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分析曲線運動中兩個演示實驗的深層論文
1 儀器設計意圖
最新版本的人教版高中物理必修2第五章第一節(jié)《曲線運動》整合了原先版本第一和第二兩節(jié)的內容，不計問題與練習，篇幅足有6頁之多。如何在有限的課堂時間內完成三維教學目標，特別是通過演示實驗幫助學生驗證物體做曲線運動時速度方向的猜想，提供物體做曲線運動的條件判定的感性素材，進而掌握曲線運動的描述方法，是本節(jié)教學的重點。為此，教材設計了兩個演示實驗，分別如圖1[1]和圖2所示。雖然這兩個演示實驗取材方便，但需要較高的操作技巧。尤其是第二個演示實驗，經常發(fā)生的情況是小鐵球被磁性強的條形磁鐵吸住或者彎曲效果不明顯。筆者最近參加了幾次區(qū)、市級的公開課活動，就極少看到精心測算和設置過的演示實驗2能一次成功。
為了使實驗現(xiàn)象更明顯，綜合考慮課堂時間和學生參與兩方面因素，筆者利用生活中的器具對這兩個實驗進行了探索與改進，經過教學檢驗，效果相當好，以下是實驗的改進情況。
2 對演示實驗1的改進
本實驗選用器材有：直徑2厘米左右的小鋼球一只，兒童火車玩具中的弧形導軌一段（粗鋼絲難以在端點彎曲，且厚度難以達到要求），8K白紙一張，滴管（或針筒）一只，墨汁一瓶（墨水的粘稠度不佳，不容易粘附在快速通過的金屬球上），記號筆一只。
實驗流程為：先沿著導軌內側用記號筆畫一段曲線，一直畫到導軌端點處。用滴管吸少量墨汁，滴在小鋼球沿導軌內側運動出導軌的端點處，滴5滴左右，呈細長型。用手帶動小鋼球（有點旋轉最理想），使其沿著軌道內側運動，它通過墨汁區(qū)后，就在白紙上留下一條與曲線相切的直線（或間斷的點，可以用直線連接），用實物展臺展示實驗過程，直接驗證了學生關于物體做曲線運動時速度方向切線方向的猜想。如圖3所示。
3 對演示實驗2的改進
實驗器材為一個裝滿水的礦泉水瓶。實驗時，先讓水從瓶口流出，呈一條直線，如圖4。然后讓學生思考如何不與瓶子以及水流接觸，實現(xiàn)水流運動軌跡變?yōu)榍�。學生提出用嘴吹的設想后，請一個學生上前協(xié)助實驗的演示，其他學生觀察并思考讓物體做曲線運動的條件。如圖5。 [2]
這個實驗簡單易做，效果明顯，容易激發(fā)學生的課堂參與和學習興趣，更能提升學生觀察生活，分析物理現(xiàn)象的思維能力，為教學目標的完成節(jié)省了寶貴的課堂時間，可謂是一石三鳥。
此外，還可以對演示實驗2做如下改進：教師手拿一截粉筆，請學生思考，如何讓它在空中做直線運動。學生思考并提出方案，主要為豎直向下的直線運動和豎直向上的直線運動，教師按照方案演示，并將它的運動軌跡示意圖畫在黑板上。接著提出第二個問題，如何讓它在空中做曲線運動。學生思考并提出方案，教師按照學生的方案將粉筆頭斜拋出去，并將它運動的軌跡示意圖畫在黑板上。最后請學生結合兩種運動軌跡分析物體做曲線運動的條件。
這個實驗取材極為簡單，就是我們課堂上隨手可得的粉筆。但是，它的演示效果絲毫不比教材上的設計遜色。
4 一點思考
培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和遷移能力，教師首先就要具備創(chuàng)新思維。在教學環(huán)節(jié)上也就是體現(xiàn)為結合教學設計對教材進行二次開發(fā)，合理取舍，本著最優(yōu)化的方案，使教材為教學服務。通�？梢岳秒S堂創(chuàng)新小實驗來激發(fā)學生學習的積極性和求知欲，提高課堂教學效果；利用生活中常用器具用于實驗演示，拉近學生與物理現(xiàn)象的距離，更能激發(fā)學生的探究熱忱，優(yōu)化課堂教學效率。
參考文獻：
[1]李維兵。自制演示物體做曲線運動時速度方向的小實驗[J]。中學物理，2010（11）：34
[2]王志剛�！肚�運動》教學設計評析[J]。物理教學探討，2013（3）：62—63。
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