淺淡體驗(yàn)性試驗(yàn)在物理教學(xué)中的運(yùn)用

丁王清

“物理難學(xué)”這是發(fā)自大多數(shù)高中學(xué)生的內(nèi)心之聲。分析其原因，主要是高中物理理論上的分析、推導(dǎo)、定量研究問題多；應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力要求高，教學(xué)進(jìn)度快，課堂容量大，習(xí)題類型繁多，且變化復(fù)雜，加上學(xué)生理解和分析物理問題的思維能力跟不上。要讓學(xué)生學(xué)習(xí)物理，必須讓學(xué)生對(duì)物理產(chǎn)生興趣。

如何找到興趣之源呢？興趣之源就是源于生活的實(shí)驗(yàn)。充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的作用，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)學(xué)物理的樂趣；讓學(xué)生體會(huì)到我們生活在物理的世界中。

例如在《力的分解》教學(xué)中設(shè)置了這樣的實(shí)驗(yàn)，一個(gè)同學(xué)可以輕易地將一重物提起，再用一根強(qiáng)度很大的繩子把這個(gè)重物懸掛在中間，讓兩個(gè)同學(xué)各拉繩子的一端，要求他們把繩子拉到水平即平直狀態(tài)，他們費(fèi)了九牛二虎之力卻無法辦到。同學(xué)們?cè)谲S躍欲試的同時(shí)，也產(chǎn)生了強(qiáng)烈的求知欲望。

學(xué)習(xí)過力的分解的內(nèi)容后，就已知道分解一個(gè)力應(yīng)從這個(gè)力產(chǎn)生的實(shí)際效果出發(fā)，但是一遇到具體問題，就是不知道這個(gè)力產(chǎn)生的實(shí)際效果到底是什么。

在教學(xué)的過程中設(shè)置這樣的問題：如圖1利用豎直墻壁和輕繩及輕桿懸掛物體，AB繩和水平桿成30。角，懸掛物的質(zhì)量是m，研究桿和繩所受的力。

對(duì)這個(gè)問題教師如果用一般解題的方式講解，學(xué)生或許能接受并作出圖2做出正確解答，但是學(xué)生對(duì)其本質(zhì)還是茫然不解。不少學(xué)生雖然能解決這個(gè)問題，但是如果讓他解釋為什么要這樣做，他還是講不出所以然來。

在教學(xué)的時(shí)候設(shè)計(jì)了這樣的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)繩BC的拉力產(chǎn)生的實(shí)際效果。用手掌代替豎直墻壁，一根鉛筆代替桿OB，筆尖與掌心接觸，取一根細(xì)線，一端打成一個(gè)結(jié)套套在中指上，另一端拴一個(gè)重物，細(xì)線搭在鉛筆的另一端，體驗(yàn)中指和掌心的感覺。學(xué)生會(huì)很容易探究出繩BC的拉力產(chǎn)生的實(shí)際效果，并輕松作出圖2計(jì)算出結(jié)果。這樣做激發(fā)了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的意識(shí)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，能培養(yǎng)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)知識(shí)的習(xí)慣。學(xué)生在這個(gè)過程中的體驗(yàn)遠(yuǎn)非教師純粹講解計(jì)算可比。

為了讓學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)到知識(shí)源于生活實(shí)踐，安排學(xué)生兩人一組，其中一人一手叉腰，另一名學(xué)生用力向下拉叉腰同學(xué)的肘部，兩人再互換角色體會(huì)并交流各自的感受（“上拉下壓”）。到此可以提醒學(xué)生此問題已推廣到了一般情景：二桿件結(jié)構(gòu)，如圖3所示。

再如教學(xué)《機(jī)械波》一節(jié)時(shí)，把學(xué)生帶到操場(chǎng)上課，在操場(chǎng)上畫出三條距離均等于2 m的平行直線，讓全班學(xué)生手拉著手站在中間一條直線上的1、2、3……位置上，并且相距0。5 m，如圖4所示。

每位學(xué)生都以自己所站的位置為平衡位置，沿垂直于兩邊直線的線段做簡(jiǎn)諧振動(dòng)。以隊(duì)頭第一個(gè)學(xué)生為例，老師叫口令“一”時(shí)，向前移動(dòng)到a點(diǎn)，叫口令“二”時(shí)又移動(dòng)到b點(diǎn)，隨著口令的不斷進(jìn)行，（按廣播體操的節(jié)拍）這位學(xué)生就在bd之間做前進(jìn)后退的移動(dòng)，且每次只移動(dòng)到一個(gè)點(diǎn)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。而后面的學(xué)生依次比前一位學(xué)生遲一聲口令才開始做簡(jiǎn)諧振動(dòng)。由于手拉著手，好象前面的學(xué)生拉著后面的學(xué)生做簡(jiǎn)諧振動(dòng)。隨著口令的不斷進(jìn)行，振動(dòng)從隊(duì)頭傳到隊(duì)尾，形成了壯觀的“隊(duì)波”，同學(xué)們稱為波舞。跳完波舞?；氐浇淌?，打開課本一看《機(jī)械波》，同學(xué)們完全明白了，原來自己在波舞中扮演了質(zhì)點(diǎn)這一角色，體驗(yàn)到了質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，手拉手相當(dāng)彈性介質(zhì)，振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播便形成了機(jī)械波。對(duì)普遍認(rèn)為難于理解和接受的機(jī)械波這一概念，學(xué)生在體驗(yàn)中理解了，并且沒有出現(xiàn)認(rèn)為質(zhì)點(diǎn)隨著波的傳播而遷移的錯(cuò)誤看法（學(xué)生常有這種看法），理解了波能傳遞能量的原理。

在課堂上學(xué)習(xí)的物理知識(shí)，理解如果不夠深刻，記憶也不會(huì)牢，遺忘的也快。有些物理課的教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生帶著在課堂上學(xué)習(xí)的物理問題親自進(jìn)行體驗(yàn)論證，從而能理解物理理論的正確性，并能增強(qiáng)對(duì)物理知識(shí)記憶。例如在學(xué)習(xí)了《牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用》后，可讓全班學(xué)生帶著“物體放在升降機(jī)底板上，物體對(duì)升降機(jī)底板上壓力大小隨升降機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而改變的規(guī)律”這一問題，到商場(chǎng)分組乘座豎直升降的電梯進(jìn)行體驗(yàn)，并要求每位學(xué)生注意體驗(yàn)從一樓到十樓的上升過程有什么感覺，從十樓下降到一樓又有什么感覺。通過體驗(yàn)后進(jìn)行討論，大家有一個(gè)共同的感覺，上升開始時(shí)，先是覺得身體一沉，后什么感覺也沒有了，將要到達(dá)十樓時(shí)，覺得身體一浮。下降過程先是感覺一浮，將要停止時(shí)覺得一沉。同學(xué)們將這一過程中的體驗(yàn)與牛頓運(yùn)動(dòng)定律結(jié)合起來進(jìn)行討論，加深了對(duì)牛頓定律的理解和應(yīng)用，再將同學(xué)們的討論歸納為表1。

除高中物理課本上演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)外，還根據(jù)不同章節(jié)的知識(shí)特點(diǎn)設(shè)置了許多小實(shí)驗(yàn)。如在講動(dòng)量和沖量時(shí)，讓兩支相同的粉筆分別從同一高度直接落到桌面上和落到有厚毛巾鋪墊的桌面上，可以發(fā)現(xiàn)直接落到桌面上的粉筆斷了，落到厚毛巾墊上的另一支卻完好無損，由此引人動(dòng)量和沖量知識(shí)的講授。同時(shí)設(shè)置了“用自來水觀察反沖運(yùn)動(dòng)”。在學(xué)完了“動(dòng)量守恒定律”后，要求學(xué)生完成“水火箭的制作”。

豐富有趣的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，加深了對(duì)物理概念和規(guī)律的理解，極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，興趣對(duì)人的活動(dòng)將產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。一旦對(duì)學(xué)習(xí)發(fā)生興趣，就會(huì)充分發(fā)揮自己的積極性和主動(dòng)性。濃厚的興趣將是人們刻苦鉆研、勇于攻關(guān)的強(qiáng)大動(dòng)力?？鬃釉唬褐卟蝗绾弥?，好之者不如樂之者。愛因斯坦說：“興趣是最好的教師?！睏钫駥幉┦恳舱f過：“成功的真正秘訣是興趣?！睂W(xué)生只有對(duì)物理感興趣，才想學(xué)、愛學(xué)，才能學(xué)好。因此，如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，在物理教學(xué)中多一些讓學(xué)生親身體驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)是非常好的手段。