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如何利用好物理实验课程资源,激发学生的探究欲望,帮助他们理解物理概念、物理原理呢?本文就此问题进行讨论.
1生活实例,激发兴趣
在上《磁体和磁场》一节内容时,笔者出示了如图1所示的写字板,演示磁力笔和磁力板擦相互配合写字和清除字迹的过程,请同学思考原理.很多学生小时候都用过写字板,觉得很亲切,但就是想不出个所以然来,老师的话勾起了他们浓厚的兴趣.为了知道其中的奥秘,接下来的课程中同学们异常投入.学到“同名磁极相互吸引,异名磁极相互排斥”时,他们豁然开朗.笔者提问:“有个小朋友很调皮,把这只神奇的笔丢了,他能用铅笔代替吗?”大家异口同声:“不行!”笔者犯愁了“那写字板没用了吗?哪位同学有解决的办法?” “用磁铁!”早有学生迫不及待地喊出来了.笔者把一块磁铁递给他,让他证实了一下.同学们终于揭开了儿时的迷,显得心满意足.
2巧设障碍,激发思维
笔者将伏安法测电阻设计成学生实验,把电阻阻值用白纸贴住,学生们有了欧姆定律的基础,很快就测出了阻值.接着笔者设置了一个障碍:换成阻值很大的未知电阻,让他们继续测量.学生发现电流太小,电流表无法使用.笔者借着设计的情景,指出当电流表无法使用时,能否利用电压表和刚才已测电阻测出新的未知电阻阻值呢?这下可难倒了一些同学,但是在另一些同学的带动下,他们很快也参与探究,并取得了成功,喜不胜收.笔者接着再设置障碍:“只做了一次实验,误差太大,能否利用手边器材,改善实验?”同学们发现了桌上的电阻箱,便又动手做了起来.单表测电阻的难点也就迎刃而解.
3展示魔术,引发想象
在讲《光的色彩 颜色》一节时,笔者播放了如图2所示的黑光剧:一位演员用手将另一位演员吸上吸下,同学们看得目不转睛.笔者提问:“人为什么悬空?”“有透明线吊着”、“有气功”、“有引力”……答案五花八门,课堂气氛异常活跃.当讲到“不透明物体的颜色由反射的色光决定,白色反射所有色光,黑色吸收所有色光”时,很多同学领会了其中的玄机:原来该魔术的核心道具是黑色的背景,一个穿黑色衣服的演员背着白衣演员上上下下.同学们都乐了,深切体会到了“黑色能吸收所有的色光”.
4设计情境,引发争议
在探究串并联电路电流特点时,老师把串联的两个小灯出示给学生,亮暗不同,问两小灯为什么亮度不同呢?因为老师知道学生只学过电流和电压,没有学过电功率,预料到他们都会从电流和电压方面考虑,总有部分同学认为电流流经一个用电器后会消耗一部分电能,所以另一个会变暗,但也会有一部分同学受上节课老师把电流比作水流的影响,认为电流只有一条路径,大小不变.争议由此产生,学生的探究欲望被激发起来,老师顺势让学生想办法如何证明自己的观点.有些机灵的小孩想到了把小灯的位置互换看亮度,有些聪明的学生想到了上节课学过测电流的仪器电流表,拆开电路测一下不就知道了嘛.智慧的火花四溅,学生们动手开始实践,老师预期的结论和一些生成性的小知识小技巧应运而生.
5逆向思维,发人深省
在讲机械能和内能时,笔者通过让学生们弯折铁丝,得到了“机械能可以转化成内能”的结论,很快有同学嘀咕开了:“那内能能转化成机械能吗?”笔者因势利导,问同学们说:“你们觉得可以吗?生活中有这样的例子吗?”有学生想到了烧水的例子,笔者立马拿出了酒精灯,给一个放有少量热水且用塞子塞紧的试管加热,随着“嘭”的一声巨响,学生们的身子都猛然向后一仰,大吃一惊,一起“哇”了出来,大家看到了塞子被喷出很远,试管口产生大量白雾,定了一下神,原理已经了然于心.如果再加上陈秋民教授的一个实验,那他们印象就更深了.如图3所示,在饮料瓶子放一点点烟雾,肉眼几乎看不见,拧紧瓶盖,用力一捏,瓶子是透明的,一放,瓶中充满白雾,一捏又透明了……如此重复展示给学生看,像变魔术似的.原来用手捏时,对气体做功,气体内能增大,白雾汽化;放手时,气体对外做功,内能减小,温度降低,水蒸气液化.极少量的烟雾起到了凝结核的作用.
再比如,笔者与学生在研究完奥斯特实验后,学生们知道了磁能生电,笔者问学生:“大自然中很多现象都是对称的,互逆的,那电能生磁吗?”学生们不假思索地说:“行!”笔者接着问:“那你们能实现吗?”教室里鸦雀无声.问题直奔主题,但跨度太大,笔者开始铺设台阶了:“想想要产生电流的条件是什么?”学生答:“电压和通路.”笔者继续启发:“那你们能用身边的导线、开关、灵敏电流计、线圈、磁体组成一个含有电源的通路吗?谁会是电源呢?你怎么知道有没有电流产生呢?自己动手能尝试一下这个伟大的发现过程吗?”学生们凭着对逆向思维的执着,在老师的指引下,认真地动起了手来.终于有几组成功了,笔者把先做成功的组员安排到有困难的小组中,就这样,像链式反应似的,很快全班同学都经历了一次真正的探索,异常兴奋.我们不断地深入下去,顺理成章地探究完了感应电流的大小和方向与哪些因素有关,还讲了科顿错失良机的故事,学生们觉得好玩,又为他惋惜,感受到了实验设计的重要性.类似的例子还有电动机和发电机可以互相改造,话筒和扬声器可以互相改造等.
6分析诱导,作出猜想
在探究完浮力与液体密度和排开液体体积有关后,笔者引导同学们猜想,浮力是力,但是排开液体的体积和排开液体的密度决定的是排开液体的质量,这两者之间到底有什么联系呢?很多同学经老师一提示,马上就猜想到“物体所受浮力大小可能与排开液体的重力有某种联系”.于是笔者让同学们从小桶、下沉的重物和漂浮的重物、弹簧测力计、细线中选择器材探究自己的猜想.因为是学生自己得出的猜想,他们目的明确,做起实验来有板有眼.有的组得出了下沉的重物“浮力等于排开液体的重力”,有的组得出了漂浮的物体“浮力等于排开液体的重力”,有的组两个结论都得到了,最后笔者告诉他们,早在两千多年前,著名的物理学家阿基米德就发现了这个原理.笔者让一位知识渊博的学生把阿基米德辨别真假皇冠的故事给大家讲了一下,同学们听得兴趣盎然.
7神奇现象,引人入胜
在探究物质熔化和凝固特点实验时,冰的熔化实验很容易做,只要事先用孩子吃果冻的塑料袋装些水,插入温度计,放入冰柜冷冻,到时取出观察读数即可,然而要做凝固实验用通常的思维方式却很难成功,因为不可能拿个冰柜来做该实验,然而当笔者出示一种神奇的液体,将试管放入其中时,学生发现纯水居然凝固了,同学们顿时惊奇万分,观察完凝固规律后,笔者揭秘其中的原理:笔者用了零下十几摄氏度的盐水溶液,低于纯水的凝固点,试管浸在里面,相当于放在冰柜里,同学们豁然开朗.本实验的另一个收获是使孩子们深刻理解了不同晶体有不同的凝固点.
当然想现场制冰方法也不是唯一的,比如陈秋民教授就做过这样的实验.如图4所示,在烧杯中放入适量水,将高压灌装液体倒置喷向烧杯,水很快就结冰了.老师如果顺势把汽化吸热的知识点复习一下,学生一定印象极深.但该实验不建议学生模仿,因为这种方式温度可降到-50 ℃.
教学有法,教无定法,好的实验教学方式举不胜举,希望本文能起到抛砖迎玉的作用.
1生活实例,激发兴趣
在上《磁体和磁场》一节内容时,笔者出示了如图1所示的写字板,演示磁力笔和磁力板擦相互配合写字和清除字迹的过程,请同学思考原理.很多学生小时候都用过写字板,觉得很亲切,但就是想不出个所以然来,老师的话勾起了他们浓厚的兴趣.为了知道其中的奥秘,接下来的课程中同学们异常投入.学到“同名磁极相互吸引,异名磁极相互排斥”时,他们豁然开朗.笔者提问:“有个小朋友很调皮,把这只神奇的笔丢了,他能用铅笔代替吗?”大家异口同声:“不行!”笔者犯愁了“那写字板没用了吗?哪位同学有解决的办法?” “用磁铁!”早有学生迫不及待地喊出来了.笔者把一块磁铁递给他,让他证实了一下.同学们终于揭开了儿时的迷,显得心满意足.
2巧设障碍,激发思维
笔者将伏安法测电阻设计成学生实验,把电阻阻值用白纸贴住,学生们有了欧姆定律的基础,很快就测出了阻值.接着笔者设置了一个障碍:换成阻值很大的未知电阻,让他们继续测量.学生发现电流太小,电流表无法使用.笔者借着设计的情景,指出当电流表无法使用时,能否利用电压表和刚才已测电阻测出新的未知电阻阻值呢?这下可难倒了一些同学,但是在另一些同学的带动下,他们很快也参与探究,并取得了成功,喜不胜收.笔者接着再设置障碍:“只做了一次实验,误差太大,能否利用手边器材,改善实验?”同学们发现了桌上的电阻箱,便又动手做了起来.单表测电阻的难点也就迎刃而解.
3展示魔术,引发想象
在讲《光的色彩 颜色》一节时,笔者播放了如图2所示的黑光剧:一位演员用手将另一位演员吸上吸下,同学们看得目不转睛.笔者提问:“人为什么悬空?”“有透明线吊着”、“有气功”、“有引力”……答案五花八门,课堂气氛异常活跃.当讲到“不透明物体的颜色由反射的色光决定,白色反射所有色光,黑色吸收所有色光”时,很多同学领会了其中的玄机:原来该魔术的核心道具是黑色的背景,一个穿黑色衣服的演员背着白衣演员上上下下.同学们都乐了,深切体会到了“黑色能吸收所有的色光”.
4设计情境,引发争议
在探究串并联电路电流特点时,老师把串联的两个小灯出示给学生,亮暗不同,问两小灯为什么亮度不同呢?因为老师知道学生只学过电流和电压,没有学过电功率,预料到他们都会从电流和电压方面考虑,总有部分同学认为电流流经一个用电器后会消耗一部分电能,所以另一个会变暗,但也会有一部分同学受上节课老师把电流比作水流的影响,认为电流只有一条路径,大小不变.争议由此产生,学生的探究欲望被激发起来,老师顺势让学生想办法如何证明自己的观点.有些机灵的小孩想到了把小灯的位置互换看亮度,有些聪明的学生想到了上节课学过测电流的仪器电流表,拆开电路测一下不就知道了嘛.智慧的火花四溅,学生们动手开始实践,老师预期的结论和一些生成性的小知识小技巧应运而生.
5逆向思维,发人深省
在讲机械能和内能时,笔者通过让学生们弯折铁丝,得到了“机械能可以转化成内能”的结论,很快有同学嘀咕开了:“那内能能转化成机械能吗?”笔者因势利导,问同学们说:“你们觉得可以吗?生活中有这样的例子吗?”有学生想到了烧水的例子,笔者立马拿出了酒精灯,给一个放有少量热水且用塞子塞紧的试管加热,随着“嘭”的一声巨响,学生们的身子都猛然向后一仰,大吃一惊,一起“哇”了出来,大家看到了塞子被喷出很远,试管口产生大量白雾,定了一下神,原理已经了然于心.如果再加上陈秋民教授的一个实验,那他们印象就更深了.如图3所示,在饮料瓶子放一点点烟雾,肉眼几乎看不见,拧紧瓶盖,用力一捏,瓶子是透明的,一放,瓶中充满白雾,一捏又透明了……如此重复展示给学生看,像变魔术似的.原来用手捏时,对气体做功,气体内能增大,白雾汽化;放手时,气体对外做功,内能减小,温度降低,水蒸气液化.极少量的烟雾起到了凝结核的作用.
再比如,笔者与学生在研究完奥斯特实验后,学生们知道了磁能生电,笔者问学生:“大自然中很多现象都是对称的,互逆的,那电能生磁吗?”学生们不假思索地说:“行!”笔者接着问:“那你们能实现吗?”教室里鸦雀无声.问题直奔主题,但跨度太大,笔者开始铺设台阶了:“想想要产生电流的条件是什么?”学生答:“电压和通路.”笔者继续启发:“那你们能用身边的导线、开关、灵敏电流计、线圈、磁体组成一个含有电源的通路吗?谁会是电源呢?你怎么知道有没有电流产生呢?自己动手能尝试一下这个伟大的发现过程吗?”学生们凭着对逆向思维的执着,在老师的指引下,认真地动起了手来.终于有几组成功了,笔者把先做成功的组员安排到有困难的小组中,就这样,像链式反应似的,很快全班同学都经历了一次真正的探索,异常兴奋.我们不断地深入下去,顺理成章地探究完了感应电流的大小和方向与哪些因素有关,还讲了科顿错失良机的故事,学生们觉得好玩,又为他惋惜,感受到了实验设计的重要性.类似的例子还有电动机和发电机可以互相改造,话筒和扬声器可以互相改造等.
6分析诱导,作出猜想
在探究完浮力与液体密度和排开液体体积有关后,笔者引导同学们猜想,浮力是力,但是排开液体的体积和排开液体的密度决定的是排开液体的质量,这两者之间到底有什么联系呢?很多同学经老师一提示,马上就猜想到“物体所受浮力大小可能与排开液体的重力有某种联系”.于是笔者让同学们从小桶、下沉的重物和漂浮的重物、弹簧测力计、细线中选择器材探究自己的猜想.因为是学生自己得出的猜想,他们目的明确,做起实验来有板有眼.有的组得出了下沉的重物“浮力等于排开液体的重力”,有的组得出了漂浮的物体“浮力等于排开液体的重力”,有的组两个结论都得到了,最后笔者告诉他们,早在两千多年前,著名的物理学家阿基米德就发现了这个原理.笔者让一位知识渊博的学生把阿基米德辨别真假皇冠的故事给大家讲了一下,同学们听得兴趣盎然.
7神奇现象,引人入胜
在探究物质熔化和凝固特点实验时,冰的熔化实验很容易做,只要事先用孩子吃果冻的塑料袋装些水,插入温度计,放入冰柜冷冻,到时取出观察读数即可,然而要做凝固实验用通常的思维方式却很难成功,因为不可能拿个冰柜来做该实验,然而当笔者出示一种神奇的液体,将试管放入其中时,学生发现纯水居然凝固了,同学们顿时惊奇万分,观察完凝固规律后,笔者揭秘其中的原理:笔者用了零下十几摄氏度的盐水溶液,低于纯水的凝固点,试管浸在里面,相当于放在冰柜里,同学们豁然开朗.本实验的另一个收获是使孩子们深刻理解了不同晶体有不同的凝固点.
当然想现场制冰方法也不是唯一的,比如陈秋民教授就做过这样的实验.如图4所示,在烧杯中放入适量水,将高压灌装液体倒置喷向烧杯,水很快就结冰了.老师如果顺势把汽化吸热的知识点复习一下,学生一定印象极深.但该实验不建议学生模仿,因为这种方式温度可降到-50 ℃.
教学有法,教无定法,好的实验教学方式举不胜举,希望本文能起到抛砖迎玉的作用.