施清曉

摘要：初中階段，學(xué)生的抽象思維迅速發(fā)展，逐漸展現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。這一時(shí)期的他們，基本能適應(yīng)初中科學(xué)學(xué)習(xí)的客觀要求，能夠理解一些高度概括的抽象概念，例如科學(xué)中的公式、定義、定律。然而，作為科學(xué)教師，也應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到初中生的邏輯思維發(fā)展仍是經(jīng)驗(yàn)型的，形象思維在他們構(gòu)建邏輯思維的過(guò)程中，發(fā)揮著巨大作用。直觀實(shí)驗(yàn)法以學(xué)生擅長(zhǎng)的形象思維為基礎(chǔ)，以已有的生活經(jīng)驗(yàn)為依托，以各種實(shí)驗(yàn)器材、生活用品、自制教具為材料，將教材中學(xué)生感到空洞的、抽象的、容易混淆的科學(xué)概念和規(guī)律轉(zhuǎn)化為直觀生動(dòng)的知識(shí)體驗(yàn)，從而理解和掌握它。

關(guān)鍵詞：直觀實(shí)驗(yàn)法；演示實(shí)驗(yàn)；自制教具；力臂；電動(dòng)機(jī)

夸美紐斯認(rèn)為：知識(shí)的開(kāi)端永遠(yuǎn)必須來(lái)自感官，教學(xué)應(yīng)從觀察事物開(kāi)始。他主張“廢除引經(jīng)據(jù)典，咬文嚼字的文字教法，運(yùn)用直觀教學(xué)法?！毙睦硌芯恳脖砻飨啾任淖址?hào)，人對(duì)直觀圖像更容易接受，而相比于單純的圖像、錄像、動(dòng)畫(huà)等，直觀的演示實(shí)驗(yàn)，更能是學(xué)生得到直接的知識(shí)體驗(yàn)。下面，列舉教學(xué)中的實(shí)際案例進(jìn)行分析。

一、桿杠的教學(xué)案例分析

在浙教版的教材中給定杠桿的定義后，緊接著又直接給出“支點(diǎn)”“動(dòng)力”“阻力”“動(dòng)力臂”和“阻力臂” 的定義，其中“力臂”概念，大部分學(xué)生雖能正確說(shuō)出定義，但并不理解其中的原因。為了方便地從有刻度的杠桿上直接讀取力臂大小，課本實(shí)驗(yàn)都是將杠桿調(diào)至水平平衡后，進(jìn)行杠桿平衡條件的探究。這種特殊情況下的教學(xué)，使學(xué)生獲得清晰的力臂表象，在學(xué)生的頭腦中形成了支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離就是力臂的定勢(shì)思維。因而“先入為主”在以后畫(huà)力臂等有關(guān)問(wèn)題中常常出現(xiàn)失誤。在有關(guān)杠桿習(xí)題的練習(xí)中，錯(cuò)誤較多的往往集中在力臂的確定上，故成為難點(diǎn)。因此在教學(xué)中利用自制教具（圓盤(pán)杠桿）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來(lái)證明影響杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的應(yīng)該是力到作用線的距離，從而建構(gòu)“力臂”的概念，則更為直觀，容易理解。

教師給出圓盤(pán)，學(xué)生按圖1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)距離相同時(shí)，杠桿不轉(zhuǎn)動(dòng)，認(rèn)為自己的猜想正確。教師追問(wèn)將鉤碼從A2位置移到A3位置，在這個(gè)過(guò)程中支點(diǎn)到阻力的作用點(diǎn)很明顯變大 請(qǐng)問(wèn)會(huì)看到什么現(xiàn)象？學(xué)生：圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。實(shí)驗(yàn)演示：轉(zhuǎn)盤(pán)并沒(méi)有預(yù)期轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。

思考：鉤碼從A2移到A3時(shí)轉(zhuǎn)盤(pán)還是靜止，在這里肯定有什么共同的特點(diǎn)，你能幫我找到嗎？最終，順利引導(dǎo)學(xué)生答出：支點(diǎn)到力作用線的距離沒(méi)有發(fā)生改變。教師總結(jié)，從A2移到A3的過(guò)程中，點(diǎn)到線的距離都是OA2，我們把支點(diǎn)到力作用線的距離叫力臂。支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離叫動(dòng)力臂，支點(diǎn)到阻力作用線的距離叫阻力臂。

通過(guò)優(yōu)化課本實(shí)驗(yàn)，不單純依賴于教材，自制的圓盤(pán)桿杠實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀察到明顯、具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，與原有感性經(jīng)驗(yàn)相沖突，一次形象直觀地突破思維定勢(shì)，使學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)力臂的存在，成功地建構(gòu)了“力臂”的概念，力臂是“點(diǎn)”到“線”的距離而不是“點(diǎn)”到“點(diǎn)”的距離。

二、電動(dòng)機(jī)的教學(xué)案例分析

電動(dòng)機(jī)近年幾乎是杭州中考的必考題，學(xué)生還不能很好地理解什么事純電阻電路，何時(shí)能用歐姆定律、何時(shí)又不能使用歐姆定律，學(xué)生在具體做題時(shí)常感到疑惑。如果直接告訴學(xué)生：轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候不能用歐姆定律、不轉(zhuǎn)的時(shí)候能用歐姆定律，學(xué)生不能理解內(nèi)在原因，很難接受這樣的灌輸。

采用直觀實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行教學(xué)，通過(guò)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生從實(shí)際數(shù)據(jù)出發(fā)，自己得出結(jié)論。

首先教師提問(wèn)：我們可以怎樣測(cè)一個(gè)電動(dòng)機(jī)的電阻？學(xué)生答：可以利用電流表和電壓表，測(cè)得電動(dòng)機(jī)兩端的電壓和通過(guò)它的電流，電壓和電流之比就是電阻。教師：那讓我們?cè)囋嚳础?/p>

先出示一個(gè)萬(wàn)用電表，簡(jiǎn)單介紹：這個(gè)萬(wàn)用電表能夠測(cè)量電動(dòng)機(jī)的線圈電阻。我們知道線圈電阻無(wú)論轉(zhuǎn)動(dòng)還是不轉(zhuǎn)動(dòng)一不一樣？這時(shí)，教師制造與已有的經(jīng)驗(yàn)沖突。學(xué)生：電阻和溫度、長(zhǎng)度、橫截面積和材料有關(guān)，如果忽略溫度，那么無(wú)論電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)還是不轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻應(yīng)該是一樣的。教師測(cè)量出線圈電阻：2.9歐

接下來(lái)，教師連接電路如圖， （0-2.5A電流表、0-5V電壓表、滑動(dòng)變阻器、電源、電動(dòng)機(jī)、開(kāi)關(guān)）

然后讀出電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和不轉(zhuǎn)（用手捏住使其不轉(zhuǎn)動(dòng)）情況下電壓表和電流表的讀數(shù)（5組）。將數(shù)據(jù)填入表格，請(qǐng)學(xué)生觀察規(guī)律。

通過(guò)對(duì)比之前測(cè)出的線圈電阻：2.9歐，學(xué)生不難得出：在不轉(zhuǎn)的情況下，電壓和電流之比才等于電阻，即滿足歐姆定律。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)親眼見(jiàn)證了歐姆定律在不同情況下是否適用，真的心服口服。教師講解這塊后再讓學(xué)生歸納各種公式在不同情況下的運(yùn)用，學(xué)生都基本能夠正確選擇公式進(jìn)行計(jì)算，不易混淆。

三、呼吸的教學(xué)案例分析

在學(xué)習(xí)人體呼吸過(guò)程時(shí)，認(rèn)為外界氣體進(jìn)入肺是人體“吸”的，排出是人體“呼”的。對(duì)于呼吸這個(gè)過(guò)程，人體是怎樣完成的呢？學(xué)生不能正確地從氣壓的角度來(lái)分析。浙教版科學(xué)書(shū)上用錐形罩內(nèi)氣球的變化來(lái)模擬人體的肺。在教學(xué)中，可用右圖裝置代替（礦泉水瓶上半部分，帶蓋；線；吸管；一個(gè)小氣球；一個(gè)大氣球剪去上半，用來(lái)封住水瓶）器材更為簡(jiǎn)單，容易取材。水瓶模擬胸腔，小氣球模擬肺，吸管模擬呼吸道，下面橙色的的氣球模擬橫膈膜。學(xué)生通過(guò)小組合作，借助這一器材，還是比較快可以得出整個(gè)吸氣和呼氣過(guò)程的。還有點(diǎn)不清楚的是橫膈膜不吸氣不呼氣時(shí)是拱形的，這個(gè)裝置也可以模擬，發(fā)現(xiàn)這個(gè)裝置不施加力時(shí)，橡皮膜就是拱形的。通過(guò)以上直觀實(shí)驗(yàn)法，學(xué)生能從本質(zhì)上理解呼吸運(yùn)動(dòng)是指人體胸廓有節(jié)律的擴(kuò)大和縮小的運(yùn)動(dòng)，吸氣和呼氣是通過(guò)胸廓的容積變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)肺擴(kuò)張，肺內(nèi)的氣壓低于外界大氣壓，外界空氣通過(guò)呼吸道進(jìn)入肺，完成吸氣的過(guò)成.呼氣時(shí)相反。

綜合以上案例的分析，在初中科學(xué)教學(xué)中，無(wú)論是利用好已有的實(shí)驗(yàn)器材，還是自制教具改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，我們都有理由充分開(kāi)展直觀實(shí)驗(yàn)法來(lái)突破教學(xué)的重難點(diǎn)。每當(dāng)抽象概念的掌握存在困難的時(shí)候，我們可以借助形象的、具體的、直觀的演示或情境提供感性經(jīng)驗(yàn)，再使學(xué)生掌握抽象概念的本質(zhì)。

（作者單位：浙江省杭州西子實(shí)驗(yàn)學(xué)校 310000 ）endprint