【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 沉在水底?對(duì)這個(gè)顯而易見的問題,同學(xué)們會(huì)異口同聲 地回答:浮在水面上。教師繼續(xù)提問:誰(shuí)能讓乒乓球 自由地沉在水底?面對(duì)這個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問題,課 堂氣氛立即活躍起來,一些學(xué)生主動(dòng)請(qǐng)求上臺(tái)嘗試, 但紛紛失敗而歸。此時(shí)教師從容地開始演示,先把 乒乓球放在倒置的可樂瓶中,讓乒乓球堵住瓶口,用 小木棒輕輕頂住乒乓球后向瓶?jī)?nèi)快速加水,直到把 乒乓球淹沒為止,拿開小木棒,這時(shí)同學(xué)們會(huì)驚奇地 看到,乒乓球果然沒有浮起來,而是乖乖地沉在水底(如圖1所示),水從乒乓球邊沿流出來。當(dāng)大家還 處于驚奇狀態(tài)時(shí),老師用玻璃片堵住流水的底部,片 刻,乒乓球又漂浮起來(如圖2所示)。觀察完這兩 個(gè)實(shí)驗(yàn)后,教師可引導(dǎo)學(xué)生分析原因,第一次因?yàn)槠?乓球底面沒有受到水對(duì)它向上的壓力,自然也就沒 有浮力,所以乒乓球在水的向下壓力作用下沉在水 底。而第二次當(dāng)用玻璃片堵住瓶子底部時(shí),乒乓球 底部有了水,產(chǎn)生了向上的壓力,也就有了浮力,乒 乓球在浮力的作用下浮了起來,由此可見,浮力產(chǎn)生 的原因是向上和向下的壓力差。點(diǎn)評(píng):在學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)中,乒乓球是應(yīng)該浮在 水面上的,然而實(shí)驗(yàn)證明在一定條件下,乒乓球可以 沉到水底。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的成功之處有兩點(diǎn):一是選 用了學(xué)生熟悉的生活物品和材料———乒乓球與可樂 瓶壁,人為控制使乒乓球與可樂瓶壁緊密接觸,實(shí)現(xiàn) 了水對(duì)乒乓球底部無(wú)向上壓力的條件。二是教師在 教學(xué)過程中,利用了學(xué)生的認(rèn)知沖突,抓住學(xué)生的好 奇心和求知欲,促使學(xué)生去思考、去分析,使學(xué)生在 愉悅的探討氣氛中實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的構(gòu)建。本實(shí)驗(yàn)若將 乒乓球換成裝有水的小氣球堵住瓶口,密閉效果會(huì) 更好,可以試試。案例二:發(fā)散的凸透鏡[4]在學(xué)習(xí)了透鏡一節(jié)后,學(xué)生的頭腦中留下了這樣的記憶:“凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用,凹透鏡對(duì)光有 發(fā)散作用?！逼鋵?shí),我們可以從生活中找一些器具進(jìn) 行設(shè)計(jì),可以發(fā)現(xiàn)原來凸透鏡對(duì)光也有發(fā)散的作用。材料:斷了燈絲的白熾燈泡一個(gè),硬幣一枚,大玻璃缸一個(gè)(或臉盆一個(gè))。實(shí)驗(yàn)步驟1:在玻璃缸底部放一枚硬幣,再在硬幣上放一個(gè)廢燈泡,我們通過燈泡觀看硬幣時(shí),如圖 3,所看到的硬幣基本上與不用燈泡時(shí)所看到的相 同。實(shí)驗(yàn)步驟2:在上述基礎(chǔ)上,將玻璃缸中注入清水(要浸沒燈泡且需借助一個(gè)外力使燈泡克服浮力的作用),我們?cè)偻ㄟ^燈泡看硬幣時(shí),如圖4所示,所看到的是一個(gè)縮小了若干倍的硬幣虛象,顯然,在水中的燈泡相當(dāng)于一個(gè)發(fā)散的凸透鏡(如若不信,當(dāng)你將以上裝置用平行光線照射時(shí),定 會(huì)發(fā)現(xiàn)透出來的光線是發(fā)散的)。實(shí)驗(yàn)步驟3:把廢燈泡的金屬部分鉆一個(gè)孔,用 清水注滿,再把硬幣放到燈泡下,如圖5,從上面觀 察時(shí),看到的一個(gè)放大若干倍的硬幣虛像,顯然這時(shí) 的燈泡相當(dāng)于一個(gè)會(huì)聚的凸透鏡。實(shí)驗(yàn)步驟4:在上述步驟的基礎(chǔ)上,再把玻璃缸 內(nèi)注滿水,如圖6,再進(jìn)行觀察,看到硬幣的虛像和 硬幣的尺寸沒有差別,只是覺得虛像比原物離水面近了。實(shí)驗(yàn)原理:由于燈泡的玻璃壁很薄,玻璃對(duì)光的 折射作用可以忽略,在實(shí)驗(yàn)步驟1,和無(wú)燈泡時(shí)的情 況基本一樣,可看成燈泡不起作用。在實(shí)驗(yàn)步驟4, 相當(dāng)于在水面以上觀看水下的物體。在實(shí)驗(yàn)步驟3 充滿水的燈泡中,水代替了一般凸透鏡中的玻璃。在實(shí)驗(yàn)步驟2,光線通過“空氣凸透鏡”的折射情況, 與光線通過玻璃凸透鏡(放大鏡)的折射情況正好 相反,所以“空氣凸透鏡”對(duì)光線有發(fā)散作用,所以 它是發(fā)散凸透鏡。點(diǎn)評(píng):通過對(duì)課本知識(shí)的學(xué)習(xí)和利用生活材料進(jìn)行驗(yàn)證,學(xué)生得知“凸透鏡對(duì)光起會(huì)聚作用,凹透 鏡對(duì)光起發(fā)散作用?！庇谩鞍l(fā)散的凸透鏡”引入課題, 在激起學(xué)生強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突后,進(jìn)行上述一系列的 演示。這種做法有利于拓寬學(xué)生的思路,讓學(xué)生深 刻地理解光的折射原理,理解凸透鏡對(duì)光線所起什 么作用,其決定因素在于分析凸透鏡所處的條件。二、對(duì)利用生活環(huán)境資源開發(fā)初中物理實(shí)驗(yàn)資源的建議顯而易見,挖掘生活環(huán)境資源開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),能讓學(xué)生的物理學(xué)習(xí)融入生活體驗(yàn),實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì) 知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu),使知識(shí)與技能,過程與方法, 情感態(tài)度和價(jià)值觀達(dá)到和諧統(tǒng)一。然而在現(xiàn)實(shí)的物 理教學(xué)中,怎樣才能把對(duì)環(huán)境資源的開發(fā)與利用切 實(shí)有效地落實(shí)到每一個(gè)物理教師的教學(xué)行為中,落 實(shí)到每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為中呢?筆者結(jié)合執(zhí)教經(jīng)歷 和對(duì)生活環(huán)境資源開發(fā)利用的現(xiàn)狀調(diào)查,對(duì)廣大物 理教師提出以下建議,以便于廣大教師和學(xué)生更有 效地開發(fā)環(huán)境資源,生動(dòng)活潑地開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。 源的意識(shí)。隨著新課改的實(shí)施,教育部門和各學(xué)校 領(lǐng)導(dǎo)都比較重視基礎(chǔ)教育物理實(shí)驗(yàn)資源的問題,從 政策上、經(jīng)濟(jì)上也都予以了支持,但大多數(shù)經(jīng)費(fèi)主要 用于實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的更新?lián)Q代。多數(shù)學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)都比較 缺乏讓教師和學(xué)生自主開發(fā)實(shí)驗(yàn)資源的意識(shí)和理 念,甚至認(rèn)為師生自己開發(fā)實(shí)驗(yàn)器材,是在學(xué)校辦學(xué) 條件差、滿足不了實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求時(shí)才有必要。這樣 的認(rèn)識(shí)是片面的,因?yàn)榻鼛啄陙砝碚摻绲膶W(xué)術(shù)成果 和不少一線教師的成功經(jīng)驗(yàn)證明,利用我們的身邊 物品和生活環(huán)境中的資源去進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),不 是可有可無(wú)的,它具有學(xué)校實(shí)驗(yàn)室資源無(wú)可替代的 優(yōu)勢(shì)作用。因此,教育部門和學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)盡快提高 認(rèn)識(shí),從政策上、經(jīng)濟(jì)上、制度上為教師和學(xué)生自主 開發(fā)實(shí)驗(yàn)資源給予支持,激發(fā)廣大教師自主開發(fā)實(shí) 驗(yàn)課程資源的積極性,優(yōu)化中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。訓(xùn)。教師是實(shí)驗(yàn)課程資源開發(fā)過程的主體。要想讓 自主開發(fā)實(shí)驗(yàn)資源成為每一位物理教師的教學(xué)行 為,加強(qiáng)對(duì)廣大一線教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)資源開發(fā)的培訓(xùn) 是十分必要的。受“考試文化”的影響,多數(shù)教師還是把利用生 活物品做物理實(shí)驗(yàn)推向課外。物理教師不僅僅擔(dān)負(fù) 著傳授知識(shí)與技能的使命,還需要“將物理教學(xué)與 學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)、體驗(yàn)緊密聯(lián)系,需要讓學(xué)生經(jīng)歷探究 的過程和學(xué)習(xí)探究的方法,需要培養(yǎng)學(xué)生的情感、態(tài) 度和價(jià)值觀,需要關(guān)注學(xué)生當(dāng)下的生活感受,也要為 學(xué)生終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)”[6]。而用生活、環(huán)境中的物 品、器具開展物理實(shí)驗(yàn)恰恰能符合這一理念。因此, 在對(duì)物理教師進(jìn)行培訓(xùn)的過程中,要讓每一位物理 教師認(rèn)識(shí)到這些理念,為教學(xué)實(shí)踐提供一些理論和 方法上的指導(dǎo)。尤其重要的是,要加強(qiáng)對(duì)教師創(chuàng)新 能力的培養(yǎng),使他們創(chuàng)造性地從生活中開發(fā)實(shí)驗(yàn)資源,把本來不是用做物理實(shí)驗(yàn)的物品器具運(yùn)用到實(shí) 驗(yàn)教學(xué)中。有些教師一談到讓創(chuàng)新就變得“束手無(wú) 策”,認(rèn)為創(chuàng)新離自己遙不可及。其實(shí)創(chuàng)新離我們 很近,它就在我們生活的點(diǎn)滴中,小到一枚硬幣、一 個(gè)飲料瓶、一顆土豆、一根橡皮筋、一滴墨水都可以 揭示出物理學(xué)的無(wú)窮奧妙,只要我們用心,創(chuàng)新就無(wú) 處不在。通過培訓(xùn),使教師能夠善于發(fā)現(xiàn)和捕捉生活環(huán) 境中富有教學(xué)價(jià)值的潛在實(shí)驗(yàn)課程資源,善于從物 理學(xué)的角度審視身邊的事物和現(xiàn)象,將挖掘到的資 源通過合理地開發(fā)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新重組運(yùn)用到具體的物 理教學(xué)內(nèi)容中去,做到與實(shí)驗(yàn)室儀器以及現(xiàn)代教學(xué) 手段有機(jī)結(jié)合,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。源開發(fā)過程中的重要作用。在實(shí)驗(yàn)課程資源開發(fā)和 利用的過程中,需要在教師的帶領(lǐng)下,充分發(fā)揮學(xué)生 的重要作用。進(jìn)行物理教學(xué)時(shí),教師或者把方案給 學(xué)生、或者讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)方案,讓學(xué)生主動(dòng)從生活 環(huán)境中尋找資源,自己動(dòng)手,自制實(shí)驗(yàn)器具,融入學(xué) 生的生活元素去探究、體味物理規(guī)律。學(xué)生從這個(gè) 過程中享受到的幸福感是不言而喻的,因?yàn)檫@將教 會(huì)他們?cè)鯓痈訜釔凵?熱愛科學(xué),怎樣在玩兒中 學(xué)習(xí),怎樣與伙伴們溝通合作,共同進(jìn)步、快樂成長(zhǎng)。教育目的是為了追求學(xué)生的“幸福指數(shù)”,而不是追 求高分。所以物理教學(xué)必須要尊重學(xué)生的先前經(jīng) 驗(yàn),尊重學(xué)生的情感需求,尊重學(xué)生的個(gè)性特征,讓 他們與生活對(duì)話,與環(huán)境溝通,讓學(xué)生的健康成長(zhǎng)與 實(shí)現(xiàn)物理教學(xué)目標(biāo)達(dá)到和諧統(tǒng)一。對(duì)物理實(shí)驗(yàn)資源的開發(fā)和利用應(yīng)該從師范生 抓起,重視物理教師的職前培訓(xùn)。在師范院校內(nèi),通 過開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程,讓每個(gè)師范生在進(jìn)入工作崗位之 前就充分認(rèn)識(shí)到利用生活環(huán)境資源開展物理實(shí)驗(yàn)教 學(xué)獨(dú)特的教育教學(xué)功能,掌握開發(fā)和利用實(shí)驗(yàn)資源 的理論和方法,讓他們?cè)谶@些理論和方法的指導(dǎo)下 多動(dòng)手,多實(shí)踐,設(shè)計(jì)開發(fā)一些方案、器具,培養(yǎng)師范 生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手操作能力,并把這些開發(fā)設(shè)計(jì) 出來的器具方案用在教育實(shí)習(xí)的實(shí)踐過程中,從教 學(xué)實(shí)踐中再一次證實(shí)它的教育教學(xué)價(jià)值。力爭(zhēng)讓每 個(gè)準(zhǔn)物理老師在工作前,在利用生活環(huán)境資源開展 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意識(shí)、認(rèn)識(shí)水平以及能力等方面均得到 全面提高,為基礎(chǔ)物理課程改革的順利實(shí)施塑造一 批新型的師資隊(duì)伍。