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例談物理課的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入
例談物理課的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入 連云港市東港中學(xué) 陳勝利 1月15日所謂"實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入"指的是運(yùn)用實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入新課。它是課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開端，與一切有目的的行為一樣，良好的開端具有十分重要的意義。實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入的主要任務(wù)是在學(xué)習(xí)者和新的學(xué)習(xí)課題之間創(chuàng)設(shè)理想的誘發(fā)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和愿望，使具有課題意識(shí)，明確學(xué)習(xí)目的，動(dòng)員必要的已有經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識(shí)，運(yùn)用學(xué)會(huì)的學(xué)習(xí)方法。
實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入是物理課堂導(dǎo)入的最主要的方法。筆者在教學(xué)實(shí)踐中主要采用了以下一些方法 ，現(xiàn)舉例說明，與同行討論。
1、驚奇現(xiàn)象導(dǎo)入法。這是一種相當(dāng)普遍的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入方法。利用學(xué)生意想不到的奇特現(xiàn)象，喚起學(xué)生的注意，引起學(xué)生思考，從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲望而導(dǎo)入新課。
例1：大氣壓強(qiáng)-覆杯實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入
將一只玻璃杯灌滿水，用一張塑料卡片蓋在杯口上，再按住卡片把水杯倒過來。問，當(dāng)把手移開后，會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？松手后學(xué)生驚訝不已。從而激發(fā)了學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣。
2、黑箱導(dǎo)入法。所謂"黑箱"是指內(nèi)部結(jié)構(gòu)和機(jī)制不清楚的系統(tǒng)，可以通過輸入某種信息，從獲得的輸出信息中推斷該系統(tǒng)的可能結(jié)構(gòu)模式和機(jī)制。這種研究方法就稱之為"黑箱方法"利用它創(chuàng)造的神秘感可以喚起學(xué)生的高度注意和積極思維，同時(shí)可以使學(xué)生得到科學(xué)方法的訓(xùn)練。
例2：能量的轉(zhuǎn)換與守恒-魔筒導(dǎo)入。
這是一只金屬圓筒，稱之為"魔筒"，我把它沿臺(tái)面滾出去，看一看會(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生？演示后學(xué)生奇怪，滾出去的圓筒還會(huì)滾回來，而且還反復(fù)地滾來滾去？原來筒里面有二根橡皮筋中間拴著一個(gè)重物（如圖）。為什么這樣的結(jié)構(gòu)就會(huì)產(chǎn)生這種奇特的運(yùn)動(dòng)？在運(yùn)動(dòng)過程中能量是怎樣轉(zhuǎn)換的？學(xué)習(xí)了下面的課題，這些問題就不難解決。
3、配合故事導(dǎo)入法。在物理學(xué)的發(fā)展過程中，充滿著許許多多妙趣橫生的故事和傳說，如果在課堂教學(xué)中選用一些故事片斷，并做一些模擬演示，就會(huì)創(chuàng)設(shè)出非�；钴S的學(xué)習(xí)情境。
例3：大氣壓強(qiáng)-模擬馬德堡半球?qū)嶒?yàn)導(dǎo)入。
這兒有兩個(gè)橡皮半球，用力將它們擠壓而合在一起，請(qǐng)兩個(gè)力氣大的同學(xué)上來，看他們能不能把兩個(gè)半球拉開？他們費(fèi)了九牛二虎之力都沒有拉開，這是為什么？其實(shí)，早在十七世紀(jì)的時(shí)候，德國馬德堡市長、科學(xué)家格里克就當(dāng)眾做了一個(gè)精彩的實(shí)驗(yàn)。他所用的黃銅半球直徑約20厘米，抽氣以后兩邊共用了十六匹馬才把兩個(gè)半球拉開。這就是轟動(dòng)世界的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。剛才的實(shí)驗(yàn)，我可以不費(fèi)吹灰之力就把它拉開（演示）。誰知道我是怎樣把它拉開的？--放氣（學(xué)生笑了）。為什么抽氣以后就拉不開呢？（板畫）。球的周圍有什么？空氣。顯然是空氣對(duì)球施加了壓力。這些實(shí)驗(yàn)生動(dòng)地告訴我們，大氣存在壓強(qiáng)。
4、解決實(shí)際問題和實(shí)驗(yàn)競賽導(dǎo)入法。創(chuàng)設(shè)一種解決實(shí)際問題的情境或者以雙方競賽來解決某一實(shí)際問題的形式導(dǎo)入新課，往往也能產(chǎn)生很好的效果。
例4：兩力的合成-拉健身彈簧導(dǎo)入。
黑板前掛了一只健身拉力器，請(qǐng)一位同學(xué)上來拉彈簧的下端把手，要求拉到黑板上劃線的位置（請(qǐng)一位力氣小的女同學(xué)，沒能拉到位）。這位同學(xué)費(fèi)了很大的力氣，但沒能完成任務(wù)。誰能來幫她一把？（實(shí)驗(yàn)：兩位小同學(xué)共同用力把彈簧拉到了線下）。哪位同學(xué)能獨(dú)立地把彈簧拉到線下？（上來一位同學(xué)完成）。這位同學(xué)的力氣不小，一個(gè)人就頂上了兩個(gè)小同學(xué)的力氣。換句話說，把彈簧拉到線下，他所施的力與兩個(gè)小同學(xué)共同施力的效果相同。當(dāng)一個(gè)力的作用效果和兩個(gè)力的作用效果相同時(shí)，物理學(xué)上就把這個(gè)力叫做另兩個(gè)力的合力。由于實(shí)際問題中一個(gè)物體往往受多個(gè)力的作用，從效果上用一個(gè)力來代替幾個(gè)力，就會(huì)使問題得到簡化，因此求合力是很有意義的。本節(jié)課我們就來研究一種最簡單的情況--求同一直線上的兩個(gè)力的合力。
例5：簡單機(jī)械-撬木板導(dǎo)入。
在講新課以前，請(qǐng)同學(xué)們幫我完成一件工作。誰能僅用自己的雙手把釘在一起的兩塊木板扳開？（同學(xué)們紛紛舉手，爭先恐后地要求上臺(tái)）。（請(qǐng)一個(gè)力氣大的同學(xué)上臺(tái)，但怎么也扳不開）�？磥韮H憑我們的氣力是難以完成這一工作的。類似這樣的工作很多，好在人類可以利用自己的智慧，創(chuàng)造出一定的工具來解決這些難題。誰能利用一把大的螺絲起子把這兩木塊分開？（請(qǐng)一位小的女同學(xué)上臺(tái)，輕而易舉地把木板撬開了）。這個(gè)同學(xué)使用的是一種最簡單的機(jī)械，它有什么特點(diǎn)？為什么能輕而易舉地把木板分開？它有哪些應(yīng)用？這就是下面我們要討論的內(nèi)容。
5、實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)導(dǎo)入法。利用實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)，既可以創(chuàng)造一種直觀的環(huán)境，又可以較好地起到承上啟下的作用。
例6：阿基米德原理-復(fù)習(xí)浮力實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入。
上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了浮力的概念。請(qǐng)問，我們是怎樣證明下沉的物體受到浮力的？（取出實(shí)驗(yàn)裝置，回憶實(shí)驗(yàn)過程）。當(dāng)我們把重物從空氣中像電視慢動(dòng)作一樣地逐步放入水中，想一想，物體受到的浮力是怎樣變化的？由此猜想一下浮力與什么因素有關(guān)。（演示、觀察、回答：隨著深度的增大而增加）。按照你們的說法，也就是浮力的大小與物體所處的深度有關(guān)，是嗎？請(qǐng)?jiān)倏匆槐檠菔�。�?dāng)物體浸沒水中后，浮力就不再改變，顯然不能認(rèn)為浮力與深度有關(guān)。那么，在上述的實(shí)驗(yàn)中，除了深度改變外，還有什么因素在改變呢？物體浸入水下的部分在改變。未浸入時(shí)浮力為零，隨著浸入的部分變大，浮力也就變大；完全浸沒以后，浸入的部分不再改變，浮力的大小也就不變。二千多年前，阿基米德為完成皇帝交給他的任務(wù)--辨別皇冠的真?zhèn)慰嗫嗨妓鳎?dāng)他洗澡的時(shí)候，無意中發(fā)現(xiàn)浴缸的水被溢出時(shí)，猛然想起了身體入水部分的體積跟排開的水的體積相等，他欣喜若狂地喊到："我想出了，我想出了！"從這里我們能得到什么啟發(fā)嗎？--浮力與物體排開水的體積，或者說，與排水量有關(guān)。下面我們就用實(shí)驗(yàn)來研究這個(gè)問題。
實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入的類型很多，同一個(gè)課題可以有許多不同的導(dǎo)入方法。選擇的依據(jù)主要是教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)和學(xué)生的情況。一般在學(xué)習(xí)單元開始時(shí)或課題比較平直，可以考慮選擇趣味性較強(qiáng)的演示法和故事法；如果學(xué)生存在著較頑固的錯(cuò)誤概念，就需要選擇能激起強(qiáng)烈思維沖突的方法；如果課題與前面所學(xué)知識(shí)的聯(lián)系性較強(qiáng)，而學(xué)生的準(zhǔn)備知識(shí)又不足，則選擇復(fù)習(xí)導(dǎo)入的方法；應(yīng)用性較強(qiáng)的課題，多引用聯(lián)系實(shí)際的方法；對(duì)年齡較小的學(xué)生，可多用競賽的方法。
實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入的基本結(jié)構(gòu)大體是：創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境--激發(fā)思維沖突--明確學(xué)習(xí)目標(biāo)--鋪設(shè)達(dá)標(biāo)階梯。
1、在導(dǎo)入階段創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，提供新穎、奇特、驚險(xiǎn)、多變的現(xiàn)象，配合教師生動(dòng)的語言、抑揚(yáng)頓錯(cuò)的語調(diào)及運(yùn)用其它對(duì)比鮮明的教學(xué)媒體，能夠很好地喚起學(xué)生的無意注意，激發(fā)學(xué)生的直覺興趣，但更重要的是，要依靠所創(chuàng)設(shè)的實(shí)驗(yàn)情境的內(nèi)容和教師的引導(dǎo)將學(xué)生的無意注意轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸庾⒁狻Ｔ鰪?qiáng)趣味性的途徑有兩條：一是選擇趣味性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)；二是巧妙設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)程序，運(yùn)用語言的藝術(shù)魅力，激其情又引其疑。
2、激發(fā)認(rèn)知沖突，這是保持學(xué)生有意注意、激勵(lì)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)最有效的途徑。當(dāng)新奇生動(dòng)的現(xiàn)象出乎學(xué)生的意料之外時(shí)，好奇的心理驅(qū)使他們積極地思索，但不一定能趨向于教學(xué)的目標(biāo)，也不一定會(huì)產(chǎn)生劇烈的認(rèn)知沖突。需要教師精心地引導(dǎo)和組織，及時(shí)地抓住學(xué)生閃現(xiàn)出來的認(rèn)知矛盾，掀起思維沖突的狂瀾，使學(xué)生產(chǎn)生渴望解決問題，又感到僅用自己現(xiàn)有的知識(shí)無法解決問題的心理矛盾。這可以說是決定導(dǎo)入階段成敗最關(guān)鍵的一環(huán)，特別是那些學(xué)生存在頑固的前科學(xué)概念的課題。例如，學(xué)生中普遍存在"力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因"的觀點(diǎn)，它是形成牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律教學(xué)難點(diǎn)的根源。因此在該課題的教學(xué)中，應(yīng)設(shè)法讓學(xué)生的錯(cuò)誤觀點(diǎn)暴露出來，再加以擊破。
3、明確目的，建立聯(lián)系，這是導(dǎo)入定向的重要環(huán)節(jié)。在激起思維沖突以后，應(yīng)當(dāng)使學(xué)生明確學(xué)習(xí)的目標(biāo)和解決問題的途徑。
當(dāng)然，這些導(dǎo)入的環(huán)節(jié)，并不是死板的模式，可以靈活多變地加以應(yīng)用。在許多情況下，導(dǎo)入結(jié)構(gòu)并非都是截然分開的四段。而且不同的整體課堂結(jié)構(gòu)，要求有不同的導(dǎo)入結(jié)構(gòu)。在導(dǎo)入階段，可以有側(cè)重地完成某一、二項(xiàng)任務(wù)，而其它的任務(wù)放在展開的階段完成。
一般來說，優(yōu)秀的課堂實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入方案應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：
�。�1） 創(chuàng)設(shè)情境和諧，能引起學(xué)生的注意和興趣；
（2） 課題意識(shí)明確，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望；
�。�3） 銜接自然，能調(diào)動(dòng)學(xué)生知識(shí)、方法上的準(zhǔn)備；
�。�4） 實(shí)驗(yàn)與語言的配合密切，能引導(dǎo)觀察和積極思考；
�。�5） 導(dǎo)入時(shí)間掌握得當(dāng)，緊湊。
以上是筆者對(duì)于物理課堂實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入設(shè)計(jì)的一鱗半爪的認(rèn)識(shí)，難免有以偏概全之嫌，在此拋磚引玉，與同行共議。
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