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論高效物理課堂教學(xué)的助教手段
演示實(shí)驗(yàn)不只屬于新課教學(xué)——論高效物理課堂教學(xué)的助教手段文/鄭華勇
摘要：提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，讓學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)了解和掌握所學(xué)知識(shí)，它一直是為師者們的所追求的。物理課堂更不同于其他學(xué)科，它更需要老師去挖掘和開發(fā)別具一格的助教方式和手段。演示實(shí)驗(yàn)是非常重要的助教手段之一，但多用在新課教學(xué)中。習(xí)題課教學(xué)卻用得極少甚至不用。演示實(shí)驗(yàn)不只屬于新課教學(xué)。
關(guān)鍵詞：高效教學(xué)；助教手段；演示實(shí)驗(yàn)；習(xí)題教學(xué)
演示實(shí)驗(yàn)對(duì)于新課教學(xué)是無(wú)可替代的。引入新課堂，分析新概念，探究新方法，驗(yàn)證新規(guī)律，恰到好處的課堂演示，既展現(xiàn)了物理的智慧，也流露了物理學(xué)研究之美。所以，老師們擅長(zhǎng)于在新課教學(xué)中滲透演示實(shí)驗(yàn)，服務(wù)于新課課堂。殊不知，在習(xí)題教學(xué)中演示實(shí)驗(yàn)仍然可以扮演非常重要的角色。把實(shí)驗(yàn)教學(xué)貫穿到習(xí)題課教學(xué)中，主要有以下幾個(gè)方面的作用：
一、直觀形象，了然于目
有這樣一道典型的關(guān)于“光的折射”的習(xí)題：
如圖1 所示，一個(gè)儲(chǔ)油桶的地面直徑與高均為d.當(dāng)桶內(nèi)沒(méi)有油時(shí)，從某點(diǎn)A 恰能看到桶底邊緣的B點(diǎn)。湯桶內(nèi)油的深度等于桶高的一半時(shí)，仍沿AB 方向看去，恰好看到桶底上的點(diǎn)C,C、B兩點(diǎn)相距d4.求油的折射率和光在油中傳播的速度。
本題教師對(duì)該題解析之后，如果配備實(shí)物演示出相關(guān)的情境，則如同錦上添花。實(shí)驗(yàn)的道具：燒杯（帶刻度），激光筆，色拉油。將激光筆發(fā)出的光線投射至無(wú)油燒杯底角，讓學(xué)生緩慢將油倒入燒杯，用一張黑紙作為背景，光線在油內(nèi)的傳播路徑清晰可見(jiàn)。(m.panasonaic.com)隨著液面高度的升高，光線在燒杯底部的投射點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)。
這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生一看就能明白，不僅直觀有趣，而且讓學(xué)生更愛(ài)學(xué)物理，更喜歡物理習(xí)題課，充分展現(xiàn)了物理研究的內(nèi)涵。
二、可靠可信，泰然于心
每一堂物理習(xí)題課，我們都可以思考是否可以穿插一些有趣而可行的實(shí)驗(yàn)。除了可以讓學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)這類問(wèn)題，更可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)樹立題目的典型性和可靠性。
我們經(jīng)常會(huì)讓學(xué)生做這樣一類題目：將擺長(zhǎng)為L(zhǎng) 的單擺固定于懸點(diǎn)O,在懸點(diǎn)的正下方P處有一枚鐵釘，將懸線拉至水平，若靜止釋放的小球能繞過(guò)鐵釘沿豎直方向做圓周運(yùn)動(dòng)，則OP間距離應(yīng)滿足什么條件？（如圖2）學(xué)生利用機(jī)械能守恒定律，很容易求得結(jié)論。但是，或許學(xué)生更樂(lè)于看到真實(shí)的畫面，來(lái)印證他們所求的答案。
我們可以把圓柱形強(qiáng)磁鐵吸附在黑板上（現(xiàn)在黑板基本都可以被吸附），將細(xì)線夾在硬幣和強(qiáng)磁鐵之間，就構(gòu)成了非常牢固的“支架”.而此操作正是為了使小球相對(duì)黑板平面懸空，而不至于在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與黑板發(fā)生摩擦。在黑板上畫出一系列的水平等間距的平行線，用于標(biāo)志小球所處的高度。
三、有趣生動(dòng)，暢然于懷
提高課堂教學(xué)效率，積極創(chuàng)設(shè)課堂學(xué)習(xí)氣氛，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是關(guān)鍵。一堂好的物理課必然是生動(dòng)有趣而富有物理內(nèi)涵的。
大家所熟知的運(yùn)動(dòng)學(xué)練習(xí)題：三個(gè)相同的小球分別沿三條光滑路徑自頂端滑下，哪個(gè)環(huán)可以先滑到底端。
本題是牛頓運(yùn)動(dòng)定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式相結(jié)合的經(jīng)典習(xí)題。學(xué)生利用自己所掌握的知識(shí)可以計(jì)算得出，三球?qū)⑼瑫r(shí)到達(dá)底端。這是一個(gè)“匪夷所思”的答案，但計(jì)算結(jié)果又的確是這樣。我們可以用鋁合金制成如圖3 的教具。
我們不一定有太多的金錢、精力和時(shí)間花在實(shí)驗(yàn)器材的設(shè)計(jì)和制作上。但憑借物理老師特有的對(duì)真理和結(jié)論的探究精神，也該多做一些簡(jiǎn)單的嘗試，以追求更高效的物理課堂。
四、探索求真，豁然于胸
物理教學(xué)研究的本質(zhì)是實(shí)驗(yàn)探索與理論研究的結(jié)合。在習(xí)題講解中滲透實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)發(fā)展和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維及動(dòng)手能力，有著極大的幫助。而面對(duì)具體題目，通過(guò)課堂演示實(shí)驗(yàn)去探知和求索，更能彰顯物理學(xué)的科學(xué)與嚴(yán)謹(jǐn)。
有這么一道例題：有一個(gè)電流表G,內(nèi)阻Rg =30 贅，滿偏電流Ig=1mA.要把它改裝為量程為3V 的電壓表，要串聯(lián)多大的電阻？
我們可以自己設(shè)計(jì)以下兩個(gè)分練習(xí)題與三個(gè)針對(duì)這些練習(xí)的課堂演示。
問(wèn)題一：當(dāng)我們用靈敏電流計(jì)測(cè)電路中的電流時(shí)，電流計(jì)的內(nèi)阻總會(huì)給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)影響。請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)一些測(cè)量該電阻的方案。
實(shí)驗(yàn)一：用伏安法或歐姆表測(cè)電流計(jì)的內(nèi)阻
問(wèn)題二：現(xiàn)在大家已經(jīng)測(cè)出了靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻Rg,表盤現(xiàn)實(shí)改電流計(jì)的滿偏電流為Ig,若要把它改裝成3V量程的電壓表，要串聯(lián)多大的電阻呢？
實(shí)驗(yàn)二：用問(wèn)題二中計(jì)算出的阻值，準(zhǔn)備電阻箱，與靈敏電流計(jì)串聯(lián)后，改裝電表。
實(shí)驗(yàn)三：將改裝后電壓表連接在兩節(jié)干電池兩端，粗略驗(yàn)證改裝后電表的量程是否準(zhǔn)確。
實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不出意外，靈敏電流計(jì)恰好滿偏。該實(shí)驗(yàn)的過(guò)程能夠讓學(xué)生體驗(yàn)對(duì)真理求索的過(guò)程，感受成果的喜悅。例題教學(xué)的效果甚佳。
相比教師單一的例題、習(xí)題教學(xué)陳述以及簡(jiǎn)單的師生問(wèn)答式互動(dòng)，不管從直觀性、可靠性、趣味性還是探究性角度去理解，課堂演示都凸顯出其極大的優(yōu)越性。學(xué)生能夠從實(shí)驗(yàn)中輕松獲得知識(shí)，這樣的課堂教學(xué)更高效，這樣的課堂時(shí)間花得值！
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