物理直觀教學的實例探討

　　偉大的教育學家夸美紐斯曾說：“一個人的智慧，應從觀察天上和地下的實實在在的東西而來。同時觀察得越多，越詳細，獲得的知識就越牢固。”在十七世紀夸美紐斯把“直觀性”作為一項教學原則正式提出來。直觀教學法就是在教學中以親身實踐或以具體事物、現象，以及事物、現象的逼真描述來激起學生的感性認識，獲得生動的表象，從而促進對知識比較全面、比較深刻地掌握和理解。
　　物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，它的研究方法一般是在觀察和實驗的基礎上，對物理現象進行分析、抽象和概括，從而建立物理概念和定律，進而形成物理理論，然后這種理論再回到實踐中去經受檢驗。因此，物理直觀教學要求教師充分利用演示實驗、分組實驗，甚至可以鼓勵學生親自動手制作實驗教具。直觀教學在物理教學過程中最大的特點就是：能夠讓學生對許多物理知識的理解建立在直觀感知的基礎上，這樣比較容易被大腦所接受。如果教師利用好這些直觀教學手段，創設良好的課堂情境，就可以提高課堂效率。
　　傳統的物理直觀教學主要是運用演示實驗，演示實驗有的可見度小，有的限于條件演示效果比較差。而現代的直觀教學主要是運用錄像、投影，目前計算機多媒體教學的興起又為直觀教學提供了一種有效的途徑。電化教學由于不受時間、空間的限制，聲、形、圖、色并茂，能直觀、形象地展示各種物理現象，在創設課堂情境中顯示出極大的優越性。但是這些電化教學手段也有較大的局限性，場景逼真程度差、錄像和動畫制作不能夠客觀反映實驗的科學性。
　　本文通過對“力的分解”的教學實例分析，試圖在傳統的直觀教學基礎上引入學生自制教具、學生實驗演示等活動，創造一個“親身實踐”和具有“具體事物、現象，以及事物、現象的逼真描述”的教學過程。學生在這個過程中能夠獲得更加生動、直觀的感受，教師通過這個過程化解難度，激發學生的學習興趣，達到理想的教學效果。
　　“力的分解”是高中物理中的一個難點，也比較抽象。通過“力的合成”的學習，學生已經建立了合力和分力的概念，為“力的分解”的方法提供了基本知識鋪墊。即使已經學習了“等效替代”思想，仍然不能很好地幫助學生化解對本節“理解、并完成從無數個分解方式中選取一個有效分解方法”的難題。我在教學中嘗試利用課前的自主學習和增加課堂中學生的自制實驗道具的演示，發現可以較好地化解學習中的難點。教學完成后，學生能夠比較順利地完成從各種可能中正確選擇力的分力的任務。實踐證明，開展自主學習、增加直觀的教學設計對于學生克服物理學習中的困難有很大的幫助，也能夠培養學生自主學習、抽象思維、動手實驗等能力。
　　一、課前預習，明確自制教具任務
　　1.課前布置學生自主學習，明確本節的閱讀、思考、實驗模型制作等任務。
　　課前我要求學生完成三個任務：一、仔細閱讀課本，通過閱讀物理教材學習、整理物理知識、概念。二、思考幾個模型中的力的分解方法。（如圖1）三、利用你能找到的材料制作模型證明自己的分解方法。
　　教師以注重學生的個性發展，注重學生自學能力的培養為前提，設計課前的教學計劃。可以更好地發揮學生的積極主動性，激勵他們真正成為學習的主人。
　　2.在學生思考問題、制作模型期間，教師要經常關心制作情況，民主地參與討論，做一定的指導。
　　在教學實踐中，課前的準備過程中經常有學生會在思考和制作模型中向你尋求幫助，這時師生共同的討論和分析是課堂教學的外延，也是充分體現個性化學習的過程。教師通過和學生的討論了解學生認識的誤區，保證模型的制作質量，也可以完成模型優劣的篩選。教師的引導有利于學生以主要矛盾對象為主線開展自主學習，提高自主學習有效性。
　　二、課堂教學，注重多種直觀教學過程合理組合
　　“人對客觀事物的認識是從感覺開始的”。直觀性教學容易幫助學生建立起認識表象與事務本質之間的聯系。對于直觀教學，蘇霍姆斯基建議：“應當逐步地由實物的直觀手段向繪畫的直觀手段過渡，然后再向提供事物和現象的符號描述的直觀手段過渡。”
　　1.教師展示實物教具，提出分解的問題，探討分解的方式。
　　教材中有拖拉機拉耙的模型，但是只通過“繪畫的直觀手段”很難有直觀性的體驗，在課堂上再現這個模型的實物（如圖2），可以在實物的基礎上通過討論建立合理的模型。在演示中學生看到側向力可以改變電子臺秤的讀數，結合摩擦力的產生，可以形象地理解課本上的模型，幫助了解作用效果和分力的關系，初步建立起分解的原則。第二個教具中海綿的變形也可以很形象地展示出重球的重力在斜面和擋板之間產生的作用效果。
　　2.學生展示優秀的自制教具，激發學習、討論熱情，建立直觀模型。
　　我們研究物理現象及其規律首先要確定研究對象，這就涉及如何建立理想模型問題。學生根據自己的預習工作，制作了各種各樣的實物模型，大大地豐富了課堂上的直觀教具。課前教師分別劃分好幾個學習小組，通過小組討論的方式分別選擇優秀的自制教具（如圖3）并精心準備了課堂演講內容。在