張艷

如果世界上沒有問題，那么世界就不會(huì)進(jìn)步.只有當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中出現(xiàn)了疑問，學(xué)生才會(huì)主動(dòng)地去思考、去尋找問題的答案來解開自己的疑問.所以說問題是學(xué)生進(jìn)步的關(guān)鍵因素，問題的產(chǎn)生可以有效地對(duì)學(xué)生的思維能力進(jìn)行開發(fā).因此，物理老師在初中物理教學(xué)活動(dòng)中就要充分的利用實(shí)驗(yàn)來創(chuàng)設(shè)問題情境將復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)簡(jiǎn)單化，抽象的知識(shí)點(diǎn)具體化，讓學(xué)生能夠更加容易理解和記憶.

1將不易操作的實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為容易操作的實(shí)驗(yàn)來創(chuàng)設(shè)問題情景

在初中物理教學(xué)中，由于實(shí)驗(yàn)器材的限制，有一些實(shí)驗(yàn)實(shí)際上無法真實(shí)的開展，教師應(yīng)該開動(dòng)腦筋自己設(shè)計(jì)一些等效的實(shí)驗(yàn)來替代的不容易開設(shè)的實(shí)驗(yàn).我們主要觀察那些實(shí)驗(yàn)實(shí)際開展效果不太理想，開動(dòng)腦筋找到更佳適合的方法.我們可以思考平時(shí)觀察生活中的常見物品是否可以應(yīng)用到教學(xué)之中，可以將最新的技術(shù)與材料運(yùn)用到平時(shí)的教學(xué)之中.

例如《大氣的壓強(qiáng)》這節(jié)課中教材中用托里拆利實(shí)驗(yàn)來說明大氣壓的強(qiáng)度.很多學(xué)校實(shí)際上沒有這樣的實(shí)驗(yàn)器材，無法給學(xué)生做真實(shí)的演示實(shí)驗(yàn).因此，筆者利用可樂瓶為主要材料，設(shè)置和制作了一個(gè)演示大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)：取一空可樂瓶，用熾熱的圓鐵在底中央燙一圓孔，選一與孔適合的橡膠塞，塞中打一小孔，將一氣球口套在橡膠塞上，再將氣球從瓶孔中塞進(jìn)瓶中，用塞子塞緊瓶底的孔，使它不漏氣，再取另一與瓶口適合的橡膠塞，在塞中打一小孔，插入一段成90°角的玻璃導(dǎo)管，在玻璃管外接一段橡膠管，實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)如圖1所示.實(shí)驗(yàn)方法：先拔掉瓶口處的橡膠塞，向瓶內(nèi)灌滿水，將玻璃管和橡膠管吸滿水后，一手捏緊橡膠管口，另一只手將橡膠塞塞緊裝滿水的瓶口.將瓶舉起，松開管口，水不斷從管口流出，瓶內(nèi)的氣球不斷脹大.不斷改變瓶底孔的方向，在調(diào)整瓶子底部時(shí)可以用手按住瓶底，水總是不停地流出，氣球逐漸脹大直到氣球脹滿瓶子、瓶內(nèi)水全部流出.說明大氣壓不僅存在而且是向各個(gè)方向的.此實(shí)驗(yàn)與哈勃瓶類似，由于膠管的底部壓強(qiáng)比大氣壓強(qiáng)大，液體流出，使得氣球與液體接觸范圍內(nèi)壓強(qiáng)小于大氣壓強(qiáng).大氣壓使得氣球膨脹，水不斷流出，氣球不斷被大氣壓吹大.此實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)巧妙，大大引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.實(shí)驗(yàn)開始教師可以設(shè)置以下問題激發(fā)學(xué)生興趣：（1）當(dāng)瓶子里灌滿水以后水會(huì)流出嗎？（2）水怎樣才會(huì)流出？（3）氣球會(huì)吹起來嗎？改變瓶底方向水還會(huì)流出嗎？教師先做實(shí)驗(yàn)引起學(xué)生的好奇心.

2利用常見物品的應(yīng)用范圍廣泛特性來創(chuàng)設(shè)問題情景

在日常生活中我們接觸的實(shí)際物品適用的范圍都比較廣泛，我們可以將其運(yùn)用到物理教學(xué)之中.我們所接觸的實(shí)際物體考慮的影響因素十分周全，比如我們?nèi)粘Ｓ秒娖鞯念~定電壓是220 V，實(shí)際上設(shè)計(jì)的電壓都超過出這個(gè)電壓.比如電瓶車的電瓶安全電流是10 A，而實(shí)際上瞬間達(dá)到100 A也不會(huì)損壞，日光燈的鎮(zhèn)流器等等.我們對(duì)日常生活用品的原理了解的十分清楚可以創(chuàng)造性的應(yīng)用到教學(xué)之中.

1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，他架設(shè)了電學(xué)與磁學(xué)之間的橋梁.從而引起了人們對(duì)電學(xué)與磁學(xué)之間聯(lián)系的深入研究.電流的磁效應(yīng)是電流的一個(gè)重要效應(yīng).如何使得奧斯特實(shí)驗(yàn)獲得最佳的實(shí)驗(yàn)效果呢？電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與電流本身大小成正比.因此電流越大實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的效果越好.

筆者使用電瓶車的電瓶來做奧斯特實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)器材：廢舊電瓶車電瓶一個(gè)，一個(gè)粗的銅框長方形，將銅框固定在小磁針的支架上，如圖2所示.實(shí)驗(yàn)的整體電路，由于電瓶車電瓶一般是12 V 10 A的額定電壓和電流，所以如果是短時(shí)間接通電路，可以不加限流電阻，如果要長時(shí)間使用，電流流過必須加滑動(dòng)變阻器或者限制電阻.可以先接入電阻箱找到一個(gè)合適的阻值，來調(diào)節(jié)電路中的電流大小.應(yīng)用電瓶車電瓶可以獲得較大的電流，實(shí)驗(yàn)室一般的電源無法提供太大的直流電流.此實(shí)驗(yàn)的電源額定電流大是最大的優(yōu)勢(shì)，在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)將小磁針平行線框放置，接通電流會(huì)看到小磁針發(fā)生明顯的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)到與線框垂直位置時(shí)停止，實(shí)驗(yàn)的演示效果良好，學(xué)生可以直觀地看到通電導(dǎo)線周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn).

3利用趣味性實(shí)驗(yàn)中隱含的物理知識(shí)來創(chuàng)設(shè)問題情景

在初中物理的教學(xué)活動(dòng)中，我們經(jīng)常會(huì)借用實(shí)驗(yàn)來幫助學(xué)生理解知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)也可以讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中探索一些未知的奧秘和激發(fā)他們的想象力和好奇心.因?yàn)椋?dāng)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和他們?cè)鹊南胂蟛灰粯拥臅r(shí)候，他們便會(huì)主動(dòng)地去思考為什么答案和自己的想象不一樣，他們會(huì)盡全力去尋找答案.他們?cè)趯ふ掖鸢傅倪^程中便可以將物理知識(shí)記憶在腦海里，同時(shí)還培養(yǎng)了他們主動(dòng)思考的能力，開拓他們的思維.

例如，在講解通電螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)時(shí)，筆者設(shè)計(jì)了“磁力小火車”實(shí)驗(yàn)，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情.

實(shí)驗(yàn)器材

一節(jié)五號(hào)干電流，銣鐵硼強(qiáng)磁鐵四個(gè)或六個(gè)尺寸與五號(hào)電池直徑相接近，粗一點(diǎn)的銅線若干（不是漆包線）.

實(shí)驗(yàn)制作

將銅絲繞在圓柱形硬棒上，粗細(xì)比五號(hào)電池直徑略粗.這樣可以使得形成彈簧狀的導(dǎo)線，制作小火車.將電池放到中間，兩側(cè)放置紐扣形狀的強(qiáng)磁鐵，在電池的兩極放置的磁鐵極性相同.都是正極或都是負(fù)極，這樣可以保證電池放入線圈內(nèi)部會(huì)沿著某一方向移動(dòng).

原理分析

如圖3所示，當(dāng)小火車放入線圈之中時(shí)，銅線由于是螺旋狀產(chǎn)生的磁場(chǎng)、與圓柱形磁鐵產(chǎn)生的磁鐵類似.有電流通過的導(dǎo)線產(chǎn)生磁場(chǎng).電池前端的磁鐵與通電的導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)異名磁極相互吸引，電池末端磁鐵與通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)同名磁極排斥.這樣中間的電池被前面拉后面推就沿著導(dǎo)線前進(jìn)了.中間的電池小火車會(huì)沿著設(shè)定好的裸銅線導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，磁鐵的磁場(chǎng)要強(qiáng)，導(dǎo)線要粗一點(diǎn).在新課開始的時(shí)候，教師如果能夠?qū)⑦@個(gè)實(shí)驗(yàn)引入將極大地吸引學(xué)生的注意力，引起學(xué)生的探究欲望.

4利用反常性實(shí)驗(yàn)打破認(rèn)知平衡來創(chuàng)設(shè)問題情景

教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一些反常的實(shí)驗(yàn)來激發(fā)學(xué)生的興趣，也就是情理之中，意料之外的實(shí)驗(yàn).這些實(shí)驗(yàn)引起認(rèn)知沖突，打破了學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，將大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情.平時(shí)我們經(jīng)常見到物體從高處向低處滾動(dòng)，很少見到物體會(huì)從低處自動(dòng)向高處運(yùn)動(dòng).

例如在講解初中物理《機(jī)械能》一節(jié)課，為了激發(fā)學(xué)生的上課熱情，設(shè)計(jì)了“怪坡”實(shí)驗(yàn).運(yùn)用反常的物理現(xiàn)象來點(diǎn)燃學(xué)習(xí)的火焰.

實(shí)驗(yàn)器材

鐵絲（直徑3 mm）、帶塑料封頭的舊衣架（不銹鋼管外徑8 mm）、普通乒乓球.鐵絲的長度隨不銹鋼管的長度可調(diào).鐵絲一端的彎折高度2 cm～3 cm.塑料封頭打孔用于定位鐵絲.

實(shí)驗(yàn)操作

支架一端張開的寬度，調(diào)節(jié)到略大于乒乓球的直徑.支架兩側(cè)的不銹鋼管呈軸對(duì)稱.乒乓球置于支架上的一段位置，由于重力、支持力和摩擦力的作用處于平衡狀態(tài)，越過此段位置，低端會(huì)沿支架斜面向下運(yùn)動(dòng)，高端會(huì)沿支架斜面向上運(yùn)動(dòng)，最后會(huì)從支架斜面上掉下來.

實(shí)驗(yàn)說明

乒乓球放在支架接近低端位置，乒乓球向低端滾動(dòng)，重力做功，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能.乒乓球放在支架接近高端位置，觀察到的現(xiàn)象是，乒乓球向支架的高端滾動(dòng)，實(shí)際乒乓球的重心是降低的，仍然是重力做功，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能.激發(fā)學(xué)生深層次的思維，思考現(xiàn)象的本質(zhì)，不能被表面的現(xiàn)象所迷惑.

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)單、取材容易、制作方便，具有原創(chuàng)性.操作容易，現(xiàn)象明顯、可重復(fù)，能激發(fā)學(xué)生深層次的思考.開始可以提問學(xué)生斜坡哪段是高的？如果將乒乓球放置于斜面的底端，乒乓球會(huì)自動(dòng)地向高的一端滾動(dòng)碼？很多學(xué)生會(huì)認(rèn)為不會(huì)，此時(shí)教師現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)奇怪的事情發(fā)生了，乒乓球會(huì)自動(dòng)地滾動(dòng)到斜坡的高處.一下就點(diǎn)燃了思維的火花？為什么會(huì)這樣？

總之，科學(xué)合理的問題情境創(chuàng)設(shè)不僅可以將難理解的物理知識(shí)通過最簡(jiǎn)單的方法教授給學(xué)生，還可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性，增加學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣.讓學(xué)生明白其實(shí)物理并沒有我們想象的那么難，給學(xué)生打消物理這門課很難的想法.問題情境有利于教學(xué)活動(dòng)，那么在初中物理的教學(xué)活動(dòng)中，物理老師應(yīng)該進(jìn)行科學(xué)合理的問題情境設(shè)置.