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基于實(shí)驗(yàn)情境的物理習(xí)題教學(xué)探索

2021-09-10 07:22:44馬煒
關(guān)鍵詞:磁針直接經(jīng)驗(yàn)螺線管

馬煒

摘 要:習(xí)題教學(xué)是物理教學(xué)的重要環(huán)節(jié)之一,習(xí)題教學(xué)的質(zhì)量直接影響著學(xué)生對物理知識的掌握,影響物理教學(xué)的有效性.要想提高習(xí)題教學(xué)的有效性,我覺得要將文字?jǐn)⑹鲛D(zhuǎn)化為物理圖景或者物理情景,將“生活世界”納入課程內(nèi)容的范疇,把間接經(jīng)驗(yàn)真正轉(zhuǎn)化為學(xué)生的直接經(jīng)驗(yàn).而創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境是獲得直接體驗(yàn)的很好途徑,本文就借此機(jī)會來談?wù)劵趯?shí)驗(yàn)情境的物理習(xí)題教學(xué)探索.

關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)情境:物理習(xí)題教學(xué)

中圖分類號:G632文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1008-0333(2021)10-0088-02

習(xí)題教學(xué)是物理教學(xué)的重要環(huán)節(jié)之一,習(xí)題教學(xué)的質(zhì)量直接影響著學(xué)生對物理知識的掌握,影響物理教學(xué)的有效性.

學(xué)生覺得物理很難,課上學(xué)的東西,課下做題都用不上,感覺物理距離實(shí)際生活很是遙遠(yuǎn),開始對物理產(chǎn)生恐懼心理.不少老師常常無奈地這樣抱怨:這道題已經(jīng)講了好幾遍了,學(xué)生怎么還是做錯呢?要打破這種現(xiàn)有模式的習(xí)題教學(xué),提高習(xí)題教學(xué)的有效性,我覺得要將文字?jǐn)⑹鲛D(zhuǎn)化為物理圖景或者物理情景,將“生活世界”納入課程內(nèi)容的范疇,把間接經(jīng)驗(yàn)真正轉(zhuǎn)化為學(xué)生的直接經(jīng)驗(yàn).

筆者根據(jù)新課程的教學(xué)理念,創(chuàng)設(shè)學(xué)生獲取直接經(jīng)驗(yàn)的條件和情景——做實(shí)驗(yàn).將抽象的物理情景變?yōu)樾蜗蟮膶?shí)物,最好可以自制教具,達(dá)到每小組一副教具,讓學(xué)生帶著問題仔細(xì)觀察,動手操作,通過實(shí)物觸摸、感受,調(diào)動他們學(xué)習(xí)的熱情,激發(fā)學(xué)生主動求知的欲望,變“被動 ”為“主動”,變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”,使學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動的接受到主動的獲取.

通過物理小實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)物理情景,使學(xué)生獲取直接經(jīng)驗(yàn),在獲取直接經(jīng)驗(yàn)的過程中體驗(yàn)物理,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中邊做邊學(xué);在做中領(lǐng)悟書本上間接經(jīng)驗(yàn),即物理概念和物理規(guī)律的實(shí)質(zhì);在實(shí)驗(yàn)過程中體驗(yàn)探索的艱辛與樂趣,學(xué)會學(xué)習(xí),學(xué)會創(chuàng)新……下面結(jié)合幾個具體的案例,談?wù)勛约涸谶@方面的一些探索.

一、借助實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生形成空間立體感

由于高二學(xué)生剛接觸到立體幾何,學(xué)生的空間立體感很差,空間想象能力、分析能力明顯薄弱.立體的情境圖怎么看都是平面圖,想象不出立體的運(yùn)動情景.在本學(xué)年的物理學(xué)習(xí)中,有很多立體運(yùn)動,如磁場中帶電粒子的運(yùn)動,宇宙中天體的運(yùn)動等等.針對這一情況,我在教學(xué)中盡量通過簡單實(shí)驗(yàn)解決這一問題,使學(xué)生能夠在體驗(yàn)中學(xué)習(xí).

例1 如圖1所示,一束帶電粒子平行于小磁針沿水平方向飛過小磁針的上方時,發(fā)現(xiàn)小磁針的N極向紙里轉(zhuǎn).這束帶電粒子可能是( ).

圖1

A.向右飛行的正離子

B.向左飛行的正離子

C.向右飛行的負(fù)離子

D.向左飛行的負(fù)離子

1.學(xué)生的解

(1)無從下手,不知道哪個正確.

(2)感覺都不是正確答案.由題意知道,虛線是磁場線的方向,利用右手螺旋定則,應(yīng)該是通電螺線圈才對.

本題中小磁針的運(yùn)動是立體的,“向紙里轉(zhuǎn)”,體現(xiàn)了三維的立體坐標(biāo),同時,也是本題的隱含條件——小磁針?biāo)幍目臻g位置有指向紙里的磁場.可即使是提示了學(xué)生,仍然達(dá)不到預(yù)期的效果.為了幫助學(xué)生在頭腦中呈現(xiàn)正確的物理情景,形成空間立體感,我有針對性地設(shè)計了下面的探究活動.

2.學(xué)生實(shí)驗(yàn)

兩人一組,所需器材為:小磁針一個,通電金屬棒一根,通電螺線管一個,直流電源一個,導(dǎo)線若干.實(shí)驗(yàn)時,一人負(fù)責(zé)觀察小磁針的運(yùn)動情況;一人負(fù)責(zé)改變金屬棒或螺線管的電流方向,將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入準(zhǔn)備好的表格.

情況分類

通電瞬間小磁針的N極運(yùn)動情況

小磁針在導(dǎo)線(管)上方小磁針在導(dǎo)線(管)下方

通電金屬棒垂直棒與磁針?biāo)谄矫嫦蛲?/p>

垂直棒與磁針?biāo)谄矫嫦蚶?/p>

垂直棒與磁針?biāo)谄矫嫦蚶?/p>

垂直棒與磁針?biāo)谄矫嫦蛲?/p>

通電螺線管沿螺線管向右沿螺線管向右

沿螺線管向左沿螺線管向左

通過實(shí)驗(yàn),學(xué)生很快就能總結(jié)出,(1)小磁針的N極的運(yùn)動情況是“順從于”小磁針?biāo)幙臻g位置的磁場線的走向的.(2)小磁針的N極在空間某一位置上的運(yùn)動情況,說明了這個位置的磁場的有無和磁場線的方向.簡單的一個探究實(shí)驗(yàn),卻十分有效的使學(xué)生形成自己的空間立體感,提取出這類題目中的隱含條件,輕松地解決這一類問題,有效地消除了學(xué)生對“場”中問題的恐懼感.

二、借助實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生走出思維定勢

例2 如圖2所示,在傾角θ=30°的粗糙斜面上放一物體,重力為G,現(xiàn)用與斜面底

圖2

邊平行的力F推物體,物體恰能在斜面上做勻速直線運(yùn)動,求物體與斜面間的動摩擦因數(shù).

學(xué)生的解

(1)物體做勻速直線運(yùn)動,受力平衡,故而有F=f=μmgcosθ.

解得μ=Fmgcosθ=23F3G.

(2)物體受到兩個摩擦力作用,一個是滑動摩擦力,與F平衡,即(1)中的f;另一個是靜摩擦力,與重量的下滑分量mgsinθ平衡.

本題中物體的受力是三維的,并非是常見的在某一直線上或某一平面上的受力平衡,上面兩種解法本質(zhì)是相同的,那就是他們都已認(rèn)定原先靜止的這個物體在受到力F后,必定是沿著F的方向做勻速直線運(yùn)動的,這是學(xué)生的思維定勢在作怪.

筆者認(rèn)為在教學(xué)中要認(rèn)真糾正學(xué)生的這種錯誤的思維定勢,只是各種方法效果都不是很好,筆者嘗試著通過實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生動手操作,真正體驗(yàn),效果顯著.

三、借助實(shí)驗(yàn),指導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式

例3 高速公路邊的導(dǎo)向牌用鋼管a, b固定在立柱上,如圖3所示,對鋼管a, b受力分析正確的是().

A. a被拉伸, b被壓縮

B. a被拉伸, b被拉伸

C. a被壓縮, b被壓縮

D. a被壓縮, b被拉伸

課堂上,我請每位同學(xué)拿出物理課本3-1,站起來做兩件事:

(1)用右手的食指和中指夾住課本的上半部分,觀察課本的狀態(tài).感受手指用力的部位.得到圖4.

(2)同時用左右手的食指和中指分別夾住課本的上半部分和下半部分,觀察課本的狀態(tài),感受作用手分別用力的部位.得到圖5.

例4 如圖6甲所示,用一根細(xì)繩和一根輕直桿組成三角支架,繩的一端吊在手指上,桿的一端頂在掌心.當(dāng)在A處掛上重物時,繩與桿對手指和手掌均有作用力,對這兩個作用力方向的判斷完全正確的示意圖是圖6乙中().

學(xué)生實(shí)驗(yàn):每人一根繩子,一把直尺,一塊橡皮,如圖6丙所示.接下來,我不用多說什么,學(xué)生自己就能做出正確的選擇.

兩個實(shí)驗(yàn),不過用時七八分鐘,但可以讓學(xué)生充分體驗(yàn).實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生的大腦已知處于興奮狀態(tài),思維積極的活動起來.

從單純的間接經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)中,轉(zhuǎn)向在直接經(jīng)驗(yàn)的獲取中,培養(yǎng)學(xué)生觀察、探究的能力,理解物理概念,掌握物理規(guī)律,消除學(xué)生對物理產(chǎn)生的神秘感和恐懼感,為學(xué)生進(jìn)入體驗(yàn)性學(xué)習(xí)做好鋪墊.

上好習(xí)題教學(xué)課是提高有效教學(xué)的重要途徑,因?yàn)槊恳淮瘟?xí)題課教學(xué),實(shí)際上都是一次發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程,既是學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程,又是教師發(fā)現(xiàn)教學(xué)問題、改進(jìn)教學(xué)問題的過程.在習(xí)題教學(xué)中增加實(shí)驗(yàn),不僅可以使學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的重要地位,使學(xué)生加深對物理概念和規(guī)律的理解;同時也是鞏固和深化所學(xué)的理論,發(fā)展邏輯思維和綜合思考能力,培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)密的科學(xué)態(tài)度的重要方法.習(xí)題教學(xué)中增加實(shí)驗(yàn),不失為提高習(xí)題課教學(xué)甚至是提高教學(xué)有效性的有益嘗試.

參考文獻(xiàn):

[1]項(xiàng)其杰.實(shí)驗(yàn)探究在習(xí)題教學(xué)中的應(yīng)用[J].物理教學(xué),2011,33(02):49-50.

[2]趙兵.體驗(yàn)性學(xué)習(xí)在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

[J].中學(xué)物理,2010,28(04):19-20.

[責(zé)任編輯:李 璟]

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