物理——從“物”到“理”

張茂健

（普蘭店市第十九中學(xué)，遼寧 普蘭店 116200）

眾所周知，物理學(xué)是由實(shí)驗(yàn)和理論兩部分組成，物理學(xué)實(shí)驗(yàn)是人類認(rèn)識(shí)世界的一種重要活動(dòng)，是進(jìn)行科學(xué)研究的基礎(chǔ)，物理學(xué)則是人類對(duì)自然界最基本、最普遍規(guī)律的認(rèn)識(shí)和概括。所謂“物理”，就是通過“物”——物理實(shí)驗(yàn)引入物理概念，研究物理規(guī)律。即以“物”喻出“理”的本質(zhì)，以“物”明了“理”的內(nèi)涵，以“物”揭示“理”的真諦。

一、物理實(shí)驗(yàn)有助于概念的理解

概念是對(duì)客觀事物本質(zhì)屬性的抽象和概括，要正確地理解概念，就必須引導(dǎo)學(xué)生找出概念的本質(zhì)屬性，讓學(xué)生真正理解概念的內(nèi)涵和外延，從而正確地掌握概念，切不可只進(jìn)行文字說明，讓學(xué)生死記硬背。在引入有些新概念時(shí)，如能用趣味性實(shí)驗(yàn)開頭，不但能激起學(xué)生的興趣，喚起他們強(qiáng)烈的求知欲，還能在腦海中產(chǎn)生更深刻的印象。如：大氣壓強(qiáng)概念的引入，可以演示了這樣兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：

（1）演示馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。

（2）演示試管自動(dòng)上升實(shí)驗(yàn)：將粗試管裝滿水后，再將較細(xì)的空試管插入粗試管里一半深處，當(dāng)試管倒置后，學(xué)生看到細(xì)試管在粗試管中緩緩上升，甚感興趣。在演示過程中，全體學(xué)生疑竇叢生，興致很高，都想知道是什么給半球這么大的力，是什么使試管自動(dòng)上升。學(xué)生處在一種欲知而不能的狀態(tài)，教師可自然地引入新概念——大氣壓強(qiáng)。

運(yùn)用實(shí)驗(yàn)不但能夠?qū)Ω拍钣猩羁痰挠∠?，更可以?duì)概念深化理解，避免出現(xiàn)片面性。例如：講完液體內(nèi)部壓強(qiáng)公式之后，根據(jù)學(xué)生對(duì)這個(gè)公式出現(xiàn)的偏見，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來幫助學(xué)生糾偏扶正。由于在《液體的壓強(qiáng)》引入的時(shí)候有“液體因?yàn)槭艿街亓ψ饔?，所以?duì)容器底要產(chǎn)生壓強(qiáng)”這句話，學(xué)生對(duì)此有片面理解，認(rèn)為液體的壓強(qiáng)必跟液體的總重有關(guān)。為此，我設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)。在塑料袋內(nèi)灌滿水后，小心地抓住袋口提起來，塑料袋不破。然后把袋內(nèi)水倒出一半至空水槽，把乳膠管一端緊緊地接在塑料袋里，把水槽內(nèi)的水灌滿乳膠管，水槽仍有余水，把漏斗位置升高到一定程度，可看到塑料袋被水壓破。從而生動(dòng)地說明了液體的壓強(qiáng)只跟液體的密度和深度有關(guān)，與總重和體積無關(guān)。

二、物理實(shí)驗(yàn)有助于規(guī)律的掌握

物理規(guī)律（包括定律、定理、原理、法則和公式等）是物理現(xiàn)象、過程在一定條件下發(fā)生、發(fā)展和變化的必然趨勢(shì)及其本質(zhì)聯(lián)系的反映。它是中學(xué)物理基礎(chǔ)知識(shí)最重要的內(nèi)容，是物理知識(shí)結(jié)構(gòu)體系的樞紐。因此，規(guī)律教學(xué)是中學(xué)物理教學(xué)的中心任務(wù)。在物理學(xué)的建立和發(fā)展過程中，物理實(shí)驗(yàn)既是歸納物理規(guī)律、產(chǎn)生物理假說的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，也是驗(yàn)證物理預(yù)言和物理假設(shè)的主要依據(jù)，并且物理學(xué)科學(xué)理論的根本手段，實(shí)驗(yàn)則是認(rèn)識(shí)物理規(guī)律的基礎(chǔ)，又是學(xué)習(xí)物理學(xué)的基本方法。例如：在講《二力平衡》一節(jié)中，自制一個(gè)正方形硬紙片，如圖

放置，以硬紙片為研究對(duì)象，說明硬紙片處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，F(xiàn)1、F2是平衡力。然后由實(shí)驗(yàn)研究二力平衡的四個(gè)條件。對(duì)于兩個(gè)力在同一直線上和作用在同一物體上這兩個(gè)條件初中學(xué)生掌握不好，對(duì)此我對(duì)實(shí)驗(yàn)做了如下處理：轉(zhuǎn)動(dòng)硬紙片，保持F1、F2大小相等、方向相反、在同一物體上但不在同一直線上，松手后硬紙片不平衡而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)；硬紙片靜止后，用剪刀沿對(duì)角線剪開硬紙片，紙片不再平衡，鉤碼掉到了地上。學(xué)生在笑聲中自然理解了二力平衡的條件。

三、實(shí)驗(yàn)可以鞏固學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的掌握

每個(gè)實(shí)驗(yàn)都包含著相關(guān)的物理知識(shí)，實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過程就是對(duì)知識(shí)的再現(xiàn)和再學(xué)習(xí)過程。通過一些課上課下的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠更進(jìn)一步加深理解物理知識(shí)與物理規(guī)律，提高學(xué)習(xí)效率。

在學(xué)習(xí)光的直線傳播后，我讓學(xué)生課下用罐頭盒做小孔成像實(shí)驗(yàn)，絕大多數(shù)同學(xué)課后都有制作，而且收獲還不小，學(xué)生不僅從實(shí)驗(yàn)中知道了小孔成像的原理，而且觀察到了成像的性質(zhì)，更讓人驚喜的是，很多同學(xué)還通過自己的探究得出了像的大小與燭焰到孔的距離以及盒的大?。ㄆ恋娇椎木嚯x）關(guān)系的結(jié)論，為后面的凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)的教學(xué)打下了良好的基礎(chǔ)；在變阻器的教學(xué)之后，要求學(xué)生做“自制滑動(dòng)變阻器來控制小燈泡的亮度”的小實(shí)驗(yàn)，來加深滑動(dòng)變阻器原理的理解，有的學(xué)生還設(shè)計(jì)出了能將燈泡完全調(diào)滅的電路，更好的理解了部分短路的規(guī)律；“音調(diào)可變的哨子”的制作可以讓學(xué)生明白音調(diào)與振動(dòng)快慢（空氣柱長度和粗細(xì)）的關(guān)系；自制不倒翁來理解穩(wěn)度與重心高度以及底面積大小的關(guān)系，明白不倒翁不倒之謎；“筷子提米”實(shí)驗(yàn)學(xué)生在做的時(shí)候不太好把握，有的學(xué)生將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，用紙杯、細(xì)沙、粗糙木棒（一次性筷子）很好的完成了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，更進(jìn)一步的理解了摩擦力與壓力和粗糙程度的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)不僅提高了學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力，而且還可以有效地幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，突破學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)，并消除學(xué)生對(duì)知識(shí)的模糊或錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，加深對(duì)物理知識(shí)的理解。

總之，實(shí)驗(yàn)是連接認(rèn)識(shí)的主體和認(rèn)識(shí)的客體的紐帶。物理概念和規(guī)律的建立離不開表象作基礎(chǔ)，而表象的感性材料的獲得，在很大程度上依賴于物理實(shí)驗(yàn)。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)能使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),開發(fā)智力提高素質(zhì),增加了鍛煉的機(jī)會(huì),增強(qiáng)了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的意識(shí)。而其在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體實(shí)施，也會(huì)給我們培養(yǎng)大量的適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)需要的人材提供一個(gè)可行的方式方法。讓我們?cè)诮虒W(xué)中不斷創(chuàng)新，敢于試驗(yàn)，大膽改革，提高我們的物理教學(xué)水平。