物理活动教学探讨

2017-02-15李劝

物理通报 2017年1期

关键词：物理实验活动

李劝

(桂林市田家炳中学广西桂林 450004)

物理活动教学探讨

李劝

(桂林市田家炳中学广西桂林 450004)

作为物理教学一个重要环节，物理活动教学尚未引起一线教师的足够重视，对此进行了探讨，包括活动程序设计、活动方式设计、活动教学应注意的有关问题等.

物理教学活动程序设计方式设计应注意的问题

高中物理教学通常把培养抽象思维作为最高层次来认真对待，许多时候，我们沉浸在物理技术的世界里而忘了它的来源．物理活动教学作为一种以物理学科知识为主干以物理活动为载体的教学补充形式，给予学生提供了一个学得自由、思维开放的场所，学生易于获得亲身体验，可以克服高中物理教学中较为单一的采用抽象的符号形式学习的弊端．由于其教学更趋近于人们在解决实际问题中的情境和过程，增加学生对科学的亲切感，感到科学就在身边、探索科学奇境亲切而有意义，从而激励他们不断产生进化的进步．

1 活动程序的设计

从教育学看，学生通过动手实践、活动操作来获取一定的知识和技能，是一种全员参与的过程；而学习是学习者一个积极主动的建构过程，教学中只有学生的积极参与，才能时刻保持认知灵活性，所以，在活动教学的教学设计中，应不把学生的活动作为一种单向的接受外部影响的过程或学生主体单向作用于客体的过程，而把学生的发展机制建立在学生主体与物理环境客体相互作用的能动性与受动性的统一上，在各种类型活动中都应把学生置于活动的中心．

但是，与单纯意义上的盲目活动不同的是，活动教学应十分注意活动的动力及调控．因为，没有动力的活动是一种他律的活动，是不自觉的活动，没有调控的活动是盲目的活动，不自觉的、盲目的活动对知识的掌握和技能的形成是散乱的、随意的．因此，活动教学应是使活动成为一个带有自组织性质耦联系统，具有动力机制和调控机制，使之成为一种自由自觉而又有控制的活动，实现知、情、意的统一．因此，活动教学的组织的基本程序如图1所示.

图1 活动教学组织的基本程序

值得注意的是，教师的授课、指导是其中必不可少的组成部分，这种教学讲授指导与传统教学不同的是，讲授选择的内容是在学生研究、活动中所遇到的必须澄清的问题，有较强的针对性和启发价值，学生有欲成功感、迫切感，兴趣浓厚、注意力集中，问题易于澄清且问题澄清时学生容易得到情感满足．

2 活动方式设计

活动教学包括着理性思维和外部的操作实践两种活动，这两种活动相互作用着，以实现完整的科学认识过程．在物理活动教学中，理应包括有外部的实物活动、人物间的感知体验活动、人际间的交往活动和思维实验的探索活动等活动方式．但是，不管哪一类活动方式，都寄希望于学生在活动中得到亲身体验，由把握事物间的内在联系而达到对世界统一性的理解．具体在课堂教学上对物理教材内容的处理可以采取以下措施.

2.1 以实验为中心向外拓展

传统演示实验是以教师“实验——呈现”，学生“听——看”模式为教学基础的，这种方式限定了学生的多种感官的共同参与．改变传统演示实验方法，将演示实验由讲台扩大至学生的座位乃至课外学生更大的活动空间，改演示实验为学生探索性实验、师生协同实验、设计性实验等，引导学生主动参与到演示实验操作中，让学生亲自做一做、替换一些器材，甚至让自己成为实验仪器的一部分，使学生由被动地观察变为主动性实践，学生更易投入，兴趣更加浓厚．

案例1:用一节干电池开展法拉第发电机式电击

法拉第发现电磁感应现象的装置是各类电磁感应的开始，为了强化学生对这一创造性贡献的认识，并强化自感现象体验，我们在课堂上开展了“受电”体验并延伸到课外．方法是“我只用一节干电池就能让你感受到电击．”如图2所示，原线圈接100匝、副线圈接800匝，请几名学生手牵手与副绕圈连接成电路，短触原线圈电池，学生受到电流的刺击．

图2 接通干电池学生受到电流刺击的实验

“刚才是通电电击，我还可以断电让你受到电击．”如图3所示，再请同学做实验角色，仅使用800匝线圈，断开开关时他们感到了电流的刺击．

图3 断开干电池电源学生感受到电流刺击的实验

课后，许多男、女同学都用上述器材做了实验，有做800匝的、有做1 400匝的，高矮肥胖不同者，同一电流下感受各不相同，但各自受电时机灵的一下抵抗表情，大致相同．

具体扩展演示实验活动的方式很多，可将演示实验扩展活动归纳如图4所示.

图4 演示实验扩展活动归纳

比如替换式实验，改变现有的器材和装置，可以赋予它更多用途．如可拆式变压器，它的主要功能是用于变压器两个变比公式的演示，我们可以扩大它的实验功能：给原线圈通电，使在副线圈中感应出电流并改变匝数来演示法拉第电磁感应定律；拆去上边的铁心，给变压器的两个线圈通入直流电，可用于演示直流电磁铁的引力．医用注射器针筒虽然结构简单，但在演示实验中能够做出许多开发利用：将它与烧瓶相连，烧瓶中装入少量的水，加热后水蒸气推动活塞来演示蒸气做功；注射器充入一定的水后，用橡皮筋将注射器活塞一端与针头一端扎紧放在小车上，拔去针头后水向后喷射，小车向前跑动来演示反冲现象；注射器中的水向下流出，用摩擦后带电的橡胶棒靠近水流，在静电的作用下，水流弯曲……

再如，通常的演示实验总是去寻找预想中的已经定论的东西，实际上在特定条件下给一个错误反而更能激起学生探究的兴趣，更能培养学生的钻研精神，促使学生开动脑筋．如静电屏蔽实验，在电场中金属罩能起屏蔽作用是有条件的，如果形成电场在金属罩内，被屏蔽的物体在金属罩外，实验时教师很隐蔽的用手接触金属罩，学生观察到了屏蔽现象；然后让学生在进行模仿时，由于没有使金属罩接地，得不到屏蔽现象，出现实验现象与事实不符的矛盾，从而引起学生思考，直到发现问题和解决问题．

2.2 以思辨为中心向外扩展

提供发现的新知识和将发现的新知识用于实际情景、解决实际问题的机会，根据实际情况组合不同价值观和不同思考方式学生来创造良好的探究环境，让学生完成个别探究或小组探究，对形成原理的正确性进行检测和论证和再猜想．

活动构建：

(1)发现矛盾——从学习疑难、知识比较、内容深究、科技前沿、生活实际中捕捉问题；

(2)提出问题——如“静电场与激发电场相同与相异之处的比较”、“电磁感应过程中能量的转化过程和关系”等；

(3)制定方案——对课题进行初步分析，收集有关资料、信息，制定实施步骤；

(4)实验验证——实施研究方案，记录每阶段的观察、实验数据，根据实施情况对原方案进行必要的修改；

(5)得出结论——思考或分析数据，寻找规律，对结果进行最终的分析评价．

(6)展示对话——提交报告，同学相互讨论，解释同学提问，再思考等，对话中学生不断反思自己及他人的见解的合理性，评价它们与自己研究成果的一致性．

案例2：在电磁感应学习中，组织学生开展比较活动，让学生找出感应中的同与不同，能促进学生思维的敏捷性，产生创造性．

(1)比“感”、“应”

表1 感和应的比较

(2)比主动

表2 主动性的比较

(3)比起因

表3 起因的比较

(4)比电源

表4 电源的比较

2.3 科技制作活动

结合教材内容，启发学生进行一些简单、安全的科技及表演活动，包括课外实验作业、科技制作和组织性的表演活动等．这些活动丰富多彩、灵活多样、极其生动活泼，不受课堂时间、空间和器材的限制，可以因人而异、因地制宜，在激发学生解决问题动机、培养学生个性特长方面具有单纯知识训练不能取得的效果．

(1)先做后学

如在学“交变电流”一章前，组织学生制作交流发电机．为完成任务，学生需动脑筋找各种铜线、进行线圈绕制，有的直接绕、有的借助器械在瓶颈上绕或在其他器具上绕，有的用竹子或钉子做转轴，有的用可乐瓶或纸盒等做骨架，有的去2元店淘到环形磁铁、扣形磁铁、菱形磁铁等等，都需要发挥创造性．有做得特别好的，还能以背板做固定，以木柄做轴用以连续转动，使工艺精致．

(2)创延伸再做

一些课内的问题学生未能参与到或未能做好或尚有疑问或有趣的，可组织它们延伸至课外再做.如用直尺下落测量听觉——运用反应时间、自制验电器、滴水法测重力加速度，制作一个自动控制器等．

(3)创新设计

将知识与生活、课堂知识与课外知识实现嫁接、融合，进行多种多样的小实验制作和探究，特别是利用新材料、新技术进行科技制作．近年来，多种多样的新材料、新技术已经进入到了日常生活和学生们的手中，与学生时常相依相伴，如激光唱片、移动电话、摇控小车等．这些随手可得的而又具有低值——高科技背景的物品以及其他日常生活用品，是我们进行各种实验的好仪器．如用玩具马来演示马蹄与地之间的相互作用，用卷成的锡纸来代替金属棒、制作小火箭，用CD做分光计观察不同光源的光谱等．这些来自生活的实验使学生倍感亲切，从而钻研、体验到生活与物理的关系，今后懂得用物理的眼光来观察或思考周围世界．

(4)现场操作比赛

如电源制作比赛、教具制作比赛、动力小车比赛、水火箭比赛、抛石机比赛等．

2.4 其他活动元素在教学中渗透

活动教学元素包括查找资料、观察、制作、实验、讨论、读课外书、社会调查等，可在各类课型中渗透其活动思想及元素．其方式及途径如表5所示.