(二)进行物理现象教学的途径和方法

(1)充分重视物理实验

物理教学离不开物理实验,这一方面是由于物理学本身是一门以实验为基础的科学,另一方面是由于学生物理知识的学习过程要借助生 动、形象的实验现象,这是被长期物理教学实践所证实的。因此我们在教学中绝不能只为了应付各种考试而挤掉实验,要将物理实验的演示和操作提高到和知识教学同等重要的地位上来,要从学生学习知识、掌握方法的高度来认识物理实验。课上的演示实验一方面向学生展示了在日常生活中不易观察到的物理现象,为学生的学习创设必要的物理情景; 另一方面也是将复杂的物理现象进行的科学的简化,提高了观察信息的信噪比,从而便于学生在观察中抓住问题的本质。如光电效应的实验结论,是在学生头脑中一片空白的情况下进行学习的,如若不进行演示实

验,为学生提供基本的感性认识素材,那么学生也就只能死记硬背结论, 时间一长出现记忆差错也就不足为怪了。

再如初中学生在连接电路实物图时之所以总出错,其中很重要的原因之一就是实际的电路元件与图形符号间的联系在头脑中尚未建立起稳固的连接通道,这正是需要通过不断的感知操作在头脑中建立起抽象与具体之间的密切联系。又如透镜的成像规律虽然课上讲了,演示实验也

做了,但学生总还是记不住或记混。这是由于如此抽象的规律只靠简单的讲和演示,是很难在学生头脑中形成较全面、稳定的表象图景的。只有通过实际的动手操作,感知各种成像情况的具体条件,并结合它们在实际中的应用,方能在学生头脑中留下较深的印痕。

可见,物理实验在现象教学中有着十分突出的地位,因此我们一定要重视每一个演示实验和学生实验,同时还应结合具体教学内容和学生的实际设计一些补充实验或课外小实验,以丰富学生对物理现象的感知内容。

  1. 充分发挥观察想象的作用

对物理现象的教学不能只狭隘地理解为对真实实验现象的教学,很多在中学阶段不能做实验的教学内容,学生在学习时同样需要具体表象的支撑。这就需要我们打开思路,挖掘各种有利于学生形成表象的“间接”物理现象。

①摸拟物理现象:对于有些物理现象的观察,由于受到时空的限制, 使得真实的物理现象观察起来很不方便。如对于波的形成过程,学生在生活中虽然看到过水波的情景,但由于它处于动态,既使是再实际进行演示也很难细致观察波的形成过程。这时我们可以用“波动演示箱”进行摸拟,通过人为的控制摸拟介质中各个质点依次的振动情况及振动这种运动形式向前传播的过程。由于延长了观察时间、缩小了观察限度, 从而使学生对波的传播“现象”观察得更为细致、深入,清晰的传播过程也就随之印入了学生的脑海。又如滑动变阻器的正确使用一直是教学难点,学生总分不清应将滑动变阻器的哪两个接线柱接入电路。针对这个问题,我们可以设计如图 32 所示的可动投影片,当滑动头动时,接入电路中的电阻丝的颜色也随之改变,从而帮助学生认识电阻变化的原

因,了解接入电路中的电阻情况。

类似这样的摸拟虽不是真实的物理事实,但确起到了展示物理现象的作用,这样摸拟的物理情景对于帮助学生认识相应的物理过程无疑是很有益处的。

②充分发挥挂图和插图的作用:教材中插图的作用是多方面的,其中一类是情景图或原理图,其作用是帮助学生通过看图在头脑中建立必要的物理情景,以弥补实验的不足及学生原有认知结构的欠缺。因此我们在教学中要认真钻研教材,分析学生的认知水平及已有的知识经验基础,充分发挥挂图和教材中插图的作用。如对于回旋粒子加速器的教学, 由于学生原认知结构中缺少必要的感性认识,加之中学阶段又不能让学生看到真的加速器(即使真的看到了也无法结合实物讲解其原理),因此可用挂图或利用教材中的插图,使其工作原理通过静态的讲解而产生动感,从而使学生对粒子通过回旋粒子加速器的加速过程形成动态的感性认识。

又如,北京版九年义务教材中在讲影响蒸发快慢的因素时,配了如图 33 所示的插图,这些情景都是学生日常生活中见过的,教材中这样的处理只是将实际中的自然现象加以物理的提炼,浓缩出了关键的物理本质。情景既生动又使学生感到亲切,利于学生理解和记忆。

图 33 怎样蒸发快

③充分发挥体态语言的功能:教师是教学过程的主导,学生的学习过程是在教师传递的各种信息引导、控制下完成的,因此教师的每一个动作都将对学生的学习产生相应的影响。而且,从认知心理学角度讲, 对学习者来说配合语言的视觉的刺激往往要比单纯的听觉或视觉刺激要强得多,这就为我们在教学中使用体态语言提供了理论依据。如在分析人行走时所受的摩擦力的方向时,学生总对相对运动方向搞不清楚;在分析拔河时某一方是怎样才能取得胜利的,学生的分析总不得要领。

图 34

其主要原因是抓不住这些现象中的物理本质,这时教师可在讲台上作出如图 34 所示的姿态,并将脚作出夸张的“后蹬”和“前踹”的动作, 以在学生头脑中建立起脚相对地面运动趋势方向的具体情景。只有学生清晰地认识到了这一情景,分析、思考问题才有了最原始的素材。教师的体态语言具有简便易行、不受时空限制等优点,因此在教学中可以广泛使用。现象教学也并不一定都在讲授知识过程中进行,只要是学生的认知过程遇到障碍时,我们就应及时地提供必要的现象情景。如有这样一道题:如图 35 所示,A、B 两个单摆,A 的摆长为 1,B 的摆长为 1/4, 摆球质量相等。当两个单摆自然下垂时,两个摆球刚好接触,球心位于同一水平线上。现将 B 拉起一个很小的角度,然后由静止释放,B 摆到平衡位置与 A 发生弹性正碰,若从 B 与 A 发生第一次碰撞后开始计时, 至 t 秒末 A、B 刚好完成最后一次碰撞,则 t 秒内 A、B 两球发生多少次碰撞?对这个问题,一些学生由于抓不住“质量相等、弹性正碰”这样的关键条件而不知如何下手,即使是看到了这样的条件也不能在头脑中呈现出相应的动态物理过程,因而造成问题无法解决。此时若教师在分析“质量相等、弹性正碰”的条件后,用双手作出两个摆球“一摆一停” 的动作,将问题所述的物理过程生动的展现在学生面前,学生也就容易找到分析、解决问题的突破口了。

  1. 充分利用学生的生活经验

物理现象在实际生活中是经常可以看到的,只是实际中的物理现象要比实验室中的物理现象复杂一些,只要我们能够从中“精选”、简化, 通过学生的回忆,学生头脑中便可以再现出丰富的物理现象。如在讲液化时,当然可以做适当的演示实验,同样也可以帮助学生回忆冬天的早

晨嘴中呼出的“白气”;闷热的夏天自来水管上的水滴等现象。又如讲光的直线传播时,如果实验室条件较差(特别是暗室),可让学生回忆夜间汽车车灯或手电筒所射出的“光柱”的景象;讲互成角度的两个力的合成问题时,引导学生再现两人共提一桶水时应如何用力的情景等 等。这些在学生头脑中已有较深印象的物理现象,可以作为教学中直接应用的加工素材,既可使学生感到物理学的亲切,同时也有利于学生自觉地将头脑中的感性知识加以条理化,进而形成应用知识分析、解决问题的能力。

总之,进行物理现象教学的途径很多,教师在教学中要不断探索和总结经验,结合教学内容和学生的实际认知水平,充分调动学生的多种感官参与认知过程,使他们在学习中遇到的每一个问题都能找到一个形象的、科学的物理现象作为支撑点。只有这样,学生的物理思维水平才能不断地提高,才能在学到具体知识的同时真正掌握物理学分析、研究问题的方法,这才是我们进行中学物理教育的真正目的所在。