徐益勇

(溫州市第五十一中學　浙江 溫州　325014)

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創(chuàng)新實驗設疑引入新課教學

徐益勇

(溫州市第五十一中學浙江 溫州325014)

物理是以實驗為基礎的學科，由于實驗具有真實、形象、生動的特點，對中學生有很強的吸引力，極易喚起他們的直覺興趣．在引入新課時，教師可以創(chuàng)設一些有趣、新奇和使學生感到意外的演示實驗，創(chuàng)造愉悅的物理學習環(huán)境，以激發(fā)學生的求知欲望.

創(chuàng)新實驗引入新課設疑課堂教學

俗話說“良好的開端是成功的一半”，中學物理課堂教學也是如此. 好的新課引入,會讓新知識、新方法的學習在“悄無聲息”中進行，會制造輕松、和諧、愉悅的課堂氣氛, 激發(fā)學生的思維活力和創(chuàng)造力，會在制造認知沖突中,激發(fā)學生“求結果”、“探究竟”的欲望.平淡無奇、無矛盾沖突地引課，是很難吸引學生注意和激起學生興趣的，自然不利于培養(yǎng)學生能力、發(fā)展智力.雖然引課的方式多種多樣，但是物理課的新課引入比較好的選擇就是演示實驗，用物理實驗設疑引課，關鍵是設計好引課實驗，其核心是設疑.用實驗設疑引課,從新課一開始就擊起智慧的“火花”,造成懸念，使學生注意力高度集中,利于迅速進入“角色”,積極思考,探究新知，使教與學順利延伸,并奪取最佳效果.下面筆者介紹3個用創(chuàng)新實驗引入新課的案例.

1　“簡單的邏輯電路”引入實驗

1.1創(chuàng)新實驗準備

1.1.1實驗材料

1塊140mm×80mm的塑料板，1個3V直流電池盒，1個發(fā)光二極管，1個拾音器MC，1個“與”門邏輯電路元件，1個光敏電阻RG，2個三極管(9013)，6個固定電阻，阻容放大電路以及導線.組成聲控輸入模塊、光控輸入模塊、延時電路模塊、指示燈輸出模塊、電源模塊、與門邏輯模塊.

1.1.2實驗原理

當黑暗狀態(tài)下，光敏電阻RG阻值很大，A點處電壓較高(被“與”門邏輯認為是信號1).當有聲音時，通過駐極體話筒MC采集聲音的振動信號，通過阻容耦合放大電路(由電阻和電容組成)和三極管進行放大，使B點處為高電平(被“與”門邏輯認為是信號1).只有當A與B輸入都是信號1，“與”門邏輯電路輸出Y才是高電平，發(fā)光二極管才會亮. 其電路原理圖及實物圖如圖1所示.

圖1　簡單的邏輯電路實驗

1.2課堂應用實錄

師：今天老師帶來一個神奇的東西，看起來線路很復雜，我一喊它亮，(教師在大喊的同時，用手按住了光敏電阻)它就亮.(展示如圖2)

圖2　課堂實拍

師：你來喊喊看.(遞給學生)

生甲：不亮

生乙：不亮

師：為什么你喊它亮，它不亮.我一喊它亮，它就亮呢？學了今天的內容，我們就知道了．今天我們學習書上第11節(jié)“簡單的邏輯電路”.

1.3實驗效果點評

本節(jié)課常規(guī)的處理方法一般要么從數字電路信號和模擬電路信號的區(qū)別直接引入，要么從生活中的例子引入，都會使課程顯得枯燥無味.但是用這樣一個創(chuàng)新的實驗設疑引入新課，課堂一開始就抓住了學生的好奇心，活躍了課堂氛圍，由此可以很好地激發(fā)他們學習的興趣和探究的欲望，同時教師可趁機拉近與學生的關系，將自己融入到學生當中去，這樣也就為問題的提出和解決做好了準備，讓學生帶著疑問進入接下來的課堂學習中,達到了有效學習的效果.

2　“渦流 電磁阻尼和電磁驅動”引入實驗

2.1創(chuàng)新實驗準備

2.1.1制作材料

2只自制線圈，2支試管，1個軟鐵柱，2個變頻電源，1個攝像頭，2個斷路器，2盞電源指示燈，支架(如圖3).

圖3　創(chuàng)新渦流熱效應演示裝置

2.1.2具體制作

(1)利用1塊尺寸為45cm×50cm的木板作為豎直板，1塊尺寸為40cm×30cm的木板作為底板，搭建成T型支架.在離底板6cm處固定尺寸為40cm×15cm的耐高溫絕緣板，用于放置線圈；

(2)利用兩只報廢的50Ω滑動變阻器的內部陶瓷管，用切割機截取約9cm長度.利用線圈繞線機將漆包線繞在陶瓷管上，在繞線過程中各層之間墊入絕緣紙；

(3)將斷路器、電源指示燈固定于豎直板上，線圈放置于絕緣板；

(4)將線圈、斷路器、電源指示燈連接.

2.2課堂應用實錄

圖4　課堂實拍

師：今天我們一起來做這樣一個實驗，我這里有兩支試管，試管中有同樣多的水，我現在想把試管里的水加熱甚至沸騰，那我這里有這樣一個線圈，它繞在絕緣的陶瓷管上面，線圈連著開關，連接在電源上，這是一個電源指示燈，調節(jié)電流，可以改變通入線圈的電流大小，電流的大小可以通過電流欄顯示出來，我這里還有一套和它完全一樣的裝置，試管放入中間，在其中一個試管中放入這樣一個小鐵柱.(展示如圖4)

師：我想把試管中的水燒沸騰，我等一下通入的電流還是蠻大的，調節(jié)電源，使通過兩個線圈的電流一樣大.你們覺得哪個試管中的水會先沸騰？

師：兩個線圈中通入的交變電流一樣大，線圈相同，電阻也一樣啊，線圈中產生的熱量哪個更多一些？

生：一樣多．

師：由于線圈熱量的熱傳遞使試管中的水加熱效果應該是一樣的啊，使這個試管中的水沸騰的熱量主要從哪里來??？

生：小鐵柱．

師：小鐵柱怎么會產生熱量?。?/p>

生：有感應電流．

師：小鐵柱中為什么會產生感應電流呢？這種感應電流有什么特點呢？學了今天的內容我們就知道了，今天我們學習書上第7節(jié)“渦流、電磁阻尼和電磁驅動”.

2.3實驗效果點評

本課采用這樣一個創(chuàng)新的實驗設疑引入新課，實驗用時短，操作簡單，提高課堂效率，而且對比非常明顯．一個設計精當的實驗，巧妙地抓住了學生的思維，引發(fā)了學生的認知沖突，激發(fā)學生的好奇心和求知欲望，課堂由此生動起來.又能通過本實驗裝置讓學生直觀了解，改變頻率對感應電流的影響， 突破了教學難點.

3　“全反射”引入實驗

3.1創(chuàng)新實驗準備

3.1.1制作材料

有機玻璃板，玻璃膠，平面鏡，轉盤，導管，底板和卡通人物剪紙片.

3.1.2具體制作

(1)利用尺寸為45cm×45cm的有機玻璃板和玻璃膠，搭建成方形的玻璃盒.在玻璃盒對角線處安裝有機玻璃板，使中間形成一個斜水槽.

(2)在斜水槽對應的玻璃盒下端開一小孔，連接軟導管，并用夾子夾住軟導管.

(3)將玻璃盒放置于帶有裝盤的底板上. 并將平面鏡一端緊靠玻璃盒成45°固定.

(4)將人物剪紙貼在玻璃盒的側面和后方.

3.1.2制作原理：

如圖5(a)所示，當斜水槽里注滿水時，“女孩”的圖像通過水直接進入觀看區(qū)域，“男孩”圖像通過玻璃盒經過平面鏡反射進入觀看區(qū)域. 如圖5(b)所示，當斜水槽中的水逐漸放出時，在斜水槽中形成空氣層，利用光的全反射原理，結合水與空氣相比之下，水為光密介質，空氣為光疏介質的特點，使之達到發(fā)生全反射的條件,從而達到有原來的“臉對臉”變換到“背對背”,并通過轉動放置儀器的底板，可以改變觀看位置.

圖5　全反射實驗光學原理圖(俯視圖)

3.2課堂應用實錄

師：今天我們來觀察一個有趣的現象[如圖6(a)].男孩和女孩是面對面的.如果斜水槽中的水逐漸的排空，注意觀察會發(fā)生什么呢？

生：男孩和女孩位置有變化.

師：斜水槽水放光，看看出現什么現象？

生：男孩和女孩變成背對背了[如圖6(b)].

圖6　全反射實驗實物圖

師：為什么斜水槽中的水放完卡通人物的位置會變成背對背？學了今天的內容，我們就知道了．今天我們學習書上第2節(jié)“全發(fā)射”.

3.3實驗效果點評

這種酷似魔術的實驗，使學生驚奇，探究問題的積極性非常高漲，改變了理論課只能教師講學生聽的那種沉悶局面.這類實驗既和學生原有知識有聯系，又因條件改變而產生新現象.作為引課實驗，更能強化學生的認識.產生疑問，激發(fā)學習的興趣.

綜上所述，為了所設計的實驗應有利于突出重點突破難點，可以創(chuàng)新實驗裝置，使實驗現象要新穎，能強烈地激發(fā)學生積極思維.實驗操作應簡便,設計的問題應緊扣教材內容，用詞要準確，富于啟發(fā)性，以揭示矛盾，形成懸念實驗和設疑的有機結合就創(chuàng)設了一種良好的問題情境.問題情境是具有一定難度，需要經過努力但又力所能及的學習任務，這種狀況就是通常講的讓學生“使勁跳一跳能摘到桃子”的情境.只有這樣“夠刺激”、又有“吸引力”的情境,才能充分激發(fā)學生的積極性和求知欲.

1張大均.教育心理學.北京：人民教育出版社，1999

2蔡鐵權,臧文彧.科學實驗教學與研究.上海：華東師范大學出版社，2008

3陳永.借演示實驗的教學陣地培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神.物理教師，2011(11)

4馮建躍,周靜忠.談談新課的引入和呼應.物理教師，2014(7)

5徐益勇.渦流熱效應演示實驗的改進.物理教師，2016(1):57～59

2016-04-17)