考就會(huì)茅塞頓開了。最后,教師對學(xué)生的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行補(bǔ)充和完善,得出楞次定律。
通過“學(xué)生思考——老師點(diǎn)撥——學(xué)生思考”的過程,學(xué)生不但能夠透徹地理解楞次定律的推導(dǎo)過程和內(nèi)涵,更重要的是充分地感受到了在自然科學(xué)中暢游的樂趣和成就感,真正達(dá)到了知識(shí)和技能、過程和方法、情感態(tài)度價(jià)值觀與三個(gè)教學(xué)目標(biāo)的統(tǒng)一。
三、深化規(guī)律,引申拓展
得出了規(guī)律,并不代表完全掌握了該規(guī)律,還需要教師及時(shí)地補(bǔ)充其內(nèi)涵和外延,完善規(guī)律。
“楞次定律”總結(jié)完成后,教師適時(shí)地演示幾個(gè)小實(shí)驗(yàn),會(huì)使學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情達(dá)到頂峰。如圖所示,當(dāng)條形磁鐵向吊著的鐵環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí),鐵環(huán)遠(yuǎn)離;當(dāng)條形磁鐵遠(yuǎn)離鐵環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí),鐵環(huán)也跟著磁鐵走;將條形磁鐵向MNPQ四條導(dǎo)體棒插入時(shí),四條導(dǎo)體棒向一起收縮;當(dāng)條形磁鐵遠(yuǎn)離MNPQ四條導(dǎo)體棒時(shí),四條導(dǎo)體棒又向四邊擴(kuò)散滾動(dòng)。學(xué)生都反映簡直太神奇了,像變魔術(shù)一樣。由此引出精到的十二字規(guī)律:“增反減同、來拒去留、增縮減擴(kuò)”,短短幾個(gè)字把感應(yīng)電流的方向及感應(yīng)電流的作用效果描述的淋漓盡致。這樣的課堂,學(xué)生絕對不會(huì)覺得枯燥無趣,只會(huì)有這樣的感觸:物理學(xué)科奧妙無窮,既變化多樣又有章可循。
四、加強(qiáng)練習(xí),鞏固規(guī)律
實(shí)踐是檢驗(yàn)真知最好的方法。在探究和拓展規(guī)律后,教師應(yīng)該設(shè)計(jì)相應(yīng)典型的練習(xí),將教學(xué)引入鞏固、深化、活化的階段,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用規(guī)律解決實(shí)際問題,使學(xué)生能夠在基礎(chǔ)辨析中規(guī)范規(guī)律的認(rèn)識(shí),在思維變式中促進(jìn)規(guī)律的理解,在一題多解中活化規(guī)律的應(yīng)用。這一階段的教學(xué)看似簡單,實(shí)際需要教師下大功夫。只有教師鉆進(jìn)題海,精挑細(xì)選,才能讓學(xué)生跳出題海,事半功倍。在選題中,教師一定要遵循這樣的原則:典型、循序漸進(jìn),杜絕偏、難、怪。
物理是最能鍛煉思維和能力的學(xué)科,只知其然不知其所以然,只會(huì)讓學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)感到混沌、苦惱,陷入惡性循環(huán)。所以,物理的教學(xué)需要教師用心、得法。物理規(guī)律的得出和升華會(huì)用到實(shí)驗(yàn)、推理、演繹、歸納……物理規(guī)律的教學(xué)方式也是靈活多樣的,怎樣能夠讓學(xué)生更好地融入到課堂中,是教師需要不斷探索的永久課題。