在新课程的教学背景下,有了新的教学理念、手段及方法,而“情景教学”是物理教学的一种重要手段。教学中“情景”的设置可以是文字描述的形式,也可以是多媒体动画形式,当然最具体、最生动、最有吸引力的还是小实验。小实验由学生直接参与,让学生有一种身临其境的体验,获得的知识也来自于他的直接经验,这样不但可以激发学生的学习兴趣,而且有助于培养学生的各种能力,发挥学生的潜能和创造力的培养,同时还能对学生进行物理思想与方法的教育和培养,将直接影响教学效果。
一、运用小实验,激疑导入,营造物理情景

『典例1』在讲授《自由落体运动》时,先引导学生做一个小实验:测反应时间。教师先提出问题:同学们的反应一定很快,想知道你们的反应时间是多少吗?我这里有一把能够测量反应快慢的尺子(尺子事先在背面贴上位移对应的时间),哪位同学愿意上来测量一下?接着介绍规则:请一位同学把手放在尺的下部10cm处,做好捏住它的准备,眼睛盯住老师的手,当看到老师松手的动作后,立即用手指捏,越快越好(如图1)。并记下捏住的刻度。然后请告诉大家你捏住的刻度,是多少?教师结合尺的背面的时间刻度宣布:实验者的反应时间是××?学生很惊奇,想知道其中的奥秘。教师乘机说,今天我们来共同研究尺子下落的运动----自由落体运动。这样增强了求知欲,又顺利地引出了新课。

二、运用小实验,澄清认识,感悟物理世界
在学习某些物理知识前,由于先入为主和生活经验等原因学生会形成错误认识。为了纠正学生已形成的错误认识,建立正确的物理概念,充分挖掘物理教学的丰富内涵,巧妙利用小实验所展示的新奇的实验现象,同时抓住疑点巧妙运用设疑技巧,适时引导学生发现问题,从中感悟物理世界,收到很好的教学效果。
『典例3』在讲授《自由落体运动》时,为了建立正确的自由落体模型,我设计了以下对比实验。先从同一高度由静止同时释放一个铁球和一张纸片,结果铁球下落快。学生结合日常生活的经验就大胆认为,重物下落快。教师追问,这个结论是否具有普遍性呢?接着做实验,取两张相同的纸片,将其中一张用剪刀剪去一半,剩下的一半揉成纸团,再次从同一高度由静止同时释放纸团和纸片,结果观察到纸团下落快。学生仿照前一个实验的分析,得出结论:轻物下落快。教师进而提出:“两个实验为什么会得出相反的结论呢?”。学生思考后回答,物体下落的快慢与轻重无关,纠正了“重物下落快”的错误认识。教师引导:是什么共同的原因使纸片比铁球和纸团都下落得慢呢?学生想到:纸片受到空气的阻力作用比较大.然后再过渡到另一组对比实验,分别取三个相同深度的量筒A、B、C,并排放在水平桌面上,量筒B和C分别装上清水和洗洁精配制的溶液,将三个相同铁球同时同高度释放,观察到钢球运动的快慢不同,这说明阻力对物体的运动有影响,且阻力越大,对运动的影响越大。接着在量筒C里面再做实验,取形状和体积完全相同的铁球和塑料球,同时同高度释放,结果铁球运动快。从而得到阻力相对重力越小,对运动的影响就越小。教师再引导,如果没有阻力,物体下落的情况回怎样?自然地引出“牛顿管”实验,用抽气机抽走牛顿管中的大部分空气,里面近似认为是真空状态。将管中的羽毛和铁片同时同高度释放,结果观察到下落一样快。最后得出关键性的结论:没有阻力,物体只受重力由静止开始下落的运动的快慢都是相同的,物理上就把这种运动叫自由落体运动。
这些小实验虽然过程非常简单、操作也很方便。而且学生亲手操作增加了实验的真实性,也提高了学生的吸引力,而对直接参与的实验者来说,既满足了好奇心,也有了成功的体验,从中感悟到物理世界的奇妙。
三、运用小实验,参与合作,探究物理规律
在新课程的理念下,把培养学生的合作学习能力和探究能力放到特别重要的位置。探究式学习是通过发现问题、研究探索,从而获取技能的一种学习形式。这种学习形式的关注是探究的过程,培养的是学生的思维能力特别是创造性思维能力的培养。在物理课堂教学中,老师必须选择时机,精心设计小实验来培养学生的合作、探究能力。
『典例4』在讲授《曲线运动》时,要求学生利用提供的器材设计实验探究物体做曲线运动的条件。提供的器材是为光滑玻璃板、小钢球、磁铁和加速斜槽。学生分小组合作,先制定实验方案,然后进行探究,最后交流展示。学生的实验探究过程与结果记录如下。

实验条件及结果记录表格:小球在玻璃板上的运动初速度:沿水平标志线向右.
|
次 数 |
是否放置磁铁 及磁铁位置 |
小球运动轨迹 |
受力情况 |
图示 序号 |
|
1 |
没有放磁铁 |
直线 |
合力为0 |
a |
|
2 |
放在小球正后方 |
直线 |
合力与运动速度方向相反 |
b |
|
3 |
放在小球正前方 |
直线 |
合力与运动速度方向相同 |
c |
|
4 |
放在小球右侧 |
曲线 |
合力与运动速度不在一条直线上 |
d |
|
5 |
放在小球左侧 |
曲线 |
合力与运动速度不在一条直线上 |
e |
最后得出结论:物体做曲线运动的条件是受到合外力,且合外力与速度不在同一直线上。
虽然是小实验,如果采用生活或实验室中的一些常见易得的器材来完成,这样让学生们觉得接近生活实际,更加相信物理就在我们的身边,同时对物理教学起着十分重要的作用,在我今后的物理教学中将会起到更大的作用。
四、运用小实验,验证应用,掌握物理知识
为了让学生理解知识、掌握知识,最终能灵活应用知识。虽然在物理知识很多来自于生活实际,但高于生活,尤其是有些知识又非常抽象,单凭学生自己的生活经验以及现有的知识很难理解,而教师则可以通过精心设计一些小实验,增加学生对知识的感性认识,从而使知识变得容易理解和掌握。
『典例5』


『典例6』在讲授《力的分解》中的斜面上物体的重力分解时,教师设计了一组小实验。如图5(甲),取一块长方形的夹板碎片,将一端放在平整的桌面上,另一端垫上书本,让夹板碎片形成一个斜面,将一个带有轮子的小车放在斜面上(忽略摩擦),手通过连接小车的橡皮条拉住小车。使小车静止,观察。观察发现,与小车连接的橡皮条拉长了,说明小车有沿斜面向下的分力(重力的一个分力);同时看到夹板发生弯曲,说明有垂直斜面向下的分力(重力的另一分力)。如果在小车上加上几个钩码(即增加了车的重力),再观察。观察发现,斜面的弯曲程度变大,与小车相连的橡皮条变长了。这说明重力的两个分力因重力的增大而增大。如果改变(增大)斜面的倾角θ,如图2(乙)重复上面的实验,再观察。观察发现,斜面的弯曲程度变小,而与小车相连的橡皮条变长了。这说明,斜面上物体的重力的两分力方向为沿斜面向下和垂直斜面向下,F1使物体下滑(故有时称为“下滑力”), F2使物体压紧斜面(如图6).其大小与斜面的倾角θ有关,且垂直斜面的分力F2随倾角θ的增大而减小,沿斜面向下的分力F1随倾角θ的增大而增大。即验证了两分力F1=mgsinθ,F2=mgcosθ的正确性。

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