動手動腦感知真理
物理是一門實驗學(xué)科,對于學(xué)生來說:"我看見了,但可能忘記了;我聽到了,就可能記住了;我做過了,便真正理解了。"這足以說明由"關(guān)注知識"轉(zhuǎn)向"關(guān)注學(xué)生",由"給出知識"轉(zhuǎn)向"引出活動",已成了一股阻擋不住的巨大潮流。高二物理組的老師們希望通過讓學(xué)生自己動手動腦把最近學(xué)習(xí)的知識通過小實驗的方式展示出來或者預(yù)演出來。
我們最近正在學(xué)習(xí)的是動量守恒定律:于是在老師的引導(dǎo)和啟發(fā)下,學(xué)生自己動手完成了有關(guān)動量守恒與反沖的實驗。
完全彈性碰撞(Perfect Elastic Collision)
在理想情況下,完全彈性碰撞的物理過程滿足動量守恒和能量守恒。如果兩個碰撞小球的質(zhì)量相等,聯(lián)立動量守恒和能量守恒方程時可解得:兩個小球碰撞后交換速度。如果被碰撞的小球原來靜止,則碰撞后該小球具有了與碰撞小球一樣大小的速度,而碰撞小球則停止。多個小球碰撞時可以進行類似的分析。
最典型的實驗是如下圖所示:可是這是成品,不利于學(xué)生在探索中理解實際問題。
于是在老師的幫助下學(xué)生們完成了如下實驗:在現(xiàn)有器材的局限性下,學(xué)生們借用了化學(xué)課上球棍模型的塑膠小球。再用直尺和三角板組成軌道限制小球的軌跡,使其完成正碰。
學(xué)生們真的把自己學(xué)的知識應(yīng)用在實驗中都非常積極地參與:經(jīng)過多次試驗,有的時候是成功的有的時候現(xiàn)象不是很明顯。
學(xué)生們在動手的過程中明白了:
1。定理的正確性。
2。實際操作中的環(huán)境會對結(jié)果造成影響。
也想到了問題的存在或解決的辦法:比如小球間的碰撞并非理想的彈性碰撞,還會有能量的損失;不可避免的摩擦;盡量保證正碰;如果換用鋼球效果更好等等。
此過程中,教師作為引導(dǎo)著學(xué)生徜徉于知識海洋的導(dǎo)游,既要告訴學(xué)生知識的要點,也要讓學(xué)生有自我發(fā)現(xiàn)的樂趣。既有有組織的指導(dǎo)預(yù)習(xí),也應(yīng)讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)與本實驗有關(guān)的知識和方法。今后我們還將不斷的改進充實。