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摘 要:物理实验是物理教学不可或缺的环节,合理利用好对比实验,能较好的突破实验难点,激发学生的积极思维,引导学生进行深度学习。
关键词:对比;实验;深度学习
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2017)23-031-1
物理实验教学中,对比实验的方式通常被教师采用。对比就是将相近、相关的事物或现象放在一起,对照着进行观察,通过异中求同或同中求异的比较,突出事物或现象的本质特征,使事物的性质、状态或特征更鲜明突出,便于理解和巩固。而“对比实验”就是将“对比”和“实验”这两种认识事物的方法有机结合在一起,通过实验进行对比,或用对比的方法进行实验,帮助学生更好地建立正确的物理概念、理解和掌握物理规律,引发学生深度学习。
一、对实验现象产生质疑时,对比实验助推学生深度学习
课堂实验教学中,学生有时对实验现象会提出疑问,或者对现象的解释产生怀疑,一般情况下,教师往往想自圆其说,但是又很难说服学生,于是草草收场。但是,如果不及时消除这种疑虑,不仅失去了实验的可信度,不利于学生在本节课上对后续知识的学习,更违背了物理学科素养的宗旨。如在用实验演示大气压是否存在时,“覆杯实验”是教师常用的一个实验:在一次性纸杯中装满水,用硬纸板盖住杯口,倒置过来发现硬纸板不掉下来,水也不从杯中流出。教师解释说硬纸板不掉下来是因为大气压强的作用。可是有学生认为,纸板不掉下来是因为水粘住了纸板的缘故。显然,学生对老师的解释产生了怀疑,引起了认知冲突和思维障碍。
这种情况下,教师若坚持自己的结论,并把结果强加给学生,就不能激发学生的思维积极性,思维的涟漪瞬间消失,此时,我们可以做一个对比性的实验:在将杯口倒置过来之后,用大头针在纸杯的底部或侧壁上扎个洞,就会发现硬纸板和水立即掉下来。这时,学生才会确信硬纸板和水不掉下来并非是水粘住了纸板,而是大气压强作用的结果,学生的思维向纵深推进了一层。
二、认识实验现象的本质时,对比实验强化学生深度学习
在《升华和凝华》一节的教学中,教师将学生分成若干小组,用干冰来探究升华现象:将一小块干冰放在干燥的量筒内,让学生观察量筒内壁和外壁有什么现象,听听看有什么声音,手摸感受一下温度的变化,并做好记录向全班同学交流。这个实验中,干冰的升华其实质是没有进过熔化的过程,固态的干冰慢慢变小,直接变成了二氧化碳气体,而且量筒的外壁逐漸形成一层霜,表明升华吸热导致周围温度迅速降低。
如何揭示这个实验的本质,此时应该用对比实验效果十分明显。我们可以用另一只相同的量筒,里面放置一小块冰块,同时,在两只量筒的口上分别套上一只气球,实验中,学生可以观察到,干冰升华的量筒上的气球在慢慢变大,相当于在给气球吹起,而冰块熔化的量筒上的气球基本没有什么变化,从而揭示了升华现象的本质,突出了思维的严谨性和科学性,强化了学习的深度。
三、新建物理概念时,对比实验促进学生深度学习
每一章节的开始往往要引入一个新的物理量,通常要通过问题或现象来引发学生的认知冲突,以建立物理概念的首因效应。如在速度的教学中,通过观看运动员百米赛跑录像片,引导学生比较运动员的前后位置,即相同的时间比路程,等到终点结束后让学生比较所用时间的多少,即相同的路程比时间。通过两次的比较从而建立速度的基本概念。让学生觉得顺其自然的同时,也让生活走向物理。
又如,引入“比热”的概念时,可以取两只相同的空易拉罐,分别装上质量相同的水和沙,用相同的酒精灯加热,并分别用同样的温度计进行测量,比较加热相同的时间后观察各自温度升高了多少,得出“质量相同的不同物质,升高或降低的温度相同,吸收的热量不同。”的认识,进而建立“比热”的确切概念。此外,关于“热值”的概念的引出,教材中的“做一做”中为教师提供了一个很好的对比实验:用天平分别测量出来质量均为10g的酒精和碎纸片,将其分别放入两个燃烧皿中,分别点燃它们,给装有相同质量水(约200g)的两个相同烧杯加热,直至酒精和纸片完全燃烧,然后记下两温度计示数的变化情况。根据实验的结论显然得出“质量相同的不同燃料完全燃烧所放出的热量一般不同”,进而得出热值的概念。
此外,在引入压强的概念时,学生用两食指分别挤压一支铅笔的笔尖和尾部,让学生体验指头疼痛的感觉和比较指头上凹陷的深度,再得出压力一定时,受力面积越小作用效果越明显,即压强越大。
四、探究影响物理量的诸多因素时,对比实验优化学生深度学习
物理量概念得出后,离不开定性或定量的分析,因此必须要探究影响物理量的可能因素,通常让学生通过猜想、设计实验、实验验证等关键环节去体验探究的乐趣。由于影响的因素可能不止一个,因此用“控制变量”的对比实验可以更好的观察实验现象,比较结果。如探究“电热器产生的热量可能与哪些因素有关”时,将导线把学生电源、滑动变阻器、电流表、两只电阻圈、开关等元件串联起来,再将火柴棒分别插入电阻圈中,观察比较哪只电阻圈中的火柴先被点燃,以及改变电路中的电流等因素探究得出焦耳定律的定性规律。
此外,在探究影响液体蒸发的因素、导体电阻大小的因素、影响音调的因素、物体动能和重力势能的因素等等的许多实验中,对比方法同样可以有很好的效果。
精心设计对比实验,有利于创设思维的台阶,分化教学中的难点和疑点,逐步突破思维障碍,让学生感受到,上物理课不再是抽象、迷糊、听概念、记公式、做习题等乏味的行为,可以帮助训练学生思维的灵活性、发散性和创造性,促进学生的深度学习。
关键词:对比;实验;深度学习
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2017)23-031-1
物理实验教学中,对比实验的方式通常被教师采用。对比就是将相近、相关的事物或现象放在一起,对照着进行观察,通过异中求同或同中求异的比较,突出事物或现象的本质特征,使事物的性质、状态或特征更鲜明突出,便于理解和巩固。而“对比实验”就是将“对比”和“实验”这两种认识事物的方法有机结合在一起,通过实验进行对比,或用对比的方法进行实验,帮助学生更好地建立正确的物理概念、理解和掌握物理规律,引发学生深度学习。
一、对实验现象产生质疑时,对比实验助推学生深度学习
课堂实验教学中,学生有时对实验现象会提出疑问,或者对现象的解释产生怀疑,一般情况下,教师往往想自圆其说,但是又很难说服学生,于是草草收场。但是,如果不及时消除这种疑虑,不仅失去了实验的可信度,不利于学生在本节课上对后续知识的学习,更违背了物理学科素养的宗旨。如在用实验演示大气压是否存在时,“覆杯实验”是教师常用的一个实验:在一次性纸杯中装满水,用硬纸板盖住杯口,倒置过来发现硬纸板不掉下来,水也不从杯中流出。教师解释说硬纸板不掉下来是因为大气压强的作用。可是有学生认为,纸板不掉下来是因为水粘住了纸板的缘故。显然,学生对老师的解释产生了怀疑,引起了认知冲突和思维障碍。
这种情况下,教师若坚持自己的结论,并把结果强加给学生,就不能激发学生的思维积极性,思维的涟漪瞬间消失,此时,我们可以做一个对比性的实验:在将杯口倒置过来之后,用大头针在纸杯的底部或侧壁上扎个洞,就会发现硬纸板和水立即掉下来。这时,学生才会确信硬纸板和水不掉下来并非是水粘住了纸板,而是大气压强作用的结果,学生的思维向纵深推进了一层。
二、认识实验现象的本质时,对比实验强化学生深度学习
在《升华和凝华》一节的教学中,教师将学生分成若干小组,用干冰来探究升华现象:将一小块干冰放在干燥的量筒内,让学生观察量筒内壁和外壁有什么现象,听听看有什么声音,手摸感受一下温度的变化,并做好记录向全班同学交流。这个实验中,干冰的升华其实质是没有进过熔化的过程,固态的干冰慢慢变小,直接变成了二氧化碳气体,而且量筒的外壁逐漸形成一层霜,表明升华吸热导致周围温度迅速降低。
如何揭示这个实验的本质,此时应该用对比实验效果十分明显。我们可以用另一只相同的量筒,里面放置一小块冰块,同时,在两只量筒的口上分别套上一只气球,实验中,学生可以观察到,干冰升华的量筒上的气球在慢慢变大,相当于在给气球吹起,而冰块熔化的量筒上的气球基本没有什么变化,从而揭示了升华现象的本质,突出了思维的严谨性和科学性,强化了学习的深度。
三、新建物理概念时,对比实验促进学生深度学习
每一章节的开始往往要引入一个新的物理量,通常要通过问题或现象来引发学生的认知冲突,以建立物理概念的首因效应。如在速度的教学中,通过观看运动员百米赛跑录像片,引导学生比较运动员的前后位置,即相同的时间比路程,等到终点结束后让学生比较所用时间的多少,即相同的路程比时间。通过两次的比较从而建立速度的基本概念。让学生觉得顺其自然的同时,也让生活走向物理。
又如,引入“比热”的概念时,可以取两只相同的空易拉罐,分别装上质量相同的水和沙,用相同的酒精灯加热,并分别用同样的温度计进行测量,比较加热相同的时间后观察各自温度升高了多少,得出“质量相同的不同物质,升高或降低的温度相同,吸收的热量不同。”的认识,进而建立“比热”的确切概念。此外,关于“热值”的概念的引出,教材中的“做一做”中为教师提供了一个很好的对比实验:用天平分别测量出来质量均为10g的酒精和碎纸片,将其分别放入两个燃烧皿中,分别点燃它们,给装有相同质量水(约200g)的两个相同烧杯加热,直至酒精和纸片完全燃烧,然后记下两温度计示数的变化情况。根据实验的结论显然得出“质量相同的不同燃料完全燃烧所放出的热量一般不同”,进而得出热值的概念。
此外,在引入压强的概念时,学生用两食指分别挤压一支铅笔的笔尖和尾部,让学生体验指头疼痛的感觉和比较指头上凹陷的深度,再得出压力一定时,受力面积越小作用效果越明显,即压强越大。
四、探究影响物理量的诸多因素时,对比实验优化学生深度学习
物理量概念得出后,离不开定性或定量的分析,因此必须要探究影响物理量的可能因素,通常让学生通过猜想、设计实验、实验验证等关键环节去体验探究的乐趣。由于影响的因素可能不止一个,因此用“控制变量”的对比实验可以更好的观察实验现象,比较结果。如探究“电热器产生的热量可能与哪些因素有关”时,将导线把学生电源、滑动变阻器、电流表、两只电阻圈、开关等元件串联起来,再将火柴棒分别插入电阻圈中,观察比较哪只电阻圈中的火柴先被点燃,以及改变电路中的电流等因素探究得出焦耳定律的定性规律。
此外,在探究影响液体蒸发的因素、导体电阻大小的因素、影响音调的因素、物体动能和重力势能的因素等等的许多实验中,对比方法同样可以有很好的效果。
精心设计对比实验,有利于创设思维的台阶,分化教学中的难点和疑点,逐步突破思维障碍,让学生感受到,上物理课不再是抽象、迷糊、听概念、记公式、做习题等乏味的行为,可以帮助训练学生思维的灵活性、发散性和创造性,促进学生的深度学习。