矛盾情境在物理实验教学的应用论文

时间:2021-08-31

  摘要:物理学是一门以实验为基础的自然学科,实验教学能使学生有效地掌握物理基础知识,有助于培养学生的动手能力和科学态度。在物理实验教学中设置矛盾情境,激发学生学习物理的兴趣和探究的欲望,学生在解决矛盾的过程中,认知水平和表达能力将得到提高。

  关键词:物理实验教学;矛盾情境;科学态度

  伽利略曾说过“一切规律都是从观察和实验中得来的”,物理课程标准中指出科学探究及物理实验能力要求,全国卷高考物理实验部分约占15%,充分显示了实验的重要性。物理实验作为物理教学的重要手段,在物理教学中的地位和作用可见一斑。如何提高物理实验课堂教学的有效性?方法各有不同,本文从矛盾情境设置方面进行剖析,充分利用学生的认知冲突,通过激化矛盾,引发学生的思维冲突,从而打破低级的平衡。此时,学生的思维看似受到阻滞,其实是在进行思考和交锋,一旦有所突破,必然达到高层次的课堂和谐境界。以下从几个例子进行剖析。

  一、探究动摩擦力大小是否与接触面的大小有关

  在这一探究实验中,设计让学生在水平长木板上用弹簧测力计拉动同一个长方体木块,分别以大小不同的表面做匀速直线运动,学生得出滑动摩擦力大小与接触面的大小无关的结论后,突然有一小组学生提出相反的结论,说他们用木块不同大小的`表面作为接触面,结果弹簧测力计的示数并不相同,说明滑动摩擦力大小也不同。其实这正是课前有意设置的矛盾情境,在课前准备实验器材时,教师特意让这小组同学的长方体木块六个表面的粗糙程度不相同。教师首先肯定了这组同学实事求是的科学态度,并鼓励同学们积极地寻找原因,就这样,一石激起千层浪,课堂气氛立即活跃起来,在教师有序引导下,同学们开始了热烈的研究和讨论,最终发现了问题所在。

  二、测量电源的电动势和内阻

  测量电源的电动势和内阻实验可以有两种测量方法:实验课堂中让两大组学生用图甲方法测量,另外两大组同学用图乙方法测量,得到实验数据后用图像U-I进行处理,结果用图甲的有相同结果的小组,也有不同结果的小组;用图乙的也得到类似的结果。这给学生剧烈的矛盾冲突,此时教师再指出哪组用的新电池,哪组用的是旧电池,同时引导学生从实验原理方面对图甲、图乙进行分析,得到使用不同方法的误差分析。当然本课也可以不提供实验原理图,只提供实验仪器,让学生自主设计实验,这样结果更是“五花八门”,然后巧妙地引导学生进行分析,这样设计对学生要求更高。在物理实验课堂中教师可根据教学对象的实际能力、知识水平、学习状态,巧妙地创设不同难度层次的矛盾情境,使学生对教学内容产生好奇、困惑、矛盾的心理,唤起他们探求和解决问题的动机和行为,使学生针对问题开展积极主动、紧张活泼的思维活动,促进学生认知结构进一步有机化,从而优化物理课堂。

  三、课堂演示实验中巧设矛盾情境

  例如,在教学《楞次定律》时,教师可以设计对比演示实验使学生感悟楞次定律的内容。让磁体在铝管中(用两根铝管对比,一根是完好的,另一根在管壁割开一条豁口,使管中不能产生感应电流)下落。演示实验时,让豁口背向学生,学生可以看到,有一铝管中的磁体下落要缓慢得多,然后再把豁口面向学生重复实验。设置的矛盾情境和问题,能够很好地唤起学生的无意注意,使学生产生强烈的探究欲望,为后续楞次定律的学习提供了素材和心理基础。又比如,在教学《变压器》时,教师可以给学生表演一个魔术,小灯泡不接电源,也可以让灯泡发光。在教学变压器输入电压过程中,教师还可以用直流电作为输入电压,让学生观察开关闭合、断开情况,因电流较小,注意把小灯泡改成灵敏电流计。这样学生在学习中不断发现矛盾问题,在探究中解决问题,在比较愉快的氛围下接受知识。中学生的理解能力是有限的,教师借助课堂演示实验把规律的形成过程、思维过程充分展示给学生,一定能取得良好的教学效果。总之,在物理实验教学中,教师要多设计矛盾情境,让学生动手、动脑、动口,多观察实验现象。对同一问题,教师应要求学生善于全方位、广角度、多途径去分析思考,从而发展学生的形象思维与求异思维,培养学生的创新能力,使学生逐步实现由学会到会学的转变,使高中物理实验教学向着有效性的方向发展。当然物理实验教学中设置矛盾情境的情况不仅限于以上几个方面,教师要善于把握教材的知识形成脉络,注重学生思维形成的渐进过程。不同的学生个体,个体体验不同,获得的教学效果也不尽相同。这就要求我们物理教师要多钻研教材,熟悉学情,在教学过程中富有智慧,富有个性,善于学习,善于总结,不断提高教学技能。

  参考文献

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