巧设矛盾情景进行创新实践教学初探，本文主要内容关键词为：情景论文,矛盾论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
所谓逻辑矛盾，它指的是从某一前提出发推出两个在逻辑上自相矛盾的命题，或从某一理论中推出的命题与已知科学原理或实践产生的矛盾。在物理学发展中，物理学矛盾的发现就意味着一个激动人心的重大科学问题的提出，激发物理学家开始探索一个新的物理学领域。例如，19世纪末在研究黑体辐射时出现的“紫外灾难”这一矛盾，揭示了经典物理的局限性，激发很多物理学家的探索热情，最后创立了量子物理理论。又如，研究光电效应实验时出现经典电磁理论与实验矛盾，吸引物理学家对新领域的探索，最后爱因斯坦提出了光量子理论。因而，物理学矛盾是进行物理学探索创新的动力。那么如何在中学物理教学中利用矛盾特点来开展教学呢？我们可以利用学生在学习新知识，解决新问题时的表现出来的认知结构中原有知识、方法、思维方法与新物理情景间的矛盾，创设矛盾情景使教学信息具有新奇性、不和谐性，提出了一个科学问题，从而使学生产生好奇心和旺盛的求知欲，极大地激发学生探索动机。兴趣，有利于培养学生的创新意识和提出问题的能力，有利于学生的学习能力、分析问题的能力、应用知识的能力的提高，对培养中学生的科学精神是极其重要的。
一、教学实例1——变压器电流公式创新教学（习题教学）
1.原有知识
单组变压器电流公式
二、教学实例2——动能定理的拓展创新教学
1.原有知识
质点动能定理：合外力对物体所做的功等于物体动能的改变量
2.新的问题
如图2所示，质量为M的木板放在光滑的水平面上以v的速度水平向右运动，现在木板的左端无初速地放一个大小不计、质量为m的木块，木块与木板之间有摩擦，为了使木板还以v的速度做匀速直线运动，需在木板上作用一水平向右的恒力F。试求：从放木块到木块和木板刚好一起运动过程中F所做功W。
3.导致矛盾
【解法1】较多学生运用质点动能定理解答这个问题，认为F所做功就是两个物体组成系统所受合外力所做功，应等于系统动能增量，因而得
两种方法所得结果不同，导致矛盾。
4.拓展创新
产生上述矛盾，学生感到很惊讶，迫切想知道矛盾原因，激发了探索动机。此时教师引导学生分析矛盾的原因（从功能角度分析，力F所做功除了使二物体组成的系统的动能增加外，还有内能产生，因而，原有适用于质点的动能定理在应用于二个物体以上的质点系统时需要修正，方法一是错误的）。在此基础上，教师引导学生导出系统动能定理
即合外力对系统所做功和系统内力做功之和等于系统动能的增量。
三、教学实例3——解答二体恒力作用下力和运动问题解题思路创新教学（习题教学）
1.原有解题模式
运用“人船模型”求物体的位移。质量为m的人站在质量为M的船上，开始系统处于静止状态，水的阻力不计。若人相对船的位移为
，则人和船相对地面的位移分别为
2.新的问题
如图3所示，两块竖直放置的平行金属板A、B放在绝缘水平板D上，D与地面光滑，A、B、D系统的质量为M，开始处于静止状态，B板上有一小孔。现有一质量为m、带+q电荷的粒子C以某一初速度
从小孔中水平向左射入A、B之间，已知A、B间有水平向右的匀强电场，A、B之间的距离为L，粒子所受的重力不计。如果粒子刚好与A板不相碰。试求：在粒子从开始射入小孔到离A板最近过程中粒子相对地面的位移。
图3
3.导致矛盾
教学中发现，部分学生运用“人船模型”解答这个问题，即
针对学生这种解答，教师运用特殊化方法导致矛盾。当M=m时，运用“人船模型”可得A、B系统和粒子相对地面的位移为
这显然与实际情况矛盾（粒子从B运动到A过程中，相对地面位移一定大于A、B相对地面的位移）。
4.矛盾原因分析
导致上述矛盾，教师引导学生分析矛盾原因，“人船模型”解题模式适用条件是，研究方向上动量守恒，且系统动量为零，本问题中系统的动量不为零，“人船模型”解题模式不适用于此问题。
5.新的方法
在此基础上，教师启发引导学生探索解答二体在恒力作用下力和运动问题的一般思路，即运用牛顿第二定律结合运动学公式，求解，列出
四、教学实例4——验证牛顿第二定律实验原理创新教学（实验教学）
1.原有实验
高中物理必修本中用限流外接法测量金属丝的电阻（图4）。
图4
2.拓展实验
要求测量阻值大约为3kΩ电阻的阻值。
3.导致矛盾
学生运用如图4所示方法（此时把电流表换成毫安表）测量新电阻，结果发现，测量结果大约为1.5kΩ，与真实值相差太大，导致矛盾。学生对这一实验结果感到很惊讶，迫切想知道其中的原因，激发了学生探索的兴趣。
4.矛盾分析
针对上述出现的矛盾，教师抓住这一教学契机，引导学生从理论上分析其中的原因：被测电阻比较大时，电压表的内阻不能视为无穷大，通过电压表的电流不能忽略。从而揭示了用外接法测电阻的局限性（被测电阻比电压表内阻小得多）。
5.实验创新
学生经过教师启发，探索创新，设计出如图5所示二种实验电路。为了改变电流与电压便于多次测量，应选如图5(b)所示电路。
图5
总之，在中学物理教学中，无论在新课教学、习题教学、实验教学都会有许多矛盾，只要我们在教学中巧设矛盾情景，利用学生的好奇心，正确引导学生在矛盾中探索真理，感受物理学的奥妙是有利于培养学生的科学精神和创造精神的。