在習題課中引入實驗重現(xiàn)物理魅力

林壽木

摘 要：物理實驗常常應用在探究物理規(guī)律課和概念建立課堂，凸顯物理實驗的重要性，而在習題課中物理實驗往往被淡化了，加強習題課引入實驗會重現(xiàn)物理魅力。

關(guān)鍵詞：高中物理；習題課；物理實驗

引言

習題課教學是中學物理教學的重要組成部分，對物理教學起到舉足輕重的作用。但高考的指揮棒、應試教育給學生沉重課業(yè)負擔，習慣于高密度、大題量機械模仿學習，缺乏獨立思考能力，質(zhì)疑問題意識薄弱，課堂互動沒有活力，猶如一潭死水。以教師講授為中心、以課堂為中心、以練習為中心，不尊重學生人格，沒有關(guān)注學生個體差異，教師憑借教學經(jīng)驗進行教學。沒有針對性，師生處于不同頻，使得習題課處于低效率。物理習題課堂漸漸失去生機，失去物理原有的味道。如何能改變這種現(xiàn)狀？

從2015全國高考實驗題目談起：

某物理小組的同學設(shè)計了一個粗制玩具小車通過凹形橋最低點時的速度的實驗。所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器（圓弧部分的半徑為R=0.20m）。

完成下列填空：

（1）將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖1（a）所示，托盤秤的示數(shù)為1.00kg；

（2）將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點時，托盤秤的示數(shù)如圖（b）所示，該示數(shù)為 kg；

（3）將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經(jīng)過最低點后滑向另一側(cè)，此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m；多次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如表1所示：

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車經(jīng)過凹形橋最低點時對橋的壓力為 N；小車通過最低點時的速度大小為 m/s [1 ]。

點評：考察圓周運動的“凹形橋”模型應用，傳統(tǒng)習題改造成實驗題，給人耳目一新的感覺，命題者沒有被考試大綱匡住，在意料之外，又在情理之中。給我們一線教師的啟示：不僅關(guān)注分組實驗、演示實驗，特別是在習題課中能引入物理實驗提供導向。筆者結(jié)合共點力平衡習題課教學改革嘗試談談自己一點拙見。

1 引入實驗，為學生設(shè)置“臺階”，提升物理素養(yǎng)

物理實驗將問題情景化，突破解習題“無源之水無本之木”的尷尬境地，邊玩邊做，實現(xiàn)學生物理實驗素養(yǎng)的提升和知識運用能力。

案例1：如圖2所示，有一根長度已知的細繩中央懸掛一件重力已知的重物，然后沿著直尺雙手慢慢分開，觀察分開到什么距離時細線斷了，這樣就可以算出細線所能承受的最大的拉力。

請說出計算的依據(jù)，并列出計算的公式。

這是一道聚實驗與習題于一體的題目，實驗材料易得但困難在于：

（1）很多的學生不重視物理實驗，懶得動手做實驗。

（2）對學生來講這題目難度很大，沒有提供具體物理量，幾乎無從下手。

（筆者布置課后作業(yè)，學生幾乎空白，或抄答案）

先布置讓學生準備實驗材料，在課堂展示比比誰做的最好，測量出物理量并列出計算的公式，學生積極性很高，但學生展示過程暴露問題：（1）細繩太粗或物體太輕拉不斷。（2）尺子太短，細繩太長。（3）操作雙手沒有慢慢分開，斷點位置找的不準確。（4）測量物理量誤差大。這些問題暴露高中學生物理實驗素養(yǎng)薄弱，動手能力有待于進一步提高，如何選擇器材？如何進行有效實驗？如何減小實驗誤差？如何改進實驗使得實驗順利進行？學生問題一一暴露出來，教學針對性更強了。將實際問題轉(zhuǎn)化物理模型，受力分析畫受力圖，正交分解，利用平衡規(guī)律和幾何知識，求出最大拉力和計算的公式，學生體會：原來物理可以邊做邊玩。

點評：情景認知理論認為：只有學習被鑲嵌在學習者熟悉的生活和自然情景中，有意義的學習才能發(fā)生。實驗探究情景的創(chuàng)設(shè)有效激發(fā)學生學習興趣，形成良好實驗氛圍，能提升學生物理實驗素養(yǎng)和運用平衡解決物理問題能力。

2 引入實驗開展習題拓展探究，實現(xiàn)學生深度學習

案例2：如圖3所示，一根細繩上吊著A、B兩個小球，當兩個大小相等、方向相反的水平力分別作用在兩個小球上時，可能形成圖4所示的哪種情（ ）

學生1：選擇A因為球A受到向左的力向左偏，而球B受到向右力向右偏（憑感覺，統(tǒng)計選A接近一半）。

學生2：D不可能的，因為繩AB力不大，球A不可能向右偏，C有可能對（不確定）。

學生3：B可能對的，理由沒法說……

點評：充分讓學生表達自己的想法，營造自由、民主交流氛圍。

老師：大家講得好，現(xiàn)在我們通過實驗來驗證我們想法。（由于時間緊，已組裝好分組實驗器材）

器材：AB球用質(zhì)量較大的相同鉤碼（200g）代替、彈簧測力計（量程5N）、鐵架臺。

實驗完后讓學生展示實驗：原來B答案正確。如圖5。

學生4：禁不住的問：為什么會這樣呢？

學生七嘴八舌交流討論起來。

由此引出受力分析、力的合成與分解、連接體、整體和隔離方法應用，特別有的學生引入整體方法很快解決問題。實現(xiàn)一題多解培養(yǎng)學生思維的廣度，解決平衡問題知識很自然的和盤托出，而探索腳步永遠沒有停下來。

學生5：我們組發(fā)現(xiàn)：只要彈簧測力計大小相等方向相反且無論沿任意方向，輕繩仍然處于豎直狀態(tài)。學生探索熱情被再一次的點燃，教室再一次沸騰起來。甚至有的學生把選擇題A、C、D選項狀態(tài)下的倆彈簧測力計力大小都記錄。并在當堂展示實驗結(jié)果。

老師：既然只要彈簧測力計大小相等方向相反且無論沿任意方向，輕繩仍然處于豎直狀態(tài)。那么輕繩所受的彈力一樣嗎？如圖6。

學生：交流討論、做實驗驗證，課堂再一次熱鬧起來。震撼結(jié)論是：相等，并且再通過共點平衡知識證明：理論與實踐是一致的。

心理學研究表明：人不能長期容忍認知心理不平衡，人都有填補空缺、解決問題的認知本能，一旦引發(fā)這種認知沖突，就會激發(fā)學生求知欲望和好奇心，這種沖突是實現(xiàn)知識轉(zhuǎn)變的契機和動力。

點評：建立“以學生為中心”的課堂，促進學生學習方式轉(zhuǎn)變，使教學方式由重“教”向重“學”轉(zhuǎn)變，由重“結(jié)果”向重“過程”轉(zhuǎn)變，由單向信息傳遞向綜合互動轉(zhuǎn)變，這樣的課堂有助于培養(yǎng)學生自主學習意識和良好的學習習慣，這樣的課堂既符合新課程標準的目標，又有利于培養(yǎng)學生實驗能力、實踐能力、探究能力和創(chuàng)新能力，更好促進學習方式的轉(zhuǎn)變 [2 ]。這樣的習題課實現(xiàn)了教師少講，學生多學，重現(xiàn)了物理課堂的魅力。

參考文獻：

[1]詹國榮.關(guān)注區(qū)別 順應風格——談全國卷背景下的高中物理教學[J].福建基礎(chǔ)教育研究，2015（8）.

[2]戴苾芬.基于高中物理教材課程資源開發(fā)與利用的研究[J].物理教師，2016（2）.