運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)突破高中物理教學(xué)難點(diǎn)的實(shí)踐研究

陸培秋

摘 要：物理是一門探索自然界運(yùn)行規(guī)律的實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)不但是發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律、進(jìn)行物理研究的有效途徑，也是激發(fā)學(xué)生對(duì)物理的興趣、理解物理理論知識(shí)的良好辦法。文章通過對(duì)高中物理教學(xué)內(nèi)容的分析，結(jié)合演示實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法，分析演示實(shí)驗(yàn)在高中物理課程設(shè)計(jì)中的可行性和高效性，以期提高高中物理的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：高中物理;教學(xué)難點(diǎn);實(shí)踐研究

中圖分類號(hào)：G633.7? ??文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、物理與實(shí)驗(yàn)

物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)一般規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學(xué)科。物理學(xué)研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物質(zhì)最基本的運(yùn)動(dòng)形式和規(guī)律，因此成為其他各自然科學(xué)學(xué)科的研究基礎(chǔ)。它充分地運(yùn)用數(shù)學(xué)作為自己的工作語言，以實(shí)驗(yàn)作為檢驗(yàn)理論正確性的唯一標(biāo)準(zhǔn)，是一門極為精密的自然科學(xué)學(xué)科。

這是《中國大百科全書（物理學(xué)）》第一、二卷中對(duì)物理學(xué)的定義。從上面我們可以發(fā)現(xiàn)，物理的研究?jī)?nèi)容是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)，物質(zhì)包含世間萬物，大到銀河、宇宙，小到基本粒子。實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)理論正確性的唯一標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)對(duì)于物理而言極為重要。雖然物理是發(fā)現(xiàn)規(guī)律、總結(jié)規(guī)律的自然學(xué)科，我們先不討論如何發(fā)現(xiàn)規(guī)律，單單從驗(yàn)證理論正確性這一重要的情形下，我們就可以感受到實(shí)驗(yàn)之于物理的重要性，它是物理不可缺少的一部分，具有十分重要的作用。

實(shí)驗(yàn)對(duì)于發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律進(jìn)而總結(jié)成套理論是十分重要的。以大家熟知的一個(gè)故事為例，蘋果掉在牛頓頭上的這個(gè)事情，大家都非常熟悉。牛頓的思維敏捷自然是毋庸置疑，可是這也是一個(gè)活生生的物理實(shí)驗(yàn)呀。蘋果為什么會(huì)掉到地下，因?yàn)橛兄亓?蘋果的運(yùn)動(dòng)是個(gè)什么類型的運(yùn)動(dòng)？自由落體運(yùn)動(dòng);蘋果與鐵塊下落誰快？一樣快。這一件件事情，一系列的分析，不正是通過實(shí)驗(yàn)，結(jié)合物理猜想，進(jìn)行理解，分析和總結(jié)，從而得到一個(gè)廣泛應(yīng)用的理論嗎。這也正是物理的魅力所在。一個(gè)生活里的普通小事，可能就會(huì)蘊(yùn)含著無窮的物理知識(shí)，探索知識(shí)、求知的過程正是最充滿樂趣、充滿魅力的地方。

從生活中發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律、總結(jié)物理現(xiàn)象是很難得的。同樣的，根據(jù)之前物理的定義，實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)理論正確性的唯一標(biāo)準(zhǔn)。哥白尼為日心說而死，被很多人所歌頌，其實(shí)這也是缺乏實(shí)驗(yàn)證明地心說。畢竟從我們的日常生活中，每天日出而作，日落而息，地心說的說法是如此輕易和自然地就在我們心里占據(jù)了主要的地位，是那么的自然。這也是為什么哥白尼四處傳播日心說，而沒有人相信的一個(gè)原因。如何證明日心說，這何嘗不是一個(gè)物理中的有趣的問題呢?，F(xiàn)在日心說是我們已經(jīng)論證和驗(yàn)證過的真理，那么如何利用我們的所見所想來證實(shí)呢，這同樣也可以作為課堂上的一個(gè)有趣的小課題，引發(fā)學(xué)生思考。

引導(dǎo)學(xué)生證明日心說，并通過哥白尼的故事和現(xiàn)在更多證明日心說的實(shí)例，不但可以讓學(xué)生更好地理解相關(guān)物理知識(shí)，也很自然地就能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)樂趣。

二、高中物理教學(xué)難點(diǎn)

高中物理教學(xué)內(nèi)容十分廣泛，力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、原子結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，每個(gè)部分都有自己的特點(diǎn)。光學(xué)相關(guān)的內(nèi)容，我們隨時(shí)可見，從生活中很多生活小趣事和生活經(jīng)驗(yàn)就可以深刻理解光學(xué)的相關(guān)知識(shí)，自然就不是教學(xué)的難點(diǎn)。原子結(jié)構(gòu)則不然，由于原子太小，觀察起來十分困難，在高中物理知識(shí)體系中也是僅需了解的層次，所以也不是教學(xué)的難點(diǎn)。

力學(xué)和電磁學(xué)不但是高中物理教學(xué)的重點(diǎn)，也是高中物理教學(xué)的難點(diǎn)。力學(xué)難在物體運(yùn)動(dòng)過程的多樣性和復(fù)雜性，分析問題、推算公式的難度比較大。電磁學(xué)，尤其是磁學(xué)的相關(guān)知識(shí)，難以真切地感受到，學(xué)生在接觸這兩個(gè)概念之前，腦海中沒有一個(gè)正確的概念。聽上去就感覺比較模糊，再加上電磁學(xué)中復(fù)雜的概念和繁雜的關(guān)系，學(xué)生理解起來也很困難。

通過學(xué)生的反應(yīng)，我們可以發(fā)現(xiàn)， 物理教學(xué)中的難點(diǎn)存在兩種情形：其一，物理教學(xué)中難以解決的問題，由于學(xué)生情緒、行為、心理等方面的問題，僅憑教材內(nèi)容難以使學(xué)生掌握相關(guān)的物理概念，學(xué)習(xí)受時(shí)間、空間的限制;其二， 學(xué)生已有的知識(shí)與將要學(xué)習(xí)的知識(shí)之間容易混淆，對(duì)理解形成阻礙。這些都是高中物理教學(xué)難點(diǎn)的體現(xiàn)。

三、演示實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)

從前面的論述我們可以發(fā)現(xiàn)，演示實(shí)驗(yàn)在高中物理教學(xué)難點(diǎn)的教學(xué)中應(yīng)用存在可行性，以下從兩個(gè)實(shí)例分析如何設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)。

1.楞次定律

楞次定律是電磁學(xué)中一個(gè)十分重要的知識(shí)點(diǎn)和難點(diǎn)。楞次定律指的是感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。這個(gè)概念聽上去就很繞，學(xué)生難以理解，在題目練習(xí)中也很容易出現(xiàn)混淆。那么我們可以通過設(shè)計(jì)一個(gè)小實(shí)驗(yàn)來引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。

我們可以自己動(dòng)手制作一個(gè)小車和兩個(gè)小黑盒子，在兩個(gè)小黑盒子中，一個(gè)里面放上鋁環(huán)，一個(gè)里面放上磁鐵。然后將磁鐵靠近這兩個(gè)黑盒子，讓學(xué)生猜盒子里面放的是什么，并逐一進(jìn)行分析。磁鐵之間滿足同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引的原則。磁鐵在鋁環(huán)附近移動(dòng)時(shí)，鋁環(huán)切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流激發(fā)自己的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)與磁鐵的磁場(chǎng)發(fā)生相互作用。兩者的感覺很像，區(qū)別在于一個(gè)磁鐵靜止就有，一個(gè)需要磁鐵移動(dòng)才有。這樣的趣味實(shí)驗(yàn)不但能夠讓學(xué)生夯實(shí)物理知識(shí)，也可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.自感

自感同樣是高中物理教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)，它看不到，摸不著。在教學(xué)過程中，學(xué)生很難理解，無法接受這個(gè)現(xiàn)象。自感指的是由于導(dǎo)體本身電流的變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。我們可以通過設(shè)計(jì)一個(gè)趣味小實(shí)驗(yàn)來讓學(xué)生理解這個(gè)概念。

我們需要兩節(jié)干電池，一個(gè)開關(guān)與一個(gè)線圈形成一個(gè)回路，在線圈兩端接出兩根導(dǎo)線，20名學(xué)生手拉手站在兩根導(dǎo)線間，兩側(cè)的學(xué)生手拿相應(yīng)裸露導(dǎo)線的兩端。教師閉合開關(guān)，學(xué)生沒有電流的感覺;教師斷開開關(guān)，學(xué)生有觸電的感覺，很有意思。開關(guān)閉合的時(shí)候，電路電壓為3V，電流比較小，學(xué)生沒有觸電的感覺。斷開開關(guān)的瞬間，通過線圈的電流突然變小，由電磁感應(yīng)定律可知，線圈里面會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，較高的電動(dòng)勢(shì)就會(huì)讓學(xué)生有強(qiáng)烈的觸電感覺，這就是自感現(xiàn)象。

可以發(fā)現(xiàn)，通過兩個(gè)趣味小實(shí)驗(yàn)，我們就可以讓學(xué)生十分清晰地了解兩個(gè)高中物理的教學(xué)難點(diǎn)，不但高效，而且能夠激發(fā)學(xué)生興趣。

四、總結(jié)

通過本文的論述，我們可以發(fā)現(xiàn)，演示實(shí)驗(yàn)對(duì)突破高中物理的教學(xué)難點(diǎn)，不但具有可行性，同樣能夠有效地提高教學(xué)質(zhì)量。通過靈活地設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)，可以大大提高高中物理教學(xué)的教學(xué)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]李永超.高中物理演示實(shí)驗(yàn)類微課程設(shè)計(jì)實(shí)踐[D].北京：中央民族大學(xué)，2016.

[2]菅立英.高中物理演示實(shí)驗(yàn)“微課程”設(shè)計(jì)研究與實(shí)驗(yàn)[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古師范大學(xué)，2015.

[3]武紹妃.探究理念下高中物理演示實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)研究[D].重慶：西南大學(xué)，2013.

[4]陳慶朋.高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件和實(shí)施過程的調(diào)查研究[D].重慶：西南大學(xué)，2009.

[5]許文龍.新課程理念下高中物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究[D].金華：浙江師范大學(xué)，2009.

[6]顧建新.高中物理教學(xué)創(chuàng)新的五個(gè)基點(diǎn)[J].教育探索，2010（2）.