例谈物理课的实验导入
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作者: 任志华
所谓“实验导入”指的是运用实验导入新课。它是课堂实验教学的开端,与一切有目的的行为一样,良好的开端具有十分重要的意义。实验导入的主要任务是在学习者和新的学习课题之间创设理想的诱发情境,激发学生学习兴趣和愿望,使其具有课题意识,明确学习目的,牵动必要的已有经验和认识,运用学会的学习方法,进行新知的探讨。
实验导入是物理课堂导入的最主要的方法。本人在教学实践中主要采用了以下一些方法,现举例说明,与同行讨论。
1.配合故事导入法。在物理学的发展过程中,充满着许许多多妙趣横生的故事和传说,如果在课堂教学中选用一些故事片段,并做一些模拟演示,就会创设出非常活跃的学习情境。
例如:大气压强――模拟马德堡半球实验导入。
这儿有两个橡皮半球,用力将它们挤压而合在一起,请两个力气大的同学上来,看他们能不能把两个半球拉开。他们费了九牛二虎之力都没有拉开,这是为什么?其实,早在十七世纪的时候,德国马德堡市长、科学家格里克就当众做了一个精彩的实验,他用直径约20厘米的两个黄铜半球扣在一起,抽出里面气体以后,两边共用了十六匹马才把两个半球拉开。这就是轰动世界的马德堡半球实验。刚才的实验,我可以不费吹灰之力就把它拉开(演示)。谁知道我是怎样把它拉开的?――放气(学生笑了)。为什么抽气以后就拉不开呢?球的周围有什么?空气。显然是空气对球施加了压力。这些实验生动地告诉我们,大气存在压强。
2.实验竞赛导入法。创设一种解决实际问题的情境,以双方竞赛来解决某一实际问题的形式导入新课,往往也能产生很好的效果。
例如:简单机械――撬木板导入。
在讲新课以前,请同学们帮我完成一件工作。谁能仅用自己的双手把钉在一起的两块木板扳开?(同学们纷纷举手,争先恐后地要求上台)。请一个力气大的同学上台,但怎么也扳不开。看来仅凭我们的气力是难以完成这一工作的。类似这样的工作很多,好在人类可以利用自己的智慧,创造出一定的工具来解决这些难题。谁能利用一把大的螺丝起子把这两木块分开?(请一位小的女同学上台,轻而易举地把木板撬开了)。这个同学使用的是一种最简单的机械,它有什么特点?为什么能轻而易举地把木板分开?它有哪些应用?这就是下面我们要讨论的内容。
3.惊奇现象导入法。这是一种相当普遍的实验导入方法。利用学生意想不到的奇特现象,唤起学生的注意,引起学生思考,从而产生强烈的求知欲望而导入新课。
例如:大气压强――覆杯实验导入
将一只玻璃杯灌满水,用一张光滑塑料卡片盖在杯口上,再按住卡片把水杯倒过来。问,当把手移开后,会产生什么现象?松手后学生惊讶不已。从而激发了学生强烈的学习兴趣。
4.黑箱导入法。所谓“黑箱”是指内部结构和机制不清楚的系统,可以通过输入某种信息,从获得的输出信息中推断该系统的可能结构模式和机制。这种研究方法就称之为“黑箱方法”。利用它创造的神秘感可以唤起学生的高度注意和积极思维,同时可以使学生得到科学方法的训练。
例如:能量的转换与守恒――魔筒导入。
这是一只金属圆筒,称之为“魔筒”,我把它沿台面滚出去,看一看会有什么现象发生?演示后学生奇怪,滚出去的圆筒还会滚回来,而且还反复地滚来滚去。原来筒里面有二根橡皮筋中间拴着一个重物。为什么这样的结构就会产生这种奇特的运动?在运动过程中能量是怎样转换的?学习了下面的课题,这些问题就不难解决。
5.实验复习导入法。利用实验复习,既可以创造一种直观的环境,又可以较好地起到承上启下的作用。
例如:阿基米德原理――复习浮力实验导入。
上节课我们学习了浮力的概念。请问,我们是怎样证明下沉的物体受到浮力的?(取出实验装置,回忆实验过程。)当我们把重物从空气中像电视慢动作一样地逐渐放入水中,想一想,物体受到的浮力是怎样变化的?由此猜想一下浮力与什么因素有关。(演示、观察、回答:随着深度的增大而增加。)按照你们的说法,也就是浮力的大小与物体所处的深度有关,是吗?请再看一遍演示。当物体浸没水中后,浮力就不再改变,显然不能认为浮力与深度有关。那么,在上述的实验中,除了深度改变外,还有什么因素在改变呢?物体浸入水下的部分在改变。未浸入时浮力为零,随着浸入的部分变大,浮力也就变大;完全浸没以后,浸入的部分不再改变,浮力的大小也就不变。二千多年前,阿基米德为完成皇帝交给他的任务――辨别皇冠的真伪苦苦思索,当他洗澡的时候,无意中发现浴缸的水被溢出时,猛然想起了身体入水部分的体积跟排开的水的体积相等,他欣喜若狂地喊到:“我想到了,我想到了!”从这里我们能得到什么启发吗?――浮力与物体排开水的体积,或者说,与排水量有关。下面我们就用实验来研究这个问题。
总之,实验导入的类型很多,同一个课题可以有许多不同的导入方法。以上是本人对于物理课堂实验导入设计的一鳞半爪的认识,难免有以偏概全之嫌,在此抛砖引玉,与同行共议。
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