淺談初中物理中的“隨手”實驗

沈百美

【摘 要】 實驗的作用之一，是幫學生建構(gòu)物理知識。教材編排的實驗往往器材要求較高，因而不可能想做就做，而“隨手”實驗卻可以發(fā)揮重要作用。認識隨手實驗的價值，把握隨手實驗的契機，尤其是面對學生個體，是初中物理教學中隨手實驗發(fā)揮作用的重要思路。

【關(guān)鍵詞】 初中物理；“隨手”實驗；教學思考

在初中物理教學中，實驗是一個重要的學習內(nèi)容與學習方式，除了教材上設(shè)計安排好的實驗之外，很多時候還需要根據(jù)教學的實際需要“隨手”做一些小實驗，這些實驗往往取材方便、說服力強，因而可以成為學生理解物理知識的催化劑。而物理教師在總結(jié)此類“隨手”實驗的過程中，也可以讓自己更好地理解學生的學習過程，從而提升自己的教學技藝。

一、隨手實驗的教學價值

隨手實驗不同于教材上設(shè)計安排好的實驗，其是根據(jù)教學中的即時需要而隨手做出來的實驗。

例如，在講“物體的受力與運動狀態(tài)關(guān)系”的時候，很多學生對物體的運動方向與受力方向的關(guān)系存在認識誤區(qū)，認為物體在運動的方向一定是受力的，學生的邏輯是：如果在運動方向不受力，那物體為什么會向那個方向運動呢？

要改變學生的這一認知，僅僅憑著口頭強調(diào)是沒有明顯作用的，最好的辦法就是讓學生在實踐的基礎(chǔ)上進行思考。于是，教師就可以隨手豎直向上扔出一個粉筆頭，然后讓學生分析其運動方向與受力方向的關(guān)系。這個時候即使有少數(shù)學生認為粉筆離開手之后還受手的“扔力”，教師也可以從施力物體存在與否的角度去引導學生思考、辨析?？梢钥隙ǖ刂v，教師隨手扔出的這個粉筆頭，就在學生的思維中形成了一個清晰的且具有一定代表意義的表象，在這個表象的基礎(chǔ)上，學生可以進一步理解物體運動方向不一定受力的原理，并為其后理解減速運動奠定基礎(chǔ)。

在物理課堂上，這樣的隨手實驗還有很多，這些隨手實驗在發(fā)揮幫學生建構(gòu)物理認識的作用基礎(chǔ)上，其價值是顯而易見的：其一，隨手實驗小而精當，教師信手拈來意味著物理就在身邊，可以促進學生對物理課程的認識；其二，隨手實驗可以深化學生對某一個細小知識點的理解，這是面向?qū)W生物理知識結(jié)構(gòu)中的細節(jié)問題的——細節(jié)問題常常會影響學生物理知識結(jié)構(gòu)的形成；其三，隨手實驗可以改變學生的錯誤經(jīng)驗。初中學生物理學習中的一個“大敵”就是經(jīng)驗性錯誤，如上面所舉的物體運動方向受力的認識，隨手實驗之所以能夠隨手做，意味著其在生活中較為常見，因而在矯正學生的錯誤認識上可以充分發(fā)揮作用；其四，隨手實驗其實也是一種學習方法，如果學生自己具有了隨手實驗的意識與能力，那就意味著學生對物理知識的精加工進入了一個新的境界。

二、隨手實驗的教學契機

隨手實驗什么時候介入學生的學習才最為有效，一個簡單的判斷方法，就是看學生在理解某個知識點時是否進入了憤、悱的狀態(tài)。這種狀態(tài)在初中物理學習中其實是非常常見的，這里通過一個例子來說明：

示例：物體的速度為0是不是就意味著物體處于平衡狀態(tài)？

在力與運動相關(guān)知識的建構(gòu)過程中，學生容易形成這一認識基于兩個知識點：一是物體受平衡力時總保持靜止或者勻速直線運動；二是物體靜止時速度為0。于是當遇到上述判斷時，學生就會通過推理得出“速度為0的物體處于平衡狀態(tài)”的結(jié)論。這個結(jié)論一旦得出，學生往往是深信不疑的，而且他們認為這是一個很自然的結(jié)果。這就意味著教師的簡單講授，是無法改變學生的這一認識的。怎么辦呢？

在實際教學中遇到這個問題的時候，教師可以直截了當?shù)馗嬖V學生“你們錯了”。這樣的帶有一些武斷的判斷性評價，往往可以讓學生迅速進入認知失衡的狀態(tài)：一個深信不疑的結(jié)論怎么會出錯呢？

在學生感覺到有些發(fā)愣的基礎(chǔ)上，教師可以隨手做出一個小實驗：用學生所用的膠帶，以用過的那一部分長度為擺長，在學生面前演示一個單擺的運動（不要說出單擺的名稱），然后讓學生判斷單擺擺到某一端最高點時擺的速度是多少？這種情境此前經(jīng)常遇到，因此學生知道單擺上擺時是一個減速運動，到了最高點時速度為0，那此時物體是否處于平衡狀態(tài)呢？學生此時往往會有片刻的思維遲滯，教師可引導學生從受力角度去分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)此時單擺受兩個力（重力和擺線的拉力）作用，這兩個力顯然不在一條直線上，因此不可能是二力平衡，這也就意味著此時單擺不是處于平衡狀態(tài)。于是“速度為0”與“非平衡狀態(tài)”也就劃上了等號關(guān)系，這個關(guān)系一旦建立，學生的知識系統(tǒng)就有了突破，實際上也就是在原來認知的基礎(chǔ)上，通過這個例子，建立了新的認識。

這個知識的教學實際上所花的時間也就四五分鐘的時間，但在這個時間段中如果從學生的角度來分析就會發(fā)現(xiàn)隨手實驗做在學生認知失衡，并表現(xiàn)出突破無門之時，此時實驗一做，并將思維分析的對象定格在單擺擺至最高點處，問題也就得到了解決。從學習心理的角度來看，此時隨手實驗實際上充當了幫助學生順應的作用，是原有認知的突破，亦是教學契機的把握。

三、面向個體的隨手實驗

可以這么說，隨手實驗就是為學生的認知模糊或者是錯誤而生。初中物理教學中，學生的認知模糊往往是共性的，而認知錯誤則具有個性特征，面對學生個體的認知錯誤，隨手實驗也可以發(fā)揮重要的作用。

比如說有學生就是不理解“為什么說做曲線運動的物體受的是非平衡力作用”，這些學生往往是物理理論知識掌握不好的學生，因此純粹的理論推理不能讓他們信服，而隨手實驗就可以發(fā)揮作用。很簡單的，斜拋出一個粉筆頭，其在竄的軌跡是拋物線，且只受重力作用（忽略空氣阻力）；用膠帶做單擺或圓周運動，擺受非平衡力作用……這些實驗隨手做出，其體現(xiàn)的就是曲線運動與非平衡力的對應關(guān)系，如果有可能還可以追問一下：如果你覺得這個結(jié)論不對，那就做一個物體做曲線運動卻受平衡力的例子！學生自然做不出，但思考這個問題卻可以完善學生的邏輯，也可以幫學生更好地理解牛頓第一運動定律。

綜上所述，初中物理教學中，隨手實驗雖小，所發(fā)揮的作用卻是常規(guī)實驗難以企及的，教師的教學中積累更多的這樣的實驗素材，往往可以在教學中發(fā)揮意想不到的作用。

【參考文獻】

[1]陳宗獻. 淺談低成本實驗在初中物理教學中的開發(fā)與運用[J].考試：綜合版， 2013（3）：184-184.

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