自拍小實驗在物理教學(xué)中的輔助作用

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-8882（2014）07-080-02

作為一名高中物理教師，我總是想盡各種辦法讓學(xué)生親自動手做實驗，去感受物理實驗中發(fā)現(xiàn)的樂趣。有些小實驗，本身很有趣，但觀察出規(guī)律卻有點困難，這是我在教學(xué)中經(jīng)常遇到的難題。本文從幾個典型的物理小實驗中講述自拍物理實驗過程的技巧和作用，小小的處理技巧能達(dá)到突破難點，化難為易的神效，希望能對廣大教師有所幫助。

正文：

（一）小實驗舉例

自拍小實驗一：《單擺小球在擺動過程中的機(jī)械能守恒》

情景再現(xiàn)：

高中物理必修2第二章第3節(jié)能量守恒定律教學(xué)中，教材舉例蕩秋千過程中如果忽略阻力，那么在豎直面擺動過程中機(jī)械能是守恒的，所以秋千能擺到原來的高度。

出現(xiàn)問題：

很多學(xué)生對秋千這類模型的機(jī)械能守恒其實是背誦式的記憶，并不能真正的理解，或者在實際生活中因為阻力過大而很難觀察到秋千擺到原來高度。如果能設(shè)計一個讓學(xué)生看得到的現(xiàn)象，學(xué)生就會印象深刻，心服口服。

解決對策：

于是我把小朋友蕩秋千換成一條長繩系著小鋼球，在空中適當(dāng)高度橫一條細(xì)繩作為檢查標(biāo)準(zhǔn)，小球由一定高度自由釋放，把這個過程拍成錄相，在大屏幕上以慢動作播放讓同學(xué)們認(rèn)真觀察小球是否回到原來的高度。當(dāng)然，由于空氣阻力的存在，時間久了，小球擺動輻度將越來越小。以下是實錄的相片材料：

自拍小實驗二：《平拋運動》

情景再現(xiàn)：

高中物理必修2第三章第三節(jié)平拋運動，是曲線運動的代表之一，其中體現(xiàn)了把曲線運動“化曲為直”“化繁為簡”的重要物理思想，教學(xué)重點是讓學(xué)生理解為什么要進(jìn)行這樣的處理？究竟平拋運動在水平方向和豎直方向上做什么性質(zhì)的運動，僅僅從理論上去說明似乎不夠形象，于是教材在介紹平拋運動的條件后，對平拋運動的水平及豎直方向的運動均安排實驗演示，讓學(xué)生體會分運動的特點是水平方向做勻速直線運動和豎直方向上做自由落體運動。

問題出現(xiàn)：

演示實驗用的是平拋豎落儀和平拋運動演示板。對于平拋豎落儀由于實驗效果可以用聽聲音來證明平拋的小球和自由落體運動的小球同時落地，效果已經(jīng)很明顯，這里不再詳細(xì)說明。而探究平拋運動水平方向上的運動時，演示儀器用的是兩個小鋼珠，一個做平拋運動，一個做水平方向的勻速直線運動，在盡量滿足實驗前提如減少摩擦力等因素的影響后，小鋼珠運動速度極快，一晃而過，學(xué)生根本來不及觀察兩個小球在水平方向上分運動的關(guān)系。

解決對策：

如果把這個過程用錄相機(jī)拍攝下來，再以慢運動演示各個時刻兩個小球在水平方向上的位置關(guān)系，效果是不是會更好？于是我請了實驗室的老師幫忙一起用相機(jī)記錄了這個歷時幾秒鐘過程。當(dāng)學(xué)生們在屏幕上看到兩個小球的慢動作過程是，發(fā)現(xiàn)兩個小球在水平方向上的位移確實一模一樣，他們臉上欣喜的表情和我的一樣。偶然的小動作滿足了他們的好奇心，學(xué)習(xí)起來就更加有干勁了。

自拍小實驗三：《液體的表面張力》

情景再現(xiàn)：

在高中物理選修3-3《液體的表面張力》中，有大量同學(xué)們可以做得到的小實驗，本章理論性較強(qiáng)，但也不缺乏樂趣，做好這些小實驗就是激發(fā)本章興趣的源泉。因此，在教學(xué)過程中，教師應(yīng)該排除一切困難，讓學(xué)生親手“玩”這些小實驗。

問題出現(xiàn)：

學(xué)生在分組實驗中，可能一個個興致勃勃，玩得忘了時間。且由于實驗儀器較袖珍，教師要統(tǒng)一講解不夠方便。

解決對策：

此時需要老師的“收”，否則一堂課會因為對學(xué)生的“放”而效率不高。等學(xué)生們“玩”得差不多時，借助一些小錄相，及時把學(xué)生的精力集中起來，對物理實驗現(xiàn)象進(jìn)行科學(xué)到位的描述，讓學(xué)生掌握相關(guān)的知識，本節(jié)課的教學(xué)目的就順利完成了。下圖是從網(wǎng)上抓到的一些小視頻截圖，非常好用：

（二）感悟小實驗在物理教學(xué)中的重要地位：

實驗在物理教學(xué)中的重要作用決定了實驗成功與否決定教學(xué)的成敗，所以，我們必須做好實驗。自拍是做好實驗的一種有效的輔助手段，它有自身難以代替的優(yōu)點：

（1）自拍小實驗有別于多媒體課件的電腦模仿，電腦制作出來的過程是人為的，想得到就做得到，只是一種理想化的模擬，沒有真實事件的震撼力。而自拍小實驗是把實際發(fā)生的過程用錄相機(jī)實際記錄下來，是一種實驗事實。當(dāng)然，有些錄相也可以通過后期制作人為的更改結(jié)果，這里說的自拍，是指純樸的最原始的一種記錄方式，它只是想把最精采的瞬間記錄下來，利用現(xiàn)代技術(shù)重現(xiàn)在屏幕上而已。

（2）自拍小實驗可以彌補有些演示實驗的不足，比如前面提到的《表面張力》演示實驗，道具太小，教師在引導(dǎo)觀察時不方便解說，通過自拍就能化難為易。在《超重和失重》教學(xué)中也有類似的情景，演示人在電梯中的超重失重現(xiàn)象，在課堂上是做不到的，但如果把這個過程拍下來，在課堂上播放給學(xué)生看，效果非常好，這個自拍已經(jīng)有老師做出來放到網(wǎng)上供廣大教師使用了。

（3）自拍小實驗可以記錄最理想的實驗過程，從而減少錯誤實驗的次數(shù)，提高課堂質(zhì)效。比如前面提到的《小球在豎直面上擺動時機(jī)械能守恒》的錄相時，本人就做了無數(shù)次的實驗才得到較理想的效果，有時是小球沒有完全在豎直面上運動，沒擺動幾次就晃來晃去；有時是釋放的高度不合適，比中間水平繩子高了或低了；有時是前面擺得好好的，突然一陣風(fēng)吹過，或是有人在旁邊走動，甚至講話時都不能對著細(xì)繩或小球，因為會帶來空氣的流動……

自拍小實驗的目的其實就是激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)的興趣，因為有了興趣，事半功倍。物理教學(xué)改革的關(guān)鍵是在教學(xué)過程中最大限度地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，從而提高物理教學(xué)質(zhì)量。物理教學(xué)是建立在大量實驗基礎(chǔ)上的，所有的定理規(guī)律，都必須經(jīng)過實驗的論證。而事實上，很多物理規(guī)律，又是先從實驗觀察得到啟發(fā)的，物理學(xué)似乎總是在實驗與理論驗證上反復(fù)進(jìn)行著較量，從得得到大量的物理規(guī)律，對人類社會作出巨大貢獻(xiàn)。從實驗入手，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，好處顯而易見。自拍小實驗看似簡單，里面卻蘊藏著老師們的用心，做個有心人，學(xué)生才會愛上物理，從愛出發(fā)，就能激發(fā)學(xué)生內(nèi)心隱藏的潛能。