摘要:本文介绍了初中物理演示实验中的“正反结合”思想,得出实验结论,不仅可以从“正面现象”进行证明,也可以从“反面现象”进行证明,起到异曲同工、殊途同归之效。此方法对现实的物理教学有很强的指导性。
关键词:正反结合;物理演示实验;哲学
矛盾无处不在,万事万物都有矛盾。一切事物的发展过程中,都有主要矛盾和次要矛盾,同一矛盾中又有矛盾的主要方面和次要方面。体现在物理中将贯穿于初、高中的始终,比如在物理演示实验中要得出实验结论,既可以从正面证明,也可以从反面证明,我们称之为“正反结合”。
一、物理演示实验
物理是一门以观察和实验为主的学科,物理实验贯穿每一节物理课堂。但由于初中学生的动手能力还有待提高,同时考虑到学生的安全或受现实条件的限制等原因,有些实验不能放手让学生去操作,只能由教师演示完成。演示实验在课堂教学中的作用有很多,最主要的作用有两点:一是创设情景,设置悬疑,激发学生探索、解决问题的兴趣,提高分析问题及解决问题的能力;二是通过经历实验探究过程,学习新的物理知识,进一步培养科学素养。由此可见,做好演示实验对学生学好物理具有重要的促进作用。
二、“正反结合”的优点
“正面现象”是指按照特定条件能够产生某种特定现象,“反面现象”则是有意识地失去某特定条件后,无法出现某种特定现象。“反面现象”不仅能与“正面现象”起到异曲同工、殊途同归之效,而且“正面现象”一经与“反面现象”相结合,往往可以收到意外的教学效果。
从教育心理学的角度来看,正、反现象的交替、对比刺激,所产生的知觉具有完整性、深刻性、鲜明性、稳定性等优点。尤其是对于直观的物理实验,采用“正反结合”手法强化,两种现象交替出现,相互补充,可以给学生留下深刻的印象。
三、“正反结合”在物理演示实验的应用选取初中物理常见的一些演示实验,根据“正反结合”的思路,介绍从“正面”和“反面”两个角度进行实验探究,得出实验结论的方法。
(一)探究水的沸腾实验
现象I:如图1,用酒精灯给烧杯中的水加热,加热过程中,温度计示数不断升高,直至水沸腾;继续加热,水继续沸腾,但温度计示数保持不变。
现象I:在图1实验中,当水沸腾时,将酒精灯移开,水停止沸腾,温度计示数并不马上降低;将酒精灯重新放人,水又沸腾起来。
上述两个现象都可用来说明“液体沸腾时,虽然温度保持不变,但需吸热”这一结论。但两个现象的性质是有所区别的。现象I直接从正面验证结论,即显示了“加热→沸腾”现象,我们称之为“正面现象”;现象I是通过反面的否定来验证结论,即显示了 “不加热一不沸腾”现象,我们称之为“反面现象”。在探究水的沸腾实验中,将这两个现象有机结合,相辅相成,学生更易发现规律,印象也更加深刻。
(二)声音的传播条件
现象I:如图2,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩
内,可以听到声音。
现象I:在图2实验中,用真空抽气机逐渐抽出玻璃罩中的空气,声音越来越小,最后几乎听不见声音。
现象I直接从正面证明声音的传播需要介质,即显示了“有空气一能听到声音”,这个常见的现象,学生很熟悉,没有新鲜感;现象I通过反面的否定来验证结论,即“没有介质一声音不能传播”,在认识上给学生很强的冲击,对声音的传播条件就有了更清晰的认识。
(三)光的直线传播条件
现象I:如图3,在装有水的烧杯中加入少量的牛奶,将激光笔发出的激光水平射入水中,可以看到光在水中的传播径迹是一条清晰的直线。
现象I:同种非均匀介质中(配制浓度不同的氢氧化铁溶液),光不沿直线传播。方法如下:在氢氧化铁溶液中加人酒精,因氢氧化铁不溶于酒精,能形成明显的分层,将激光笔人射后可以发现光路并不是条直线,而是有一定的弯曲,如图4所示。
现象I直接从正面证明光在同种均匀介质中沿直线传播,即显示了“同种均匀介质→光沿直线传播”,学生很容易理解和识记;现象I通过反面的否定验证结论,即“非同种均匀介质一光不沿直线传播”,学生看到弯曲的光路会感到很震惊,与之前看到的情况不一样,更加深了对光沿直线传播条件的理解。
四、“正反结合”应注意的问题
采用“正反结合”进行教学,要钻研教材和课程标准,熟悉教学内容,设计出合理的教学程序,同时要把握教学节奏,善于抓住时机,激发学生的学习兴趣和求知欲。教材中给出的都是“正面现象”,学生可以按部就班地进行操作演示,没有意外的“惊喜”,很难激发探究的热情。如果设计“反面现象”,不进行精心的设疑、布局,只是平淡无奇地直接演示,同样不能激发学生学习的兴趣,难以达到预期效果。
通过“反面现象”来验证规律时要引导学生积极思维,锻炼学生的推理能力。要让学生一起参与到实验设计中来,亲身体验实验探究带来成功的喜悦。如果只是跟着老师走、跟着教材走,那么实验探究的结论给学生带来知识层面上的冲击将大大降低,学生对实验的操作兴趣,对实验现象引发的新问题的探究欲望会受到压抑。“反面现象”也要注意分寸,谨防滥用,有些物理结论利用“正面现象”得出,十分简捷明白,并足以说明问题,使人留下深刻印象,就不必费心机非要设计“反面现象”不可,以免弄巧成拙。
【参考文献】
【1】魏选平:《正反结合法在数学学习和教学中的应用》,《科教导刊》(电子版)2019年第8期,第218页。
【2】高春丽:《浅谈初中物理演示实验的教学模式》,《中学理科园地》2019年第5期总第15期,第47~49页。
【3】高永杏:《浅谈初中物理实验教学对学生核心素养的培养》,《科学咨询(教育科研)》2019年第10期,第160页。