矛盾情境在物理實(shí)驗教學(xué)的應用論文
摘要：物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗為基礎的自然學(xué)科，實(shí)驗教學(xué)能使學(xué)生有效地掌握物理基礎知識，有助于培養學(xué)生的動(dòng)手能力和科學(xué)態(tài)度。在物理實(shí)驗教學(xué)中設置矛盾情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習物理的興趣和探究的欲望，學(xué)生在解決矛盾的過(guò)程中，認知水平和表達能力將得到提高。
關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗教學(xué)；矛盾情境；科學(xué)態(tài)度
伽利略曾說(shuō)過(guò)“一切規律都是從觀(guān)察和實(shí)驗中得來(lái)的”，物理課程標準中指出科學(xué)探究及物理實(shí)驗能力要求，全國卷高考物理實(shí)驗部分約占15%，充分顯示了實(shí)驗的重要性。物理實(shí)驗作為物理教學(xué)的重要手段，在物理教學(xué)中的地位和作用可見(jiàn)一斑。如何提高物理實(shí)驗課堂教學(xué)的有效性？方法各有不同，本文從矛盾情境設置方面進(jìn)行剖析，充分利用學(xué)生的認知沖突，通過(guò)激化矛盾，引發(fā)學(xué)生的思維沖突，從而打破低級的平衡。此時(shí)，學(xué)生的思維看似受到阻滯，其實(shí)是在進(jìn)行思考和交鋒，一旦有所突破，必然達到高層次的課堂和諧境界。以下從幾個(gè)例子進(jìn)行剖析。
一、探究動(dòng)摩擦力大小是否與接觸面的大小有關(guān)
在這一探究實(shí)驗中，設計讓學(xué)生在水平長(cháng)木板上用彈簧測力計拉動(dòng)同一個(gè)長(cháng)方體木塊，分別以大小不同的表面做勻速直線(xiàn)運動(dòng)，學(xué)生得出滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面的大小無(wú)關(guān)的結論后，突然有一小組學(xué)生提出相反的結論，說(shuō)他們用木塊不同大小的表面作為接觸面，結果彈簧測力計的示數并不相同，說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力大小也不同。其實(shí)這正是課前有意設置的矛盾情境，在課前準備實(shí)驗器材時(shí)，教師特意讓這小組同學(xué)的長(cháng)方體木塊六個(gè)表面的粗糙程度不相同。教師首先肯定了這組同學(xué)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，并鼓勵同學(xué)們積極地尋找原因，就這樣，一石激起千層浪，課堂氣氛立即活躍起來(lái)，在教師有序引導下，同學(xué)們開(kāi)始了熱烈的研究和討論，最終發(fā)現了問(wèn)題所在。
二、測量電源的電動(dòng)勢和內阻
測量電源的電動(dòng)勢和內阻實(shí)驗可以有兩種測量方法：實(shí)驗課堂中讓兩大組學(xué)生用圖甲方法測量，另外兩大組同學(xué)用圖乙方法測量，得到實(shí)驗數據后用圖像U-I進(jìn)行處理，結果用圖甲的有相同結果的小組，也有不同結果的小組；用圖乙的也得到類(lèi)似的結果。這給學(xué)生劇烈的矛盾沖突，此時(shí)教師再指出哪組用的新電池，哪組用的是舊電池，同時(shí)引導學(xué)生從實(shí)驗原理方面對圖甲、圖乙進(jìn)行分析，得到使用不同方法的誤差分析。當然本課也可以不提供實(shí)驗原理圖，只提供實(shí)驗儀器，讓學(xué)生自主設計實(shí)驗，這樣結果更是“五花八門(mén)”，然后巧妙地引導學(xué)生進(jìn)行分析，這樣設計對學(xué)生要求更高。在物理實(shí)驗課堂中教師可根據教學(xué)對象的實(shí)際能力、知識水平、學(xué)習狀態(tài)，巧妙地創(chuàng )設不同難度層次的矛盾情境，使學(xué)生對教學(xué)內容產(chǎn)生好奇、困惑、矛盾的心理，喚起他們探求和解決問(wèn)題的動(dòng)機和行為，使學(xué)生針對問(wèn)題開(kāi)展積極主動(dòng)、緊張活潑的思維活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生認知結構進(jìn)一步有機化，從而優(yōu)化物理課堂。
三、課堂演示實(shí)驗中巧設矛盾情境
例如，在教學(xué)《楞次定律》時(shí)，教師可以設計對比演示實(shí)驗使學(xué)生感悟楞次定律的內容。讓磁體在鋁管中（用兩根鋁管對比，一根是完好的，另一根在管壁割開(kāi)一條豁口，使管中不能產(chǎn)生感應電流）下落。演示實(shí)驗時(shí)，讓豁口背向學(xué)生，學(xué)生可以看到，有一鋁管中的磁體下落要緩慢得多，然后再把豁口面向學(xué)生重復實(shí)驗。設置的矛盾情境和問(wèn)題，能夠很好地喚起學(xué)生的無(wú)意注意，使學(xué)生產(chǎn)生強烈的探究欲望，為后續楞次定律的`學(xué)習提供了素材和心理基礎。又比如，在教學(xué)《變壓器》時(shí)，教師可以給學(xué)生表演一個(gè)魔術(shù)，小燈泡不接電源，也可以讓燈泡發(fā)光。在教學(xué)變壓器輸入電壓過(guò)程中，教師還可以用直流電作為輸入電壓，讓學(xué)生觀(guān)察開(kāi)關(guān)閉合、斷開(kāi)情況，因電流較小，注意把小燈泡改成靈敏電流計。這樣學(xué)生在學(xué)習中不斷發(fā)現矛盾問(wèn)題，在探究中解決問(wèn)題，在比較愉快的氛圍下接受知識。中學(xué)生的理解能力是有限的，教師借助課堂演示實(shí)驗把規律的形成過(guò)程、思維過(guò)程充分展示給學(xué)生，一定能取得良好的教學(xué)效果�？傊�，在物理實(shí)驗教學(xué)中，教師要多設計矛盾情境，讓學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦、動(dòng)口，多觀(guān)察實(shí)驗現象。對同一問(wèn)題，教師應要求學(xué)生善于全方位、廣角度、多途徑去分析思考，從而發(fā)展學(xué)生的形象思維與求異思維，培養學(xué)生的創(chuàng )新能力，使學(xué)生逐步實(shí)現由學(xué)會(huì )到會(huì )學(xué)的轉變，使高中物理實(shí)驗教學(xué)向著(zhù)有效性的方向發(fā)展。當然物理實(shí)驗教學(xué)中設置矛盾情境的情況不僅限于以上幾個(gè)方面，教師要善于把握教材的知識形成脈絡(luò )，注重學(xué)生思維形成的漸進(jìn)過(guò)程。不同的學(xué)生個(gè)體，個(gè)體體驗不同，獲得的教學(xué)效果也不盡相同。這就要求我們物理教師要多鉆研教材，熟悉學(xué)情，在教學(xué)過(guò)程中富有智慧，富有個(gè)性，善于學(xué)習，善于總結，不斷提高教學(xué)技能。
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