動手動腦，化難化疑

丁建方

摘 要： 隨著新課改如火如荼地展開，教學(xué)手段日益先進(jìn)，電化教學(xué)媒體，如投影儀、幻燈機、錄音機、錄像機、視頻顯示器、多媒體計算機、多媒體實驗演示器等，形象直觀、重復(fù)再現(xiàn)、時空改變、動靜變化、快慢可調(diào)，漸漸的，實驗好像變得可有可無。其實不然，不做實驗，概念抽象理解難；演示實驗，耳聽眼看印象深；學(xué)生實驗，動手動腦能力強；多做實驗，概念規(guī)律理解深。

關(guān)鍵詞： 物理實驗教學(xué) 抽象概念 演示實驗 學(xué)生實驗

實驗是人類探索自然奧秘的主要手段，加強實驗教學(xué)是物理教學(xué)改革的重要課題，是大面積提高教學(xué)質(zhì)量，變應(yīng)試教育為素質(zhì)教育的重要措施。實驗教學(xué)不僅能使學(xué)生了解物理現(xiàn)象，驗證物理規(guī)律，而且能幫助學(xué)生加深對物理概念的理解，啟發(fā)學(xué)生解決問題的思路，變繁為簡，化難為易。下面我以具體的事例，談?wù)勗诮虒W(xué)中用實驗化解教學(xué)難點的體會。

1.不做實驗，概念抽象理解難

我們經(jīng)常會遇到這樣的情況，學(xué)生有了疑難問題，教師給予指導(dǎo)，可經(jīng)過再三講解，他們?nèi)匀凰贫嵌１热?，在為學(xué)生講評有關(guān)串聯(lián)、并聯(lián)電路的習(xí)題時，我就碰到了這種事。串、并聯(lián)電路是電學(xué)中的重要內(nèi)容，正確區(qū)分它們是學(xué)好電學(xué)的關(guān)鍵所在。然而，每年都有許多學(xué)生被復(fù)雜的串、并聯(lián)電路搞得暈頭轉(zhuǎn)向，連聲叫難。例如圖1所示電路，AB連接電源正、負(fù)極。當(dāng)只閉合S■時，燈？搖 ？搖亮；當(dāng)只閉合S■時，燈？搖 ？搖亮；同時閉合S■、S■時，燈？搖 ？搖亮，是？搖 ？搖聯(lián)電路。

圖1 圖2

按照傳統(tǒng)，教師依靠一支粉筆一張嘴，向?qū)W生傳授知識，講述解題方法。我在黑板上畫出電路圖后講解：當(dāng)只閉合S■，a S■c就成了一根導(dǎo)線，它與燈L■和L■并聯(lián)，把這兩燈局部短路了，所以只有燈L■亮，當(dāng)只閉合S■時，b S■d也成一根導(dǎo)線，同理可得只燈L■亮。同時閉合S■、S■時，a S■c與b S■d各自成為一根導(dǎo)線，但沒有短路（這里學(xué)生最難理解）。導(dǎo)線是可以拉長或縮短的，現(xiàn)在把它們都縮短，縮到a與c，b與d分別重疊。電流從電源正極出來，兵分三路，經(jīng)過三燈后匯合，回到電源負(fù)極。我還畫了等效電路，證明三燈并聯(lián)。我連說帶畫，自以為學(xué)生都聽懂了。誰知只有四分之一的學(xué)生真正理解掌握，還有幾個基礎(chǔ)差的學(xué)生仍一竅不通。大多數(shù)學(xué)生則當(dāng)時聽聽很清楚，過后想想又糊涂。過幾天再讓他們做這道題，有一部分學(xué)生已經(jīng)“不識廬山真面目”了。把題稍作改動，變成如圖2所示電路叫他們解答，隨著電鍵的打開或閉合，又有近一半人敗下陣來。

類似這樣“弄不懂”的題目還可舉出不少。為什么對學(xué)生的疑難問題作了如此詳細(xì)的講解，用了通俗的比喻、相應(yīng)的圖示，還有這么多學(xué)生一知半解？結(jié)論是，純粹的講解，概念抽象，學(xué)生理解不透，造成了腦中空空的現(xiàn)象?？克烙浻脖抽L久不了（理解不深的知識，是不可能記得清楚的），更經(jīng)不起“時過境遷”的考驗。

2.演示實驗，耳聽眼看印象深

要讓“抽象”變“形象”，得靠做實驗實現(xiàn)。從信息論的角度看，做與不做演示實驗有很大差別。在教學(xué)中，教師演示實驗裝置和實驗現(xiàn)象，都可以看做信源。學(xué)生學(xué)習(xí)知識等于接受信息。按所有感官的不同，學(xué)生可以用耳朵接受來自教師的語言（聽覺）信息，也可以用眼睛接受來自演示實驗的視覺信息?，F(xiàn)代腦生理學(xué)者和信息工程的研究表明，把視覺信息與聽覺信息輸入人腦后，學(xué)習(xí)者最后都得出視覺信息比聽覺信息多900倍的結(jié)果。因此，做不做實驗有很大差別（對學(xué)生掌握知識的影響有很大差異）。而且這個差別是不能通過大量的練習(xí)彌補的。只講解，學(xué)生只能得到語言信息，即使教師輔之黑板作圖示之；但作為視覺信息，仍無法與演示實驗的視覺信息相提并論（實驗直觀、具體、又會“動”，有立體效應(yīng)）。語言信息和視覺信息有歷時性和共時性的重要區(qū)別，兩者在學(xué)習(xí)者頭腦中引起的神經(jīng)聯(lián)系不同，而對事物較完整的把握，應(yīng)靠學(xué)習(xí)者不同感官的協(xié)同作用，使之能在大腦皮層中形成多通路的神經(jīng)聯(lián)系。

我用演示實驗解圖1這題。先按電路圖連接實驗電路（為了使實驗醒目，我注意了導(dǎo)線顏色的區(qū)分）。接著閉合S■，燈L■和L■暗，燈L■亮。為什么？學(xué)生認(rèn)真觀察。S■閉合后，a S■c成了一根紅導(dǎo)線，這紅導(dǎo)線與燈L■和L■并排的，電流不會流入燈L■和L■內(nèi)了，它從紅導(dǎo)線中過去（電流是“走捷徑”的）。只閉合S■，b S■d也成了一根綠導(dǎo)線，把燈L■和L■局部短路，只有燈L■亮。同時閉合S■和S■時，紅、綠兩根導(dǎo)線分別將ac與bd聯(lián)結(jié)，此時電流怎么“走”？導(dǎo)線的長短是不會影響電路的連接方式的，我來拉短ac，一學(xué)生幫我收縮bd（這是最關(guān)鍵，最能說明問題的一著，化解了這道題的難點）。學(xué)生看到了圖3的情形。再把導(dǎo)線理理整齊，使它們橫平豎直，一個“標(biāo)準(zhǔn)”的并聯(lián)電路就呈現(xiàn)在眼前（圖4），電流分成三路，通過三燈。

圖3 圖4

由于做了演示實驗，學(xué)生既聆聽到了教師的講解，又親眼目睹了電路真切形象的“演變”過程，勢必在他們的腦海中留下深刻印象。后來再考這類題目，絕大多數(shù)的學(xué)生都能正確解答。

3.學(xué)生實驗，動手動腦能力強

“利用串、并聯(lián)電路的特點，設(shè)計測未知電阻R的阻值”，也是令許多學(xué)生“望而生畏”的難點。以往整節(jié)課都由教師“主講”，收效甚微。要學(xué)生獨立完成有關(guān)的電路設(shè)計，更是困難重重。

怎樣幫助學(xué)生化解這個難點呢？我認(rèn)為，只有讓學(xué)生“自己解放自己”——做實驗，從實踐中求真知。從心理學(xué)的角度看，中學(xué)生的心理特點是好奇、愛問、好動、喜歡探索自然的奧秘。這種心理狀態(tài)是學(xué)生學(xué)好物理的原動力。不過他們的思維需要有生動的具體材料做支柱，物理實驗正好起到這個作用。尤其是組織學(xué)生分組實驗，激發(fā)了他們的求知欲望，激勵了他們開動腦筋積極思維，培養(yǎng)了他們綜合分析靈活應(yīng)用的能力。

現(xiàn)在我以學(xué)生分組實驗為主，討論總結(jié)為輔的方法上這節(jié)課。通過復(fù)習(xí)“伏安法測電阻”，學(xué)生知道可用電壓表和電流表分別測出電阻兩端的電壓和通過電阻的電流，再利用歐姆定律求之。那么，現(xiàn)在只給你一個電源，一個已知電阻R■，電壓表和電流表只能任選一個，電鍵、導(dǎo)線若干，怎么測R■值？如果把已知電阻R■換成已知阻值范圍的滑動變阻器R′，其他條件不變，那么怎么測出R■值？

學(xué)生開始分組實驗，教師不做示范（在教室里巡視查看，對能力較差的小組略作指導(dǎo)）?！捌仁埂睂W(xué)生帶著問題自己去發(fā)現(xiàn)、探索解決的方法。學(xué)生很投入，手腦并用，二十幾分鐘后實驗基本做完，大多數(shù)小組都做得不錯。我請了幾個“代表”上來畫出電路圖，講出實驗器材、步驟，寫出實驗原理和表達(dá)式。然后大家一起討論歸納。一問：用電壓表或電流表有什么不同？電路連接方式不同，實驗原理不同。用電壓表測，R■與R■要串聯(lián)，利用串聯(lián)電路電流相等求解。也可用串聯(lián)電路電壓與電阻成正比的道理來解。用電流表測，R■與R■要并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路電壓相等得結(jié)果，或用并聯(lián)電路電流與電阻成反比的道理來解。有學(xué)生立即補充，用電流表測也可串聯(lián)，把R■與R′串聯(lián)，用移動滑動變阻器滑片的方法，使R′一次為零，一次最大?；虬裄■與R■串聯(lián)，讓一個開關(guān)與R■并聯(lián)，可用開關(guān)的閉合或斷開達(dá)到目的。再問如果只能連一次線，則可有幾種電路設(shè)計？學(xué)生又討論歸納了幾種，如圖5。我們還討論了哪種電路不能連（或不起作用），哪種電路要注意滑動變阻器阻值不能為零，等等，這節(jié)課圓滿結(jié)束。

圖5

學(xué)生通過自己動手操作，辨清了“真?zhèn)巍保日莆樟思寄?，又鞏固了知識，鍛煉了思維能力，增強了分析判斷能力，為日后解決變化多端的設(shè)計題打下了堅實的基礎(chǔ)。

4.多做實驗，概念規(guī)律理解深

輕視實驗，只在講授，練習(xí)上下工夫，花時間，效果往往事倍功半。有些教師常常抱怨學(xué)生：“講了多少遍，還是做錯！”原因在于教師自己沒有認(rèn)真做實驗。

做實驗在物理教學(xué)中所起的作用非常重要。我們不要怕麻煩，要多花時間準(zhǔn)備實驗，多做實驗，做好實驗。把現(xiàn)代化教學(xué)手段引入課堂，開展合理的、成功的電化教學(xué)，可幫助學(xué)生掃清認(rèn)知道路上的障礙。讓我們運用實驗和電教手段，在講解知識的過程中，達(dá)到化靜為動，化虛為實，循序漸變的演示效果，達(dá)到大容量、深印象、高效率的教學(xué)效果。利用聲、像、圖、文有機復(fù)合，有效地促進(jìn)學(xué)生感知、理解、消化和運用。讓學(xué)生學(xué)得輕松，理解得透徹，掌握得牢固。