1 仪器设计意图

最新版本的人教版高中物理必修2第五章第一节《曲线运动》整合了原先版本第一和第二两节的内容,不计问题与练习,篇幅足有6页之多.如何在有限的课堂时间内完成三维教学目标,特别是通过演示实验帮助学生验证物体做曲线运动时速度方向的猜想,提供物体做曲线运动的条件判定的感性素材,进而掌握曲线运动的描述方法,是本节教学的重点.为此,教材设计了两个演示实验,分别如图1[1]和图2所示.虽然这两个演示实验取材方便,但需要较高的操作技巧.尤其是第二个演示实验,经常发生的情况是小铁球被磁性强的条形磁铁吸住或者弯曲效果不明显.笔者最近参加了几次区、市级的公开课活动,就极少看到精心测算和设置过的演示实验2能一次成功.

为了使实验现象更明显,综合考虑课堂时间和学生参与两方面因素,笔者利用生活中的器具对这两个实验进行了探索与改进,经过教学检验,效果相当好,以下是实验的改进情况.

2 对演示实验1的改进

本实验选用器材有:直径2厘米左右的小钢球一只,儿童火车玩具中的弧形导轨一段(粗钢丝难以在端点弯曲,且厚度难以达到要求),8K白纸一张,滴管(或针筒)一只,墨汁一瓶(墨水的粘稠度不佳,不容易粘附在快速通过的金属球上),记号笔一只.

实验流程为:先沿着导轨内侧用记号笔画一段曲线,一直画到导轨端点处.用滴管吸少量墨汁,滴在小钢球沿导轨内侧运动出导轨的端点处,滴5滴左右,呈细长型.用手带动小钢球(有点旋转最理想),使其沿着轨道内侧运动,它通过墨汁区后,就在白纸上留下一条与曲线相切的直线(或间断的点,可以用直线连接),用实物展台展示实验过程,直接验证了学生关于物体做曲线运动时速度方向切线方向的猜想.如图3所示.

3 对演示实验2的改进

实验器材为一个装满水的矿泉水瓶.实验时,先让水从瓶口流出,呈一条直线,如图4.然后让学生思考如何不与瓶子以及水流接触,实现水流运动轨迹变为曲线.学生提出用嘴吹的设想后,请一个学生上前协助实验的演示,其他学生观察并思考让物体做曲线运动的条件.如图5. [2]

这个实验简单易做,效果明显,容易激发学生的课堂参与和学习兴趣,更能提升学生观察生活,分析物理现象的思维能力,为教学目标的完成节省了宝贵的课堂时间,可谓是一石三鸟.

此外,还可以对演示实验2做如下改进:教师手拿一截粉笔,请学生思考,如何让它在空中做直线运动.学生思考并提出方案,主要为竖直向下的直线运动和竖直向上的直线运动,教师按照方案演示,并将它的运动轨迹示意图画在黑板上.接着提出第二个问题,如何让它在空中做曲线运动.学生思考并提出方案,教师按照学生的方案将粉笔头斜抛出去,并将它运动的轨迹示意图画在黑板上.最后请学生结合两种运动轨迹分析物体做曲线运动的条件.

这个实验取材极为简单,就是我们课堂上随手可得的粉笔.但是,它的演示效果丝毫不比教材上的设计逊色.

4 一点思考

培养学生的创新思维和迁移能力,教师首先就要具备创新思维.在教学环节上也就是体现为结合教学设计对教材进行二次开发,合理取舍,本着最优化的方案,使教材为教学服务.通常可以利用随堂创新小实验来激发学生学习的积极性和求知欲,提高课堂教学效果;利用生活中常用器具用于实验演示,拉近学生与物理现象的距离,更能激发学生的探究热忱,优化课堂教学效率.

参考文献:

[1]李维兵.自制演示物体做曲线运动时速度方向的小实验[J].中学物理,2010(11):34

[2]王志刚.《曲线运动》教学设计评析[J].物理教学探讨,2013(3):62-63.