矛盾情境在物理實驗教學的應用論文
摘要：物理學是一門以實驗為基礎的自然學科，實驗教學能使學生有效地掌握物理基礎知識，有助于培養學生的動手能力和科學態度。在物理實驗教學中設置矛盾情境，激發學生學習物理的興趣和探究的欲望，學生在解決矛盾的過程中，認知水平和表達能力將得到提高。
關鍵詞：物理實驗教學；矛盾情境；科學態度
伽利略曾說過“一切規律都是從觀察和實驗中得來的”，物理課程標準中指出科學探究及物理實驗能力要求，全國卷高考物理實驗部分約占15%，充分顯示了實驗的重要性。物理實驗作為物理教學的重要手段，在物理教學中的地位和作用可見一斑。如何提高物理實驗課堂教學的有效性？方法各有不同，本文從矛盾情境設置方面進行剖析，充分利用學生的認知沖突，通過激化矛盾，引發學生的思維沖突，從而打破低級的平衡。此時，學生的思維看似受到阻滯，其實是在進行思考和交鋒，一旦有所突破，必然達到高層次的課堂和諧境界。以下從幾個例子進行剖析。
一、探究動摩擦力大小是否與接觸面的大小有關
在這一探究實驗中，設計讓學生在水平長木板上用彈簧測力計拉動同一個長方體木塊，分別以大小不同的表面做勻速直線運動，學生得出滑動摩擦力大小與接觸面的大小無關的結論后，突然有一小組學生提出相反的結論，說他們用木塊不同大小的表面作為接觸面，結果彈簧測力計的示數并不相同，說明滑動摩擦力大小也不同。其實這正是課前有意設置的矛盾情境，在課前準備實驗器材時，教師特意讓這小組同學的長方體木塊六個表面的粗糙程度不相同。教師首先肯定了這組同學實事求是的科學態度，并鼓勵同學們積極地尋找原因，就這樣，一石激起千層浪，課堂氣氛立即活躍起來，在教師有序引導下，同學們開始了熱烈的研究和討論，最終發現了問題所在。
二、測量電源的電動勢和內阻
測量電源的電動勢和內阻實驗可以有兩種測量方法：實驗課堂中讓兩大組學生用圖甲方法測量，另外兩大組同學用圖乙方法測量，得到實驗數據后用圖像U-I進行處理，結果用圖甲的有相同結果的小組，也有不同結果的小組；用圖乙的也得到類似的結果。這給學生劇烈的矛盾沖突，此時教師再指出哪組用的新電池，哪組用的是舊電池，同時引導學生從實驗原理方面對圖甲、圖乙進行分析，得到使用不同方法的誤差分析。當然本課也可以不提供實驗原理圖，只提供實驗儀器，讓學生自主設計實驗，這樣結果更是“五花八門”，然后巧妙地引導學生進行分析，這樣設計對學生要求更高。在物理實驗課堂中教師可根據教學對象的實際能力、知識水平、學習狀態，巧妙地創設不同難度層次的矛盾情境，使學生對教學內容產生好奇、困惑、矛盾的心理，喚起他們探求和解決問題的動機和行為，使學生針對問題開展積極主動、緊張活潑的思維活動，促進學生認知結構進一步有機化，從而優化物理課堂。
三、課堂演示實驗中巧設矛盾情境
例如，在教學《楞次定律》時，教師可以設計對比演示實驗使學生感悟楞次定律的內容。讓磁體在鋁管中（用兩根鋁管對比，一根是完好的，另一根在管壁割開一條豁口，使管中不能產生感應電流）下落。演示實驗時，讓豁口背向學生，學生可以看到，有一鋁管中的磁體下落要緩慢得多，然后再把豁口面向學生重復實驗。設置的矛盾情境和問題，能夠很好地喚起學生的無意注意，使學生產生強烈的探究欲望，為后續楞次定律的`學習提供了素材和心理基礎。又比如，在教學《變壓器》時，教師可以給學生表演一個魔術，小燈泡不接電源，也可以讓燈泡發光。在教學變壓器輸入電壓過程中，教師還可以用直流電作為輸入電壓，讓學生觀察開關閉合、斷開情況，因電流較小，注意把小燈泡改成靈敏電流計。這樣學生在學習中不斷發現矛盾問題，在探究中解決問題，在比較愉快的氛圍下接受知識。中學生的理解能力是有限的，教師借助課堂演示實驗把規律的形成過程、思維過程充分展示給學生，一定能取得良好的教學效果。總之，在物理實驗教學中，教師要多設計矛盾情境，讓學生動手、動腦、動口，多觀察實驗現象。對同一問題，教師應要求學生善于全方位、廣角度、多途徑去分析思考，從而發展學生的形象思維與求異思維，培養學生的創新能力，使學生逐步實現由學會到會學的轉變，使高中物理實驗教學向著有效性的方向發展。當然物理實驗教學中設置矛盾情境的情況不僅限于以上幾個方面，教師要善于把握教材的知識形成脈絡，注重學生思維形成的漸進過程。不同的學生個體，個體體驗不同，獲得的教學效果也不盡相同。這就要求我們物理教師要多鉆研教材，熟悉學情，在教學過程中富有智慧，富有個性，善于學習，善于總結，不斷提高教學技能。
參考文獻
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