實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的功能

劉剛

摘要：本文主要從自己在教學(xué)中的具體授課和他人成功的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)初略概述了實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的一些功能。

關(guān)鍵詞：功能；實(shí)驗(yàn)；物理；教學(xué)中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1672-1578（2016）08-0282-02 物理學(xué)是一門(mén)最基礎(chǔ)的自然科學(xué)，然而它又是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的先導(dǎo)和基礎(chǔ)，它在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新精神方面有獨(dú)特的作用。那么如何才能使學(xué)生更好地接受老師所傳授的物理知識(shí)，使其成為學(xué)生知識(shí)系統(tǒng)的一部分呢？實(shí)驗(yàn)，也只有實(shí)驗(yàn)才有這個(gè)獨(dú)特的功效。

在調(diào)查酆都縣29所中學(xué)物理教育現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)及分析得出：酆都縣現(xiàn)有初級(jí)中學(xué)29所，1995年教學(xué)畢業(yè)班83個(gè)，共計(jì)學(xué)生3530人。1995年畢業(yè)會(huì)考。合格率65.95%，優(yōu)生率32.60%，其中1202人物理成績(jī)不合格，占總?cè)藬?shù)得34.05%，物理成績(jī)不合格出在哪里呢？據(jù)調(diào)查，普遍出現(xiàn)的現(xiàn)象是演示實(shí)驗(yàn)開(kāi)出率低于學(xué)生實(shí)驗(yàn)開(kāi)出率；對(duì)比畢業(yè)會(huì)考成績(jī)，演示實(shí)驗(yàn)開(kāi)出率最低者，恰好會(huì)考成績(jī)最低；演示實(shí)驗(yàn)開(kāi)出率最高，畢業(yè)會(huì)考成績(jī)也最高。由此可見(jiàn)，實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的確有著舉足輕重的地位。實(shí)驗(yàn)，物理教學(xué)中必不可少的組成部分，我想從自己在教學(xué)中的具體授課和他人的成功教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對(duì)它的功能作一些初略論證：

1.實(shí)驗(yàn)開(kāi)路，驅(qū)散疑團(tuán)

液體的壓強(qiáng)公式，它是初二物理教學(xué)的重點(diǎn)之一；由于公式P=pgh是由固體壓強(qiáng)公式P=F/S為前提推導(dǎo)出來(lái)的，推導(dǎo)過(guò)程涉及了物理量重力G、面積S和體積V，但由此導(dǎo)出的公式與G、S、V無(wú)關(guān)，對(duì)于這一點(diǎn)，學(xué)生不易理解，成為教學(xué)中的難點(diǎn)；如果我們?cè)谑谡n中，配備以下實(shí)驗(yàn)，則問(wèn)題就易解決。

1.1先驗(yàn)證液體內(nèi)部壓強(qiáng)與G、V無(wú)關(guān)。分別取直徑一大一小且等高、底部的側(cè)壁開(kāi)有小孔的圓筒各一個(gè)；內(nèi)盛深度相同的有色水，可看見(jiàn)水從側(cè)壁小孔噴出，噴出水的緩急、距離相等，說(shuō)明兩筒內(nèi)液體對(duì)底部的壓強(qiáng)相等。

再用量筒量出等量的兩分水，分別注入上述兩個(gè)圓筒中，看見(jiàn)兩圓筒側(cè)壁小孔噴出水的緩急和距離相差很大。從這個(gè)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生確信了壓強(qiáng)與G、V無(wú)關(guān)，消除了P與G、V成正比的錯(cuò)誤說(shuō)法。

1.2驗(yàn)證液體內(nèi)部壓強(qiáng)與面積S無(wú)關(guān)。取兩端開(kāi)口的玻管、長(zhǎng)頸漏斗各一個(gè)，用相同的 橡皮模將它們的下端口扎住。明顯可見(jiàn)漏斗的底面積比玻管的底面積大幾倍，給它們注入深度相同的有色水后，看見(jiàn)底部的橡皮模鼓出的程度卻一樣，這個(gè)實(shí)驗(yàn)起到了'百聞不如一見(jiàn)'的效果，使學(xué)生信服了液體的壓強(qiáng)與容器底面積無(wú)關(guān)。

再驗(yàn)證液體壓強(qiáng)只與深度、密度有關(guān)，這樣就能驅(qū)散學(xué)生心中的疑團(tuán)，鞏固、加深了所學(xué)的知識(shí)。

2.激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，為建立概念、歸納規(guī)律提供感性認(rèn)識(shí)

無(wú)論學(xué)什么，興趣是最好的老師，它可以起到事半功倍的效果。物理實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)果，往往能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)習(xí)處于一種積極主動(dòng)的狀態(tài)，且能在實(shí)驗(yàn)中為建立概念，歸納規(guī)律提供感性認(rèn)識(shí)。我在上大氣壓強(qiáng)時(shí)，讓同學(xué)參與做了一次吸水實(shí)驗(yàn)，取得了極佳的效果，具體過(guò)程如下：

在上新課前，我讓兩位學(xué)生做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)，看誰(shuí)先吸完瓶中的飲料。這兩位學(xué)生為一男一女，男生長(zhǎng)的五大三粗，班上的大力士，且他又是全年級(jí)出了名的懶鬼，上課從未專(zhuān)心過(guò)；女生則是一名文靜瘦弱的女孩；兩瓶飲料均是同樣的，只是有一瓶用帶玻管的橡皮塞塞住瓶口，另一瓶直接用玻管吸；我把帶有橡皮塞的給男生，另一瓶則給那位女生；讓他們同時(shí)喝，女生輕松地喝完了，而那位男生費(fèi)了九牛二虎之力，卻依然只能'望水興嘆'。作了這個(gè)實(shí)驗(yàn)把全班的學(xué)習(xí)興趣一下調(diào)動(dòng)起來(lái)了；事后，我讓學(xué)生分析其中的原因，然后寫(xiě)下了這節(jié)課所講的內(nèi)容大氣壓強(qiáng)，上完這節(jié)課后，那些對(duì)物理不感興趣的學(xué)生竟愛(ài)問(wèn)一些物理問(wèn)題了，自然那位懶學(xué)生對(duì)我上的課也感興趣了；可見(jiàn)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有多么至關(guān)重要，且做實(shí)驗(yàn)時(shí)，使學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)有了一定的感性認(rèn)識(shí)。

3.用實(shí)驗(yàn)解答疑難問(wèn)題

在上完大氣壓強(qiáng)后，讓學(xué)生思考一問(wèn)題：如果一量筒裝滿(mǎn)水，然后在裝滿(mǎn)水的容器中倒置，不斷向上提量筒（筒口未離開(kāi)水表面）量筒是否一直充滿(mǎn)水，許多學(xué)生對(duì)此感到茫然，竟連班上的佼佼者在我講了后仍持懷疑態(tài)度。我決定用事實(shí)說(shuō)話(huà)，當(dāng)場(chǎng)演示了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親眼看到量筒內(nèi)充滿(mǎn)了水（筒口未離開(kāi)水面），從而用實(shí)驗(yàn)解答了學(xué)生的疑問(wèn)。

又如有這樣一道題；某人站在臺(tái)秤上，當(dāng)其迅速蹲下時(shí)，臺(tái)秤的讀數(shù)為：A先變小，后變大最后等于它的重量；B先變小，后 變大，最后等于它的重量；C變大，后等于它的重量；D變小 ，最后等于它的重量；這道題選對(duì)的很少，原因在哪里？一是沒(méi)有體驗(yàn)，二是對(duì)下蹲為什么產(chǎn)生加速度不理解。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，可將一臺(tái)秤搬到教室，讓一同學(xué)做實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)學(xué)生觀察臺(tái)秤示數(shù)的變化，從而得其正確答案為B，怎樣解釋呢？有學(xué)生列出方程mg-N=ma ，求出 N=m（g-a），但對(duì)方程的物理意義不理解，為此可叫學(xué)生拿5千克的鉛球不動(dòng)，觀察臺(tái)秤的示數(shù)，然后讓學(xué)生的身體不動(dòng)，用雙手將鉛球從人的上部迅速移到下部，在這一過(guò)程中，觀察其示數(shù)也是先變小，后變大，最后等于人和鉛球的總重量。學(xué)生從這個(gè)實(shí)驗(yàn)得到啟發(fā)：人體雖然未動(dòng)，但人和球組成的系統(tǒng)的重心在做向下運(yùn)動(dòng)，從而理解到mg-N=ma式中的a指超重或失重物體重心的加速度。同理人迅速蹲下是人的重力和支持力的合力產(chǎn)生的加速度（先向下后向上）。

用實(shí)驗(yàn)解答疑難問(wèn)題，不僅直觀，學(xué)生也易接受，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。

4.實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維

在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維可以提高學(xué)生探索問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為培養(yǎng)創(chuàng)造型人才的一個(gè)重要方面，下面就說(shuō)說(shuō)具體的作法：

4.1在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)發(fā)散思維。在學(xué)生完成測(cè)定冰的溶解熱后，讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，提出實(shí)驗(yàn)方案后供應(yīng)冰塊，學(xué)生經(jīng)過(guò)熱烈討論，提出如下幾個(gè)方案：A測(cè)定冰塊的密度；B觀察冰浮在水面上，杯子作上下加速運(yùn)動(dòng)時(shí)冰的沉浮情況；C觀察冰在水中溶解后，液面是否上升；D將鹽放入冰中，觀察冰與鹽水共存時(shí)的溫度。

在進(jìn)行D實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)同學(xué)們觀察到冰和鹽水共存時(shí)的溫度為零下十幾度時(shí)，均很高興，用這么簡(jiǎn)單的方法便獲得如此低的溫度?，F(xiàn)馬上讓學(xué)生把盛冰的內(nèi)筒取出來(lái)，大多數(shù)均不能拿出來(lái)。問(wèn)為什么？是不是熱賬冷縮。經(jīng)討論，這不是熱賬冷縮造成的，而是內(nèi)筒外面的水在低溫下結(jié)冰，把內(nèi)筒與隔熱層泡沫凍在一起了，結(jié)果用力拉出內(nèi)筒一看，外面果真結(jié)了一層冰。當(dāng)看到的結(jié)果與分析一致時(shí)，同學(xué)們得到了莫大的鼓舞。

4.2在演示實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行發(fā)散思維訓(xùn)練。在電磁感應(yīng)這節(jié)課中，總結(jié)了產(chǎn)生感生電流的條件后，馬上放置如圖所示的裝置，A、B是電磁鐵，中間為一閉合線(xiàn)圈。

問(wèn)如果要產(chǎn)生感生電流，用什么方法？

大家討論得出：（1）將線(xiàn)圈拉出；

（2）改變電磁鐵中電流的大??；

（3）改變電磁鐵線(xiàn)圈的匝數(shù)；

（4）讓線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)：

（5）讓線(xiàn)圈發(fā)生形變；

（6）電磁鐵運(yùn)動(dòng)。

對(duì)于學(xué)生提出的方案，能夠演示的都一一進(jìn)行演示；

由于學(xué)生人多思維廣，有些方法教師備課時(shí)不曾想到，對(duì)于這種情況，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散思維的積極性。

5.作好演示實(shí)驗(yàn)，提高教學(xué)效果

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)一些能說(shuō)明問(wèn)題的演示實(shí)驗(yàn)，這在教學(xué)中可起到極佳的效果。我在講大氣壓強(qiáng)這一節(jié)時(shí)，我用百事可樂(lè)瓶子做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：用針在瓶子的四周和底部刺一些小洞，然后往瓶里裝滿(mǎn)水（如圖）問(wèn)水會(huì)從小孔射出來(lái)嗎？大家均說(shuō)要射出來(lái)；問(wèn)為什么？答：液體對(duì)容器底和側(cè)壁均有壓強(qiáng)。我當(dāng)場(chǎng)演示。我再問(wèn)：如果讓瓶子裝滿(mǎn)水后用蓋蓋住瓶口結(jié)果怎樣？他們認(rèn)為水還是應(yīng)該從小孔射出；我馬上演示了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們看到水并未從小孔射出，感到詫異；我分析并講解其原因。這樣。學(xué)生對(duì)大氣壓強(qiáng)有了更深一步的認(rèn)識(shí)，也比較容易接受這一抽象的概念。

綜上所述，實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的作用是舉足輕重的，我們這些站在講臺(tái)上的教師，面對(duì)中學(xué)物理教育，必須把實(shí)驗(yàn)落實(shí)到教學(xué)措施的各個(gè)環(huán)節(jié)中去，真正讓實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使他們對(duì)物理產(chǎn)生濃厚的興趣。