方明霞

(浙江省富陽市第二中學(xué),浙江富陽 311400)

學(xué)生在學(xué)習(xí)高中物理的時候通常會有這樣的怪現(xiàn)象:上課聽聽很有道理,自己處理無法下筆.為什么會出現(xiàn)這樣的情況,究其原因,學(xué)生對某些疑難知識的學(xué)習(xí)停留在表面,缺乏本質(zhì)的理解,導(dǎo)致處理問題似是而非、不能突破.課堂小游戲的引入,可以加強(qiáng)學(xué)生的過程體驗,通過游戲中的親身經(jīng)歷,有效地突破學(xué)習(xí)中的疑難點(diǎn),正如華盛頓國家圖書館墻壁上所寫:“我聽見了就忘了,我看見了就記住了,我做了就理解了”.高中物理學(xué)習(xí)是需要過程體驗的,課堂小游戲可以讓學(xué)生積極參與、充分體驗物理過程,更好地理解和掌握物理概念、規(guī)律和方法,它是物理學(xué)習(xí)的催化劑.

1 課堂小游戲,強(qiáng)化物理規(guī)律的理解

物理規(guī)律,一般用文字語言加以表達(dá),即用一段話把某一規(guī)律的物理意義表述出來.對于物理規(guī)律的認(rèn)識,很多學(xué)生講起來頭頭是道,但觸及具體問題,由于沒有真正理解規(guī)律的含義,缺乏對問題的分析、研究,死記結(jié)論,同時受一些前概念(學(xué)生在接觸科學(xué)知識前,對現(xiàn)實生活現(xiàn)象所形成的經(jīng)驗型觀點(diǎn))的誤導(dǎo),往往出現(xiàn)結(jié)論與物理規(guī)律相悖的情況.這些錯誤觀點(diǎn)對物理概念、規(guī)律的正確形成極為不利,它排斥了科學(xué)概念、規(guī)律的建立,是物理教學(xué)低效率的重要原因之一.為加深對概念、規(guī)律的認(rèn)識和理解,我們可引入適當(dāng)?shù)恼n堂小游戲(小實驗),讓學(xué)生參與其中,從自身的觀察體驗出發(fā),通過分析實驗,強(qiáng)化對規(guī)律的理解.下面以牛頓第三定律“兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上”的理解運(yùn)用為例加以說明.

“在狗拉雪橇,雪橇加速運(yùn)動”和“拔河比賽中,甲方取得勝利”等問題中,一些學(xué)生總是不加分析,根據(jù)生活經(jīng)驗習(xí)慣性地認(rèn)為狗拉雪橇的力大于雪橇拉狗的力,甲方對乙方的拉力大于乙方對甲方的拉力.為剔除學(xué)生意識習(xí)慣中的頑疾,我們在規(guī)律的講解學(xué)習(xí)中可以引入下面的課堂小游戲.

請1個高個子學(xué)生與1個矮個子學(xué)生進(jìn)行拔河比賽:兩學(xué)生各拉繩子一端,進(jìn)行拔河比賽,高個子學(xué)生輕而易舉取得勝利.

教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步實驗.

請高個子學(xué)生與矮個子學(xué)生用演示用大彈簧秤模仿拔河比賽,再請兩位學(xué)生觀察兩彈簧秤示數(shù),發(fā)現(xiàn)示數(shù)(近似)相等.

教師進(jìn)一步讓兩學(xué)生手持拉力傳感器再次拔河,拔河勝負(fù)如前,但傳感器顯示二者拉力大小相等.

學(xué)生此時確認(rèn)“高個子對矮個子的拉力大于矮個子對高個子的拉力”是錯誤的,兩學(xué)生的相互作用力大小相等.

這樣,學(xué)生通過親身體驗,對牛頓第三定律的認(rèn)識不再停留在膚淺的表面,而是從本質(zhì)加以理解.

2 課堂小游戲,加速物理方法的理解和運(yùn)用

體驗是個體從親歷的實踐開始,進(jìn)而獲得認(rèn)識,形成感悟的一個過程.在課堂中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行游戲體驗,通過游戲體驗,親歷某一物理過程帶來的感受,可讓學(xué)習(xí)事半功倍,立竿見影.

圖1

在力的分解中,學(xué)生對于“正交分解”,通過一定的練習(xí),比較容易掌握,而在某些情況下,需要我們根據(jù)“力的作用效果”分解,學(xué)生很難體會其中“力的作用效果”是什么.一些課堂小游戲的引入,可以讓學(xué)生很好體會“力的作用效果”是什么,把握對力進(jìn)行正確分解的鑰匙.下面舉例說明.在豎直墻上固定一個輕支架,橫桿OM垂直于墻壁,斜桿ON與墻的夾角為θ,在支架的O點(diǎn)掛有一個重為 G的物體,如圖1所示,怎樣確定 OM、ON的受力大小和方向?硬竿上的作用力較為復(fù)雜,可以沿竿,也可以是其他任意的方向,學(xué)生比較難于判斷.對于此例中桿子的受力情況,很多學(xué)生腦袋里一片混沌,分解方向任意為之,草草了事.為撥開學(xué)生腦海中的混沌世界,修筑一條正確的分解之路,我們可以設(shè)計如下的小游戲:同桌兩個人一組,學(xué)生甲一手叉腰,學(xué)生乙豎直下拉甲的肘部,然后交換.游戲中被拉者仔細(xì)體會下拉力對手臂產(chǎn)生的兩個作用效果.

通過做小游戲,學(xué)生得出豎直向下的拉力對兩桿產(chǎn)生了沿桿方向的兩個作用效果,使上桿受拉,下桿受壓,從而正確而又迅速地畫出了力的分解圖.

3 課堂小游戲,促進(jìn)物理量之間關(guān)系的理解

摩擦力作為力學(xué)三大力之一,由于其方向判斷的“相對性”和大小的判斷依據(jù)的多樣性(滑動摩擦力根據(jù)公式計算Ff=μ FN,靜摩擦力根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)分析),是高中物理學(xué)習(xí)中公認(rèn)為最難也是學(xué)生最難理解的知識.特別是靜摩擦力大小根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)分析,與正壓力無關(guān),而最大靜摩擦力大小又與正壓力成正比.學(xué)生對靜摩擦力、最大靜摩擦力和正壓力三者之間的關(guān)系很難接受和理解,為解決此疑難問題,我們可以引入“空杯運(yùn)球”這一課堂小游戲.

桌子上放著一些乒乓球,不能用手拿,只提供一只一次性塑料杯,要求將乒乓球移到另一個桌面上而不能落地,在規(guī)定的時間內(nèi)搬球多者獲勝.

當(dāng)然,這個游戲有一定的難度,但學(xué)生還是能想到用塑料杯倒扣住乒乓球,然后旋轉(zhuǎn)杯子,讓乒乓球在杯內(nèi)做圓周運(yùn)動,達(dá)到一定速度后,球便不會從瓶內(nèi)掉下來,便可把球迅速地搬到另一個桌面上.

圖2

學(xué)生在參與這個游戲的過程中,不僅可以體會到游戲的樂趣,也可通過比賽感受到空中運(yùn)球的技巧:球圓周運(yùn)動速度偏小時,空中運(yùn)球不成功;圓周運(yùn)動速度較大時,運(yùn)球成功.

在學(xué)生交流游戲心得時,我們可以引導(dǎo)學(xué)生把小球的運(yùn)動轉(zhuǎn)化為物理模型:水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動.對小球受力分析:FN提供向心力,Ff=mg(如圖2所示).

當(dāng)圓周運(yùn)動速度較小時,FN較小,最大靜摩擦力與正壓力成正比,物體的最大靜摩擦力小于重力,即Ff＜mg,空中運(yùn)球失敗.當(dāng)圓周運(yùn)動速度較大時,FN較大,物體的最大靜摩擦力大于或等于重力,此時豎直方向Ff=mg,空中運(yùn)球成功.圓周運(yùn)動速度繼續(xù)增大,FN增大,最大靜摩擦力增大.乒乓球受力豎直方向Ff=mg,靜摩擦力大小與正壓力無關(guān).通過“空中運(yùn)球”這個課堂小游戲 ,學(xué)生經(jīng)歷乒乓球圓周運(yùn)動的過程,對理解正壓力與最大靜摩擦力成正比、物體所受到的靜摩擦力與最大靜摩擦力的關(guān)系可以收到事半功倍的效果.

心理學(xué)的研究表明:人的大腦對不同信息渠道得到的知識吸收比例是不同的,只從聽覺獲得信息大約能吸收60%,只從視覺獲得信息大約能吸收70%,若把聽覺和視覺和身體感受結(jié)合起來的信息,那么將會吸收感知信息量的86%.課堂小游戲,與大腦中儲存的已有感知發(fā)生“共振”,信息獲取最大化,思維被最大限度地激發(fā),是優(yōu)化課堂教學(xué)的重要手段之一,是物理學(xué)習(xí)中的催化劑.