创设丰富实验情境,助力物理知识建构——以《超重和失重》教学为例

不 能 自圆 其说 。 ）
完成如下 三个实验 ：
实验 ２ （ “ 纸 带提 重 锤 ” ， 定性） 如图２
所示 ， 把一根 剪裁过 的窄纸 带穿过一 个 ３ ０ ０ ｇ 左右的重锤 上的套环 并从 中间折 叠 。先 用手
缓 慢 匀速 地上提 纸 带， 再 用手 突 然加 速 上提
动定律后应该 掌握 的思路与 方法 。这位
同学提 出这一现 象除 了与磁铁 之 间的吸 引力有关 之外 ， 应该还 与木棒 、 磁铁 之间 的摩擦力 有 关 ， 那 么 摩擦 力 的 大小 又 怎
么会 和装 置 的释放 下 落联 系 在一 起 呢？
通过这 节课 对 “ 超 重 和失 重” 的学 习 ， 相
和失重” 一 直是 教学 的重 点 和难 点之 一 。教
穿在一根 圆柱形木 棒上 ， 并让 它们 的 Ｎ、 Ｓ极
相对且相距 １ ５ Ｃ １ Ｔ Ｉ 左右 。双手持 木棒 左右 两
端， 并使 整 个 装 置 水 平 静 止 。然 后 ， 双手 突然 释放 ， 使 整 个 装 置 自 由 下 落 一段 距 离， 再 用 双
教育 研究 与评论 ・ 课 堂观 察
生 因为磁铁之间有吸引力 。 师 原来未释放下落 的时候磁 铁之 间也有 吸 引力 ， 它们为何不能吸 引在一起 ？ 生 那个时候摩擦力大 ……
（ 该 生似 乎 想继 续说 明在释 放 下 落 的过 程 中摩擦 力 变小或 者 消失 了， 但 又感 觉
应该是 一个 被动 接受 和记 忆 的低 效过 程 ； 只 有主动探究 和发 现 ， 才能 有效 促进 知识 的智 慧建构。因此 ， 物理 教学 一定 要通 过 丰富 直
课伊始 ， 教师可 以利用生 活资源 ， 创 设简单 有
趣 的、 与学生 已有 知识 和 经验 矛盾 的实 验情 境， 以抓住学生 的注意力 ， 引发学 生 的认 知冲 突， 从而激发学生 的学 习兴趣和探究欲望 。
对此 ， 笔者引导学生分析 原 因， 得 出重锤重 力
引出来 。 ］
二、 创设 丰富探究情境 ， 达成知识建构 物 理学中的诸 多概念 、 规律 、 模 型都具 有 重要 的价值 和 意 义 ， 它 们 的提 出或 发 现往 往
都具有 一定 的现 实背 景 ， 可能 是 为 了描述 或
信 同学们便 能够解释这个问题 了。
图２
图３
［ 设计 意图 ： “ 磁铁 相吸 ” 是 学生常 见而且
有过 充分体验 的生活现 象。 由此 ， 创 设“ 不 落 不吸” “ 落吸” 的悬念情境 ， 让 学生感 觉到像 魔
术一般 有趣 而不 解。接 着 ， 便 可 以通过 多个
探 究 问题很 自然 地把 朴 实 而 深 刻 的 物 理 知 识
创设丰富实验情境 ， 助 力 物 理 知 识 建 构
— —
以《 超 重和 失 重 》 教 学 为例
施 坚
（ 江苏省 梁丰 高级 中学 ， ２ １ ５ ６ ０ ０ ）
物理概念和规律 （ 符号 表征 ） 往往 是抽象
融通 ， 可 以有 效地 激发 学生 的 学 习动机 。新
的、 难懂的、 严谨 的 、 枯燥 的； 但 是它 们 （ 图像 表征 、 动作表 征 ） 又 总是 与具 体 的、 生动 的物 理实验或现象联系在 一起 的。学生 的学 习不
由此 ， 教师引导学生思考——
、
创设趣味悬念情境 ， 激发认知冲突
师
磁铁原来静止在木棒 上并保持 一定 的距
离， 为什么 在突 然 释放下 落 的过 程 中会
吸在 一 起 呢？
物理学 中的诸 多 概念 、 规律、 模型， 都与 生 活现象息息相关 。将物 理知识 与生活现象
２ ０ １ ５ 年第 ６ 期
手接住 。
材将这一 内容作 为“ 牛 顿运 动定 律 的应用 ” ， 通过对“ 电梯 升 降情境 ” 例 题 的研究 ， 给 出相 关 的概念和规律 。其 重点放在 了概念 的定义
和规律的推导上 ， 而实验相对 匮乏 ， 探究 也不 够深入 。笔者在教学 中， 则 以探究为 主线 ， 以
未变 ， 但是 对纸带的拉力 突然增大 ， 大于重 锤
的重力 。由此 ， 学 生对 超重 现 象产 生定 性 的

解释某 些物理 现象 ， 也 可 能是 为 了研究 或 解 决某个 物理 问题 。实 践证 明， 许 多 学 生学 习 物理 时感 到抽 象深奥 、 枯燥 无 味 ， 往 往 与教师 在教学 中偏重 于演 绎推理 ， 而轻视 直观 教学 、
实验 ４ （ “ 人在体重计上运动” ， 半定量 ） 一位 学生在 体 重计上 不断蹲 下 和站起 ， 其 他 学生通过摄像 头和投影仪 观察体 重计 示数 的
变化 。
对实验 ２ ， 教师 同步进行 演示 。在 实验 ２ 中， 学 生发 现 ： 缓 慢匀 速地 上提 时 ， 重锤 会 跟 着被 提起 ； 而 突然加 速上 提后 ， 纸带会 断 掉 。
课始 ， 笔者反复演示如下实验 ：
实验 １ （ “ 磁 铁落 吸” ， 定性） 如 图 １所
示， 将 两 块 取 自老 式 喇 叭 尾 部 的 圆环 形 磁 铁
观的实验情境 激发 学生 的兴 趣 ， 提 升 学生 的
体验 ； 同时要 通 过层 次清 晰 的探究 问题 激 发 学生的思考 ， 促进学生 的建构 。 人教版高 中物理 教材 必修 １中 的“ 超 重
实验为依托 ， 重视现代信息 技术 的运 用 ， 创设
图 １
有效 的问题和情境 ， 引导学 生独立思 考 、 合作 交流 、 充分体验 ， 层层深入地 进行知识 的智慧
建构 。
一
在实验 １ 中， 学生惊讶 地发现 ： 在 整个装 置 自由下落 的过程 中， 磁 铁会突然 吸在一 起 。
纸带 。
实验 ３ （ “ 弹簧测力计提重锤” ， 半定量 ）
师
这位 同学想到从受 力 的角度来分 析两块 磁铁 为何 会 吸在 一 起 ， 这 是 学 习牛 顿运
如 图 ３所示 ， 在 一 个 弹簧 测 力计 下悬挂 一 个 ３ ０ ０ ｇ左右的 重锤 。多 次变速 上 下移 动弹 簧 测力计 ， 同时观察弹簧测力计示数的变化 。