對(duì)比性實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的重要作用

顏廷浩

在物理教學(xué)中，無論是對(duì)基本概念的建立、物理規(guī)律的導(dǎo)出，還是對(duì)重點(diǎn)的突出、難點(diǎn)的突破，或是對(duì)易于混淆或誤解的問題的排除，有經(jīng)驗(yàn)的物理教師總是通過實(shí)驗(yàn)來完成。為了充分發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)的作用，需要設(shè)計(jì)一些對(duì)比性實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生從比較中突出所要闡明的問題，從而收到事半功倍的效果。下面就多年的教學(xué)體會(huì)談?wù)勎锢斫虒W(xué)中對(duì)比性實(shí)驗(yàn)所起的重要作用。

一、利用對(duì)比性實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入新課或?qū)ふ抑R(shí)之間的關(guān)系

物理教師用對(duì)比性演示實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入新課，不但能激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣、強(qiáng)烈的求知欲，而且有利于向?qū)W生顯示新課的目的性，這類對(duì)比性實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單，便于對(duì)比顯示現(xiàn)象要鮮明、清晰，能充分說明問題，有利于學(xué)生觀察和思考。例如：講初中物理中“直流電動(dòng)機(jī)”一節(jié)課時(shí)，新課開始，就引導(dǎo)學(xué)生觀察如下對(duì)比性實(shí)驗(yàn)，先演示直流發(fā)電機(jī)的線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生直流電的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而演示通直流電于直流電動(dòng)機(jī)使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)相對(duì)比，生動(dòng)的揭示了直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)是可逆的機(jī)器，學(xué)生無不感到新奇，不但激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)課知識(shí)的求知欲望，而且他們還迫切渴望弄清楚二者之間的關(guān)系。

二、利用對(duì)比性實(shí)驗(yàn)形成概念

對(duì)于學(xué)生難于理解的比較抽象的物理概念，要設(shè)計(jì)對(duì)比性實(shí)驗(yàn)采用“邊引導(dǎo)、邊實(shí)驗(yàn)、邊分析”的教學(xué)法，通過對(duì)比分析，抽象出事物的本質(zhì)特征，形成概念。例如“大氣壓強(qiáng)”這一概念，對(duì)學(xué)生來說比較抽象，教學(xué)中可以設(shè)計(jì)做好下面對(duì)比性實(shí)驗(yàn)，每做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，都要引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象提出問題、思考問題，加以分析，步步深入。首先讓學(xué)生猜想的基礎(chǔ)上，觀察“水杯——厚紙片”的實(shí)驗(yàn)，目的是為了證明大氣壓強(qiáng)的存在。講課開始，教師先介紹如圖一的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生思考：“放開手后，厚紙片會(huì)不會(huì)掉下來？”接著演示這個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證學(xué)生的結(jié)論。接著提出：“上面實(shí)驗(yàn)中，厚紙片受到哪些力的作用？為什么厚紙片不會(huì)掉下來？”引導(dǎo)學(xué)生討論分析，活躍課堂氣氛，使學(xué)生自然地體會(huì)到不會(huì)掉下來是由于一定受到一個(gè)向上的壓力的作用，這個(gè)壓力只能是大氣產(chǎn)生的，由此可見大氣能對(duì)厚紙產(chǎn)生壓強(qiáng)。進(jìn)而向?qū)W生提出：“這個(gè)實(shí)驗(yàn)中若杯里不裝水，或裝少量水（不裝滿）這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)懿荒艹晒Γ俊薄叭粲眯〉镀押窦埮c杯口的接觸處撬開一個(gè)小口子，又會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？”然后再由學(xué)生親自做實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析推理的一致性給學(xué)生以成功的滿足，這樣通過對(duì)比性實(shí)驗(yàn)，加深了學(xué)生對(duì)大氣壓強(qiáng)這一概念的認(rèn)識(shí)，同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。

三、利用對(duì)比性實(shí)驗(yàn)導(dǎo)出物理規(guī)律

初中學(xué)生對(duì)“二力的平衡條件”都覺得很簡(jiǎn)單，似乎沒什么困難，但又往往形成一些片面的認(rèn)識(shí)，為了引導(dǎo)學(xué)生獲得科學(xué)的結(jié)論，設(shè)計(jì)下面的對(duì)比性實(shí)驗(yàn)。采用“邊實(shí)驗(yàn)、邊分析、邊對(duì)比，再實(shí)驗(yàn)、再分析、再對(duì)比”的程序，每做一個(gè)實(shí)驗(yàn)都要引導(dǎo)學(xué)生通過現(xiàn)象的觀察、分析和比較，澄清一些容易混淆的問題，最好讓學(xué)生自己得到正確的科學(xué)結(jié)論。教師先以日常生活中吊在電線上的電燈，放在桌子上的書本等物體保持靜止?fàn)顟B(tài)的實(shí)例，提出“什么是二力平衡”，然后從這些現(xiàn)象中尋找二力平衡的條件，進(jìn)而演示“二力平衡的實(shí)驗(yàn)”，讓學(xué)生觀察并讀出小車保持靜止時(shí)，兩邊吊盤中砝碼的質(zhì)量（相等），并向?qū)W生提出探索性的問題“二力在什么條件下會(huì)平衡？”，學(xué)生可能回答不全面，教師不要急于糾正，而要引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察下面兩個(gè)對(duì)比性實(shí)驗(yàn)，說明被比較的因素，讓學(xué)生觀察思考：①兩個(gè)力大小相等，方向相反，分別作用在兩個(gè)物體上（兩個(gè)小車拼合做）；②兩個(gè)力大小相等，方向相反，作用在同一物體上，但兩個(gè)力的作用線不在同一直線上。通過這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)生即否定了原來片面的結(jié)論，又通過對(duì)比、分析自己發(fā)現(xiàn)了規(guī)律，而得到正確的科學(xué)的結(jié)論。

四、利用對(duì)比性實(shí)驗(yàn)，突出物理現(xiàn)象的本質(zhì)和特征

例：初中物理中關(guān)于“浮力”這一節(jié)的教學(xué)，為了揭示浮力產(chǎn)生的原因是液體中向上和向下的壓強(qiáng)差對(duì)物體造成壓力差，深化學(xué)生對(duì)浮力產(chǎn)生原因的本質(zhì)理解，可以進(jìn)行如下浮力消失和產(chǎn)生的對(duì)比實(shí)驗(yàn)：取一塊石蠟塊，放在燒杯里加熱溶化（如用蠟燭要出去線芯），將液態(tài)蠟倒進(jìn)長(zhǎng)方形紙盒里，當(dāng)?shù)節(jié)M時(shí)，用一塊涂有煤油的玻璃片迅速蓋上，待凝固后，揭開玻璃片就成了一塊表面非常平滑的長(zhǎng)方體蠟塊，把這塊蠟塊底面緊壓在平底的水槽底面，使之緊密接觸，用一支小棍壓住蠟塊，然后緩慢注水，使整個(gè)蠟塊浸沒在水中，拿開小棍，蠟塊并不浮起（因?yàn)橄瀴K下邊沒有水，沒有受到水的向上的壓力），但如果將蠟塊與水槽底接觸處挑開一個(gè)小縫讓水浸入，蠟塊很快浮起來，通過這個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)浮力產(chǎn)生的本質(zhì)原因的理解就更深刻了。

五、利用對(duì)比性實(shí)驗(yàn)排除易于混淆或誤解的問題

初中學(xué)生往往把“液體溫度達(dá)到沸點(diǎn)”誤解為“液體一定發(fā)生沸騰現(xiàn)象”，為了幫助學(xué)生更好的掌握好液體的沸騰條件——溫度到達(dá)沸點(diǎn)，且還要吸收熱量才能沸騰?？梢栽O(shè)計(jì)下面對(duì)比性實(shí)驗(yàn)：拿一個(gè)裝有適量水的試管，放在沸水里（沸水一直在加熱），觀察燒杯里水在沸騰過程中試管中的水是否會(huì)沸騰？比較觀察的現(xiàn)象，使學(xué)生排除上面易于誤解的問題，并找出其原因，弄清二者的區(qū)別與聯(lián)系，而且加深了學(xué)生對(duì)熱傳遞條件（溫差）和沸騰條件的理解。

總之，通過一些有趣的、隨著不同的目的采用不同的對(duì)比性實(shí)驗(yàn)，可以使學(xué)生在比較中理解要闡明的問題，在物理教學(xué)中可以收到事半功倍的效果，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

（作者單位：淮安市文通中學(xué)）