馬英蕊

【摘 ?要】二力平衡實驗是一個經(jīng)典實驗，前人對此進行多方面的研究，提出了很多值得借鑒的改進方案.本文在尊重人教版實驗方案的基礎(chǔ)上，注重學生思維的形成，基于課堂教學中師生思維碰撞、教學相長的過程，對二力平衡實驗的改進，提出自己的方案，并進行實踐的檢驗.

【關(guān)鍵詞】 初中物理；實驗教學；二力平衡

孔子在《禮記·學記》中提出“知不足然后能自反也，知困然后能自強也.故曰教學相長也”.“教學相長”可以從兩個層面上理解，一是教師的教學活動與自主學習相統(tǒng)一，以及學生的學習活動與自主學習相統(tǒng)一的“教學相長”，一是教師與學生在教與學的活動中，思維碰撞的“教學相長”.在“二力平衡”的實驗教學活動中，盡管課前進行了充分的實驗準備，對實驗效果以及可能出現(xiàn)的情況進行了預設(shè)，找到了自認為不錯的解決方案，可是教學實踐時，依然出現(xiàn)了很多意想不到的狀況，實驗是求真的，既然有問題亟待解決，我們就一起思考解決的方案，在這個過程中，筆者與學生們有很多的思維碰撞，迸射出諸多的智慧火花，可謂是教與學相輔相成，師生相互促進，共同提高，實現(xiàn)了教學相長.

2022年《義務(wù)教育物理課程標準》提出，要立足學生全面發(fā)展，培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)，“科學探究”就是物理四個核心素養(yǎng)之一，在科學探究的過程中，我們要培養(yǎng)學生實驗、交流、反思的能力、培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，同時在科學探究的過程中，培養(yǎng)學生科學態(tài)度與責任這一學科核心素養(yǎng)，形成嚴謹?shù)膶嵤虑笫堑钠焚|(zhì).我們在日常教學中，有意識地滲透，在潛移默化中落實學生的核心素養(yǎng).

1 ?他山之石，借鑒之用

1.1 ?“二力平衡”實驗的研究現(xiàn)狀

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

1.2 ?學生的現(xiàn)狀

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

2 ?思維碰撞，教學相長

2.1 ?教材中“二力平衡”實驗的不足之處

我們選用的是人教版的教材，設(shè)置的是二力平衡的經(jīng)典實驗，教材配套實驗裝置如圖1所示，我們實驗室也是按照課本實驗進行了探究實驗儀器的配置，所以在教學中，我們首先要給學生的實驗也必然是這個實驗.在實際操作過程中，我們發(fā)現(xiàn)一個最大的難點就是，“同一直線”這一條件不易于驗證，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 ?師生實驗過程中的智慧火花

課堂教學中，我采用的是課本配套實驗，并同時參考他人的改進方案，做了兩個實驗改進裝置，但我并未將改進裝置直接呈現(xiàn)給學生們，更沒有將諸多的改進辦法一股腦地灌輸給學生們，而是讓他們按部就班地進行實驗，體驗著實驗的成功與失敗，思考著實驗的不足之處，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？

學生的思維很靈活，他們會迸發(fā)出很多奇思妙想，也許他們會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，不禁錮學生思維，讓他們發(fā)散思維，我們的角色就是適時的把學生們某些太離譜的思維拉回來，適時的給出自己的一些小建議，并吸收學習著學生們的奇妙構(gòu)想.或許學生們給不出什么高大上的實驗改進措施，但他們的很多方法是可行的，是實用的，是針對課本實驗問題提出的有效的改進方案.這堂課，學生們提出了很多方案，其中有7種對于課本實驗的改進方案是可行的，并在這個過程中，學生發(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成實驗目的.學生們給出的“二力平衡”探究實驗的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，這是我們對于二力平衡實驗的改進基本思路，而且在平時的練習與測試中，課本實驗是基本模型.結(jié)合課堂教學中與學生們一起探討出的實驗改進方案，我對實驗裝置進行了一些低調(diào)而實用的改進，當學生們看到自己的想法被付諸實踐，并行之有效時，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

由于實驗室的配套支架比較矮，兩側(cè)懸掛的繩子稍微一長，就不便于操作了，而且作為演示儀器的話，裝置太矮，學生們不便于觀察，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)學生的身高最適當?shù)卣{(diào)整.

3.2 ?探究“同一直線”條件的創(chuàng)新

對于探究“同一直線”條件，我們主要從減小摩擦和改變物重兩個方面進行了改進.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

對于二力平衡條件中“同一物體”這一條件，很多人認為是無需探究的，因為我們研究的就是一個物體的受力情況，可是，在研究相互作用的力與平衡力的區(qū)別時，我們必然是要看這兩個力是作用在一個物體上，還是兩個物體上，所以我們還是有必要讓學生體驗一下的.對于實驗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.”學習是一個悟道明理、學思踐悟的過程，要透徹地認識事物必須親自實踐，實驗探究的過程就是學生將理論運用于實踐，并通過實踐得出物理理論的過程.學習的過程就是在汲取前人智慧的基礎(chǔ)上，通過思考與實踐，形成自己思想與思維的過程，“二力平衡”探究實驗，深入了解了前人的研究成果，并針對教學實踐中的問題，進行思考、創(chuàng)新來達到科學探究的目的.在實驗探究的過程中，我們師生思維碰撞、教學相長，思維碰撞，必然會迸發(fā)出智慧的火花，教學相長，必然形成融洽的“相互為師”的師生關(guān)系，在這個過程中，我們一起探索方案、發(fā)現(xiàn)并反思問題，將實驗過程中的不理想現(xiàn)象當作一種挑戰(zhàn)、一種機遇，用嚴謹而不拘泥的科學態(tài)度探究問題，進行有效的交流，嘗試進行科學的解釋，逐步落實學生的學科核心素養(yǎng).

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