馬英蕊

【摘 ?要】二力平衡實(shí)驗(yàn)是一個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，前人對(duì)此進(jìn)行多方面的研究，提出了很多值得借鑒的改進(jìn)方案.本文在尊重人教版實(shí)驗(yàn)方案的基礎(chǔ)上，注重學(xué)生思維的形成，基于課堂教學(xué)中師生思維碰撞、教學(xué)相長(zhǎng)的過程，對(duì)二力平衡實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，提出自己的方案，并進(jìn)行實(shí)踐的檢驗(yàn).

【關(guān)鍵詞】 初中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；二力平衡

孔子在《禮記·學(xué)記》中提出“知不足然后能自反也，知困然后能自強(qiáng)也.故曰教學(xué)相長(zhǎng)也”.“教學(xué)相長(zhǎng)”可以從兩個(gè)層面上理解，一是教師的教學(xué)活動(dòng)與自主學(xué)習(xí)相統(tǒng)一，以及學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)與自主學(xué)習(xí)相統(tǒng)一的“教學(xué)相長(zhǎng)”，一是教師與學(xué)生在教與學(xué)的活動(dòng)中，思維碰撞的“教學(xué)相長(zhǎng)”.在“二力平衡”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，盡管課前進(jìn)行了充分的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，對(duì)實(shí)驗(yàn)效果以及可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行了預(yù)設(shè)，找到了自認(rèn)為不錯(cuò)的解決方案，可是教學(xué)實(shí)踐時(shí)，依然出現(xiàn)了很多意想不到的狀況，實(shí)驗(yàn)是求真的，既然有問題亟待解決，我們就一起思考解決的方案，在這個(gè)過程中，筆者與學(xué)生們有很多的思維碰撞，迸射出諸多的智慧火花，可謂是教與學(xué)相輔相成，師生相互促進(jìn)，共同提高，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)相長(zhǎng).

2022年《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》提出，要立足學(xué)生全面發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，“科學(xué)探究”就是物理四個(gè)核心素養(yǎng)之一，在科學(xué)探究的過程中，我們要培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)、交流、反思的能力、培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，同時(shí)在科學(xué)探究的過程中，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任這一學(xué)科核心素養(yǎng)，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)事求是的品質(zhì).我們?cè)谌粘＝虒W(xué)中，有意識(shí)地滲透，在潛移默化中落實(shí)學(xué)生的核心素養(yǎng).

1 ?他山之石，借鑒之用

1.1 ?“二力平衡”實(shí)驗(yàn)的研究現(xiàn)狀

他山之石，可以攻玉，哪怕前人的研究不夠科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，它依舊擁有寶貴的借鑒價(jià)值，況且有很多前人的研究是非常行之有效的.對(duì)于二力平衡實(shí)驗(yàn)，不同版本的教材也進(jìn)行了不同的取舍，很多教師對(duì)于二力平衡的四個(gè)條件——等大、反向、共線、同體，是否需要進(jìn)行一一探究、是否需控制變量探究也提出了質(zhì)疑，并進(jìn)行了理論、實(shí)踐的推理或驗(yàn)證.前人諸多的改進(jìn)方案，可能并非完美得無懈可擊，但都從某些角度或?qū)δ承l件對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，讓我們從不同視角來考慮二力平衡探究實(shí)驗(yàn)問題，在此本文不做優(yōu)劣的評(píng)價(jià)，僅供大家借鑒之用，這也是備課時(shí)，所參考的資料，現(xiàn)將有關(guān)“二力平衡”探究實(shí)驗(yàn)的部分改進(jìn)方案列舉如表1：

1.2 ?學(xué)生的現(xiàn)狀

二力平衡實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)方案有很多，也有很多行之有效的改進(jìn)措施，老師見得多，了解得多，而且了解得很透徹，可是對(duì)于學(xué)生而言，這是全新的知識(shí).學(xué)生僅能憑借自己的生活積累，以及微小的知識(shí)儲(chǔ)備來對(duì)實(shí)驗(yàn)及其實(shí)驗(yàn)中的問題提出自己的觀點(diǎn).這些觀點(diǎn)或?qū)蝈e(cuò)，方案或可行，或不可行，可是學(xué)生們需要經(jīng)歷這樣一個(gè)深入思考，自我探索的過程.初中物理教學(xué)就是基于情境，始于問題成于探究過程的，給學(xué)生思考的空間，師生才能碰撞出更多的智慧火花.在教學(xué)預(yù)設(shè)時(shí)不能先入為主，要充分考慮不同層次學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，要結(jié)合學(xué)生的思維發(fā)展，留空間、留時(shí)間讓學(xué)生充分思辨，八年級(jí)的學(xué)生們正處于思維活躍期，更樂于探索未知.

2 ?思維碰撞，教學(xué)相長(zhǎng)

2.1 ?教材中“二力平衡”實(shí)驗(yàn)的不足之處

我們選用的是人教版的教材，設(shè)置的是二力平衡的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，教材配套實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，我們實(shí)驗(yàn)室也是按照課本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探究實(shí)驗(yàn)儀器的配置，所以在教學(xué)中，我們首先要給學(xué)生的實(shí)驗(yàn)也必然是這個(gè)實(shí)驗(yàn).在實(shí)際操作過程中，我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)最大的難點(diǎn)就是，“同一直線”這一條件不易于驗(yàn)證，往往扭轉(zhuǎn)小車至一定角度，松手后，小車沒辦法回到同一直線狀態(tài).

2.2 ?師生實(shí)驗(yàn)過程中的智慧火花

課堂教學(xué)中，我采用的是課本配套實(shí)驗(yàn)，并同時(shí)參考他人的改進(jìn)方案，做了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)裝置，但我并未將改進(jìn)裝置直接呈現(xiàn)給學(xué)生們，更沒有將諸多的改進(jìn)辦法一股腦地灌輸給學(xué)生們，而是讓他們按部就班地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)著實(shí)驗(yàn)的成功與失敗，思考著實(shí)驗(yàn)的不足之處，然后我們一起來討論為什么出現(xiàn)了問題？怎樣解決這些問題？

學(xué)生的思維很靈活，他們會(huì)迸發(fā)出很多奇思妙想，也許他們會(huì)天馬行空的給出一些不著邊際的方案，這有什么關(guān)系呢，我們就是要采用這樣一種放養(yǎng)模式，不禁錮學(xué)生思維，讓他們發(fā)散思維，我們的角色就是適時(shí)的把學(xué)生們某些太離譜的思維拉回來，適時(shí)的給出自己的一些小建議，并吸收學(xué)習(xí)著學(xué)生們的奇妙構(gòu)想.或許學(xué)生們給不出什么高大上的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)措施，但他們的很多方法是可行的，是實(shí)用的，是針對(duì)課本實(shí)驗(yàn)問題提出的有效的改進(jìn)方案.這堂課，學(xué)生們提出了很多方案，其中有7種對(duì)于課本實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)方案是可行的，并在這個(gè)過程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)了造成這一問題很大原因是摩擦，在沒辦法改變摩擦的情況下，我們也可以通過改變其他因素達(dá)成實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)生們給出的“二力平衡”探究實(shí)驗(yàn)的7種方案如表2所示：

3 ?行成于思，不落窠臼

源于課本，拓展創(chuàng)新，這是我們對(duì)于二力平衡實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)基本思路，而且在平時(shí)的練習(xí)與測(cè)試中，課本實(shí)驗(yàn)是基本模型.結(jié)合課堂教學(xué)中與學(xué)生們一起探討出的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案，我對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了一些低調(diào)而實(shí)用的改進(jìn)，當(dāng)學(xué)生們看到自己的想法被付諸實(shí)踐，并行之有效時(shí)，那種滿足感、那份自信心是沒辦法是語言來贅述的，那份開心與幸福是溢于言表的.

3.1 ?可觀性創(chuàng)新

由于實(shí)驗(yàn)室的配套支架比較矮，兩側(cè)懸掛的繩子稍微一長(zhǎng)，就不便于操作了，而且作為演示儀器的話，裝置太矮，學(xué)生們不便于觀察，所以將支架調(diào)整為可伸縮的支架.最初理性化的支架如圖2所示，可是烏魯木齊市市場(chǎng)上不好尋覓，且升降高度有限，最終選擇了圖3的伸縮支架，伸縮支架可根據(jù)學(xué)生的身高最適當(dāng)?shù)卣{(diào)整.

3.2 ?探究“同一直線”條件的創(chuàng)新

對(duì)于探究“同一直線”條件，我們主要從減小摩擦和改變物重兩個(gè)方面進(jìn)行了改進(jìn).將木板調(diào)整為光滑的亞克力板或者鐵板，如圖4所示，玻璃易碎，未采用.將小車的鐵塊、輪子取掉，重新設(shè)計(jì)成這種帶滾珠的小車，如圖5所示，這樣小車就可以360°旋轉(zhuǎn)，更靈活，摩擦更小.將懸掛的重物調(diào)整為磁鐵塊，易于增減物重，通過增加兩側(cè)物重，小車也更便于回到同一直線靜止.

3.3 ?探究“同一物體”條件的創(chuàng)新

對(duì)于二力平衡條件中“同一物體”這一條件，很多人認(rèn)為是無需探究的，因?yàn)槲覀冄芯康木褪且粋€(gè)物體的受力情況，可是，在研究相互作用的力與平衡力的區(qū)別時(shí)，我們必然是要看這兩個(gè)力是作用在一個(gè)物體上，還是兩個(gè)物體上，所以我們還是有必要讓學(xué)生體驗(yàn)一下的.對(duì)于實(shí)驗(yàn)室配套儀器我們不便于探究這一條件，所以有人用紙片來代替小車，將紙片從中間剪開以探究“同一物體”這一條件.我們采取的方案是選取兩輛小車，中間粘上不粘膠，或者用學(xué)生的切切樂玩具來探究“同一物體”這一條件.

4結(jié)語

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行.”學(xué)習(xí)是一個(gè)悟道明理、學(xué)思踐悟的過程，要透徹地認(rèn)識(shí)事物必須親自實(shí)踐，實(shí)驗(yàn)探究的過程就是學(xué)生將理論運(yùn)用于實(shí)踐，并通過實(shí)踐得出物理理論的過程.學(xué)習(xí)的過程就是在汲取前人智慧的基礎(chǔ)上，通過思考與實(shí)踐，形成自己思想與思維的過程，“二力平衡”探究實(shí)驗(yàn)，深入了解了前人的研究成果，并針對(duì)教學(xué)實(shí)踐中的問題，進(jìn)行思考、創(chuàng)新來達(dá)到科學(xué)探究的目的.在實(shí)驗(yàn)探究的過程中，我們師生思維碰撞、教學(xué)相長(zhǎng)，思維碰撞，必然會(huì)迸發(fā)出智慧的火花，教學(xué)相長(zhǎng)，必然形成融洽的“相互為師”的師生關(guān)系，在這個(gè)過程中，我們一起探索方案、發(fā)現(xiàn)并反思問題，將實(shí)驗(yàn)過程中的不理想現(xiàn)象當(dāng)作一種挑戰(zhàn)、一種機(jī)遇，用嚴(yán)謹(jǐn)而不拘泥的科學(xué)態(tài)度探究問題，進(jìn)行有效的交流，嘗試進(jìn)行科學(xué)的解釋，逐步落實(shí)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng).

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