中學物理“非常規(guī)”實驗教學研究

王忠民

（廣東省惠州市第三中學，廣東 惠州 516001）

中學物理“非常規(guī)”實驗教學研究

王忠民?

（廣東省惠州市第三中學，廣東 惠州 516001）

中學物理實驗是學生認識物理概念、物理原理、物理規(guī)律的基礎(chǔ)。針對中學物理常規(guī)實驗教學中存在的問題，結(jié)合本人在教學過程中的案例，探討中學物理“非常規(guī)”實驗教學。

中學物理；“非常規(guī)”實驗；教學效果

1 引言

經(jīng)典物理學在科學實驗中逐漸發(fā)展起來的一門自然科學，它以觀察和實驗為基礎(chǔ)的科學。物理常規(guī)實驗教學包含學生課堂、實驗室分組實驗、課外實驗活動、教室演示實驗等，而“非常規(guī)”物理實驗，是指有目的地選擇和利用實驗室之外的其他“存在物”及利用其創(chuàng)造新結(jié)構(gòu)開展的一類體現(xiàn)自創(chuàng)性、體驗性、趣味性、簡易性、生活化的物理實驗教學活動[1]。中學物理教學過程本質(zhì)上是認知過程，實驗手段、實驗器材、實驗對象都與科學家的探究活動截然不同，但在目標上都是探究世界萬物規(guī)律、原理、本質(zhì)。一些地方、一些學校、一些教師，如偏遠地區(qū)的學校老師，充滿著對教育無限的熱情和奉獻精神，利用身邊之物，就地取材，與學生開展豐富多彩的物理實驗，雖然在某種程度上，采用“非常規(guī)”物理實驗使實驗手段、實驗操作那么不符合規(guī)范，但是極大豐富了學生在物理課堂上的氣氛。

2 中學物理常規(guī)實驗的問題及分析

2.1 物理實驗認識上的偏差

現(xiàn)在中學對開展物理實驗存在認識上的偏差，認為學校能建設漂亮的實驗室，并且配備優(yōu)良、精密的實驗器材，就能保證學生順利開展常規(guī)物理實驗教學，學生在老師的指導下機械性開展各種驗證實驗。同時，老師普遍認為“非常規(guī)”物理實驗是在偏遠地區(qū)的學校老師才提倡的做法。最后，為了高考的升學率，在高考的“指揮棒”下，大多數(shù)教師摒棄了“非常規(guī)”物理實驗教學活動。特別在城市重點中學尤其普遍。

2.2 物理實驗行動上的差距

現(xiàn)在中學對開展物理實驗存在行動上的差距，在中學教育、教學改革的今天，學生課堂、實驗室分組實驗、教室演示實驗很大程度上過度依賴實驗室的裝備，在操作步驟上依照經(jīng)典教材按部就班、毫無創(chuàng)新的完成實驗，沒有生活場景、生活氣息的實驗成分。

首先，在實驗室完成的物理實驗場景與現(xiàn)實生活存在差距，實驗室強調(diào)嚴密性、邏輯性、理論性，缺乏可得性、可操作性、生活化實驗場景，違背學生的認知規(guī)律。

最后，教育局領(lǐng)導、學校領(lǐng)導注重實驗室的華麗裝修、實驗裝備的精密、優(yōu)良程度，要求老師自創(chuàng)器材、自制教具必須現(xiàn)代工藝化，必須精、小、巧，否則很難在評比中脫穎而出，這樣嚴重阻礙了老師進行“非常規(guī)”物理實驗的熱情和動力。

2.3 物理實驗教學理念滯后，不熟悉“非常規(guī)”物理實驗的內(nèi)涵

中學物理教師在升學率、評定職稱的利益面前，只是順著時代的變遷，精力全部放在常規(guī)實驗教學上，不能更新先進的教學理念和觀念。往往產(chǎn)生嚴重的工作怠倦感，對工作、教學、學生的管理熱情逐漸衰退，不熟悉“非常規(guī)”物理實驗的深刻內(nèi)涵。 “非常規(guī)”物理實驗，它是全新的角度來開展中學的物理實驗的，其方法、手段是常規(guī)物理實驗所無法比擬的，能豐富常規(guī)物理實驗的延續(xù)性。

3 “非常規(guī)”教學案例及效果

3.1 幾個基本知識點的“非常規(guī)”教學案例

(1) 圓周運動線速度的方向

學生在學習圓周運動的重難點是向心力的來源和向心加速度的掌握，但對圓周運動的線速度方向的理解和認識還停留在經(jīng)驗上，筆者在課堂上能采用“非常規(guī)”教學活動，學生能產(chǎn)生共鳴。實驗操作：兩個同學相互牽著手，穿著溜冰鞋在原地旋轉(zhuǎn)，然后各自放手看各自的運動軌跡來判斷圓周運動中線速度的方向。但是此實驗必須注意安全，不能因為考慮安全就此放棄，此效果很直觀，也容易完成。此外，我們在教室里撐著雨傘,然后旋轉(zhuǎn)雨傘，并且學生拿礦泉水瓶滴漏水在旋轉(zhuǎn)的雨傘上，通過觀察水的軌跡來理解線速度的方向。

(2)牛頓第一定律

牛頓第一定律的重點、難點是正確認識力跟物體運動的關(guān)系，掌握慣性的概念。實驗操作：不要特意在物理課堂上準備，可以在所教班級在體育老師上體育課上，利用休息的時間出其不意讓一個同學正常走路，然后雙腳被拌（可以人為設置）來感受學生的上半身的運動情況。上述實驗就地取材，生活化濃烈，學生在這種情形下能夠倍感奇特、新穎、興奮，可以開發(fā)學生的思維方式，鍛煉學生的創(chuàng)造能力。

(3)“超重與失重”

現(xiàn)實生活中超重和失重現(xiàn)象非常常見的，學生知道此現(xiàn)象的產(chǎn)生，但不能合理運用此知識合理解釋超重和失重的本質(zhì)。實驗操作：舉例乘坐升降電梯的感受，讓學生分析原因。有條件的地方，可在升降電梯中進行受力的實驗。無條件的地方，首先讓學生在教師利用自己的書包為研究對象開展實驗：選擇重為 5kg 左右的書包來驗證超重、失重的現(xiàn)象：首先、學生雙手迅速托起書包，感受書包對手的壓力；再次讓學生迅速下蹲，感受書包對手的壓力。最后讓全班同學每人拿兩本教科書本將各自的五六頁互相交錯地疊放在一起,并且抓住兩本書同時豎直向下運動時反方向拉動,很容易就拉開了。如果把整本書的頁碼互相交錯地疊放在一起，在重復做實驗，我們就可以發(fā)現(xiàn)比靜止時更容易拉開兩本書，究其原因在向下運動時是失重，頁碼之間的摩擦力變小，容易拉開兩本書。

以上案例只是“非常規(guī)”教學活動的冰山一角，“非常規(guī)”物理實驗的課堂就是師生互動過程，是一起探究過程,能夠促進學生的身心健康發(fā)展。教師與學生如此互動,有別于經(jīng)典課堂教學過程，“非常規(guī)”物理實驗的器材取于生活中、學生身邊、甚至課堂中容易找到,操作簡便,很多中學實驗都可以轉(zhuǎn)化為邊學邊實驗來進行,可以不需要優(yōu)良的實驗裝備實驗室完成。

3.2 “非常規(guī)”教學的效果

(1)學生學習物理熱情明顯提高

開展“非常規(guī)”物理實驗以來，筆者所教的普通班、實驗班學習物理熱情明顯提高。學生在探究、學習、做“非常規(guī)”實驗過程中，充滿著無限的好奇心，利用身邊、家庭易得物（書包、牙刷、藥店的體重計，本校的斜坡、粉筆、可樂瓶、鉛筆等）開展一系列的實驗活動。學生在體驗探究過程中，協(xié)作能力、動手能力，解決物理問題能力顯著提升，學生普遍認為經(jīng)過走出實驗室開展“非常規(guī)”實驗由原來課堂、實驗室枯燥無味的物理公式、原理，學術(shù)性強的理論變得生動、形象起來，漸漸對物理的興趣和熱情在悄然發(fā)生變化，這是幸事。

(2) 常規(guī)物理實驗和“非常規(guī)”物理實驗的有機結(jié)合

雖然大多數(shù)教師還是偏重于常規(guī)物理實驗，但是隨著教研活動的交流，越來越多的教師注意到常規(guī)物理實驗和“非常規(guī)”物理實驗的有機結(jié)合有利于課堂上的探究性活動，可以提高學生學習物理的興趣和動力，并且潛移默化的建立學生內(nèi)心的驅(qū)動力。同時對教師的教學能力、科研能力也是促進作用。

4 小結(jié)

“非常規(guī)”物理實驗不是多余的，它是課堂上常規(guī)物理實驗有益補充，進一步深化，它強調(diào)教師、學生以及所做實驗場景相互互動、相互交織的共同作用；強調(diào)以小見大、用低廉的手段、步驟取得高智慧的成果；強調(diào)物理場景和社會場景之間的相互作用；強調(diào)發(fā)揮教師的能動性、創(chuàng)造性和高度責任性，同時把學生的學習放于一種非常對外、開放的、不斷互動的場景中來。加強中學物理實驗教學應該把常規(guī)物理實驗和“非常規(guī)”物理實驗進行有機結(jié)合，取長補短，摒棄劣勢， 充分發(fā)揮各自的長處，搭建高效課堂提供一條道路，保證學校教學呈現(xiàn)生機盎然的景象，辦出自己特色的學校。

[1] 張偉,郭玉英,劉炳升.非常規(guī)物理實驗:有待深入開發(fā)的重要物理課程資源[J].物理教師,2005,26(9):47-50.

[2] 張偉,郭玉英,劉炳升.“非常規(guī)”物理實驗概念探討[J].物理教師,2006,27(8):27-30.

[3] 趙力紅,臧文彧.高中物理探究性趣味實驗[M].杭州:浙江大學出版社,2002:47．

[4] 中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準(實驗).北京:人民教育出版社.2003.

[5] 蔡鐵權(quán).物理教學叢論[M].北京:科學出版社,2005:46.

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2016-05-20

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