论高效物理课堂教学的助教手段

2021-03-31
  演示实验不只属于新课教学——论高效物理课堂教学的助教手段
  
  文/郑华勇
  
  摘要:提高学生的学习效率,让学生在短时间内了解和掌握所学知识,它一直是为师者们的所追求的。物理课堂更不同于其他学科,它更需要老师去挖掘和开发别具一格的助教方式和手段。演示实验是非常重要的助教手段之一,但多用在新课教学中。习题课教学却用得极少甚至不用。演示实验不只属于新课教学。
  
  关键词:高效教学;助教手段;演示实验;习题教学
  
  演示实验对于新课教学是无可替代的。引入新课堂,分析新概念,探究新方法,验证新规律,恰到好处的课堂演示,既展现了物理的智慧,也流露了物理学研究之美。所以,老师们擅长于在新课教学中渗透演示实验,服务于新课课堂。殊不知,在习题教学中演示实验仍然可以扮演非常重要的角色。把实验教学贯穿到习题课教学中,主要有以下几个方面的作用:
  
  一、直观形象,了然于目
  
  有这样一道典型的关于“光的折射”的习题:
  
  如图1 所示,一个储油桶的地面直径与高均为d.当桶内没有油时,从某点A 恰能看到桶底边缘的B点。汤桶内油的深度等于桶高的一半时,仍沿AB 方向看去,恰好看到桶底上的点C,C、B两点相距d4.求油的折射率和光在油中传播的速度。
  
  本题教师对该题解析之后,如果配备实物演示出相关的情境,则如同锦上添花。实验的道具:烧杯(带刻度),激光笔,色拉油。将激光笔发出的光线投射至无油烧杯底角,让学生缓慢将油倒入烧杯,用一张黑纸作为背景,光线在油内的传播路径清晰可见。(www.fwsir.com)随着液面高度的升高,光线在烧杯底部的投射点发生移动。
  
  这样的实验教学,学生一看就能明白,不仅直观有趣,而且让学生更爱学物理,更喜欢物理习题课,充分展现了物理研究的内涵。
  
  二、可靠可信,泰然于心
  
  每一堂物理习题课,我们都可以思考是否可以穿插一些有趣而可行的实验。除了可以让学生深刻认识这类问题,更可以通过实验树立题目的典型性和可靠性。
  
  我们经常会让学生做这样一类题目:将摆长为L 的单摆固定于悬点O,在悬点的正下方P处有一枚铁钉,将悬线拉至水平,若静止释放的小球能绕过铁钉沿竖直方向做圆周运动,则OP间距离应满足什么条件?(如图2)学生利用机械能守恒定律,很容易求得结论。但是,或许学生更乐于看到真实的画面,来印证他们所求的'答案。
  
  我们可以把圆柱形强磁铁吸附在黑板上(现在黑板基本都可以被吸附),将细线夹在硬币和强磁铁之间,就构成了非常牢固的“支架”.而此操作正是为了使小球相对黑板平面悬空,而不至于在运动过程中与黑板发生摩擦。在黑板上画出一系列的水平等间距的平行线,用于标志小球所处的高度。
  
  三、有趣生动,畅然于怀
  
  提高课堂教学效率,积极创设课堂学习气氛,提高学生学习兴趣是关键。一堂好的物理课必然是生动有趣而富有物理内涵的。
  
  大家所熟知的运动学练习题:三个相同的小球分别沿三条光滑路径自顶端滑下,哪个环可以先滑到底端。
  
  本题是牛顿运动定律与运动学公式相结合的经典习题。学生利用自己所掌握的知识可以计算得出,三球将同时到达底端。这是一个“匪夷所思”的答案,但计算结果又的确是这样。我们可以用铝合金制成如图3 的教具。
  
  我们不一定有太多的金钱、精力和时间花在实验器材的设计和制作上。但凭借物理老师特有的对真理和结论的探究精神,也该多做一些简单的尝试,以追求更高效的物理课堂。
  
  四、探索求真,豁然于胸
  
  物理教学研究的本质是实验探索与理论研究的结合。在习题讲解中渗透实验教学,对发展和培养学生的创造性思维及动手能力,有着极大的帮助。而面对具体题目,通过课堂演示实验去探知和求索,更能彰显物理学的科学与严谨。
  
  有这么一道例题:有一个电流表G,内阻Rg =30 赘,满偏电流Ig=1mA.要把它改装为量程为3V 的电压表,要串联多大的电阻?
  
  我们可以自己设计以下两个分练习题与三个针对这些练习的课堂演示。
  
  问题一:当我们用灵敏电流计测电路中的电流时,电流计的内阻总会给测量结果带来影响。请同学们设计一些测量该电阻的方案。
  
  实验一:用伏安法或欧姆表测电流计的内阻
  
  问题二:现在大家已经测出了灵敏电流计的内阻Rg,表盘现实改电流计的满偏电流为Ig,若要把它改装成3V量程的电压表,要串联多大的电阻呢?
  
  实验二:用问题二中计算出的阻值,准备电阻箱,与灵敏电流计串联后,改装电表。
  
  实验三:将改装后电压表连接在两节干电池两端,粗略验证改装后电表的量程是否准确。
  
  实验的结果不出意外,灵敏电流计恰好满偏。该实验的过程能够让学生体验对真理求索的过程,感受成果的喜悦。例题教学的效果甚佳。
  
  相比教师单一的例题、习题教学陈述以及简单的师生问答式互动,不管从直观性、可靠性、趣味性还是探究性角度去理解,课堂演示都凸显出其极大的优越性。学生能够从实验中轻松获得知识,这样的课堂教学更高效,这样的课堂时间花得值!
  
  (作者单位浙江省丽水中学)

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