完善物理實(shí)驗(yàn)情境
——以“二力平衡”為例

□江蘇省鎮(zhèn)江市第三中學(xué) 黃青

一、創(chuàng)新原有物理實(shí)驗(yàn)的必要性

1.原有物理實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題。原有的物理實(shí)驗(yàn)多是建立在已知結(jié)論的驗(yàn)證型演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在觀察教師演示前都知道教師大概要做什么動(dòng)作，得到什么結(jié)論。如此一來(lái)，學(xué)生失去了新奇感，失去了自主探究的樂(lè)趣，而且往往驗(yàn)證型的實(shí)驗(yàn)只急于得出結(jié)論，而不考慮實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否全面。以“二力平衡”這節(jié)中探究二力平衡條件的實(shí)驗(yàn)為例，就存在著上述兩個(gè)問(wèn)題：一是教師演示實(shí)驗(yàn)論證物體靜止時(shí)二力平衡條件，二是教師只演示了靜止時(shí)的二力平衡條件，而物體的平衡狀態(tài)應(yīng)該包括保持靜止?fàn)顟B(tài)和勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)兩種情況，但是因?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)的效果很難達(dá)到，教師一般都選擇只完成靜止?fàn)顟B(tài)的實(shí)驗(yàn)，條件不夠充分,所以結(jié)論并不全面。

2.針對(duì)原有物理實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的改進(jìn)創(chuàng)新。改進(jìn)原有的物理實(shí)驗(yàn)，需要?jiǎng)右环X筋。以“二力平衡“為例，不能說(shuō)演示實(shí)驗(yàn)不好，就放手讓學(xué)生漫無(wú)目的地探究。在學(xué)生探究前，教師應(yīng)該安排一系列的鋪墊，比如受力分析、小游戲等讓學(xué)生大概明白應(yīng)該探究的方向，從而有針對(duì)性地探究。另外，針對(duì)結(jié)論不夠全面的問(wèn)題，教師采用了電動(dòng)機(jī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)拉動(dòng)細(xì)繩的方法，改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)器材，從而完成了勻速直線運(yùn)動(dòng)情況下二力平衡的探究，將結(jié)論全面化。

二、基于完善物理實(shí)驗(yàn)情境的教學(xué)設(shè)計(jì)——蘇科版八年級(jí)下《二力平衡》

1.教學(xué)設(shè)計(jì)思路。平衡狀態(tài)是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中最基本的一種狀態(tài)，也是初中物理中重點(diǎn)要求掌握的一種狀態(tài)。從學(xué)生的認(rèn)知角度，根據(jù)力的作用效果，學(xué)生了解到物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與它受到的力的作用是密不可分的。遵循“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的設(shè)計(jì)理念，本課在設(shè)計(jì)時(shí)首先通過(guò)生活中最常見(jiàn)的幾個(gè)場(chǎng)景，引入平衡狀態(tài)的概念，再根據(jù)學(xué)生已經(jīng)掌握的知識(shí)，對(duì)這些物體進(jìn)行受力分析，使學(xué)生對(duì)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)的受力特點(diǎn)有初步了解，在此基礎(chǔ)上通過(guò)一個(gè)小游戲進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生對(duì)二力平衡的條件進(jìn)行猜想，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，動(dòng)手探究，得出結(jié)論。由于實(shí)驗(yàn)器材的限制，在以往的教學(xué)中，教師和學(xué)生的實(shí)驗(yàn)都是針對(duì)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的探究，而本節(jié)課的創(chuàng)新之處在于，教師依靠對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，演示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)二力平衡的條件進(jìn)行探究，將整個(gè)探究過(guò)程完整化，最后將二力平衡運(yùn)用到社會(huì)生活，解決實(shí)際問(wèn)題。

2.教學(xué)目標(biāo)：（1）知道平衡狀態(tài)以及物體在平衡力的作用下保持平衡狀態(tài)。（2）知道二力平衡以及二力平衡的條件。（3）學(xué)會(huì)解決實(shí)際社會(huì)生活中的二力平衡問(wèn)題。

3.教學(xué)重點(diǎn)。探究二力平衡的條件。

4.教學(xué)難點(diǎn)。學(xué)會(huì)應(yīng)用二力平衡的條件解決實(shí)際問(wèn)題。

5.教學(xué)資源。多媒體，小卡片，細(xì)線，鉤碼，彈簧測(cè)力計(jì)，氫氣球，勻速測(cè)力計(jì)。

6.教學(xué)設(shè)計(jì)。引入：教師提問(wèn)：氫氣球在空中靜止，處于平衡狀態(tài)。它受幾個(gè)力？學(xué)生：兩個(gè)力。重力和浮力。教師：這個(gè)氫氣球受到重力和浮力而平衡，為什么有些組的氫氣球也是受到重力和浮力卻不能平衡？同學(xué)們根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象想研究點(diǎn)什么呢？學(xué)生：物體所受兩個(gè)力在什么情況下可以平衡呢？教師：根據(jù)我們剛剛的小游戲和前面的受力分析，同學(xué)們認(rèn)為在什么情況下物體可以二力平衡呢？學(xué)生回答，教師將學(xué)生的猜想寫在黑板上。教師：請(qǐng)同學(xué)們用桌上的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證你們的猜想，交流討論。根據(jù)討論后的方案動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)同學(xué)在講臺(tái)上演示成果。教師提問(wèn)：同學(xué)們剛剛通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出了結(jié)論，那同學(xué)們對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)過(guò)程還有什么疑問(wèn)嗎？學(xué)生回答。（可能會(huì)回答：我們只完成了靜止時(shí)的平衡情況，勻速直線運(yùn)動(dòng)沒(méi)有驗(yàn)證，結(jié)論不全面）教師：很好，是個(gè)善于動(dòng)腦的同學(xué)，那你們?yōu)槭裁床辉囍ヲ?yàn)證勻速直線運(yùn)動(dòng)的情況呢？學(xué)生：因?yàn)楹茈y讓物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，用手拉太不精確。教師：老師這有一個(gè)改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)器材，老師叫它“勻速測(cè)力計(jì)”請(qǐng)同學(xué)們和教師一起來(lái)期待它大顯神威。教師演示勻速直線運(yùn)動(dòng)下的二力平衡。由此證明，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，也一樣滿足我們剛剛總結(jié)出的二力平衡條件，現(xiàn)在我們可以說(shuō)，我們的研究是全面的，我們的結(jié)論是經(jīng)得起推敲的。請(qǐng)同學(xué)們完成習(xí)題檢測(cè)。回答，交流，評(píng)估。介紹二力平衡在生活中的應(yīng)用。懸浮的磁鐵：磁懸浮列車的原理（物理運(yùn)用于社會(huì)）?？偨Y(jié)本課知識(shí)點(diǎn)。最后，請(qǐng)同學(xué)們課后思考一個(gè)問(wèn)題，物體在平衡力作用下可以保持平衡狀態(tài)，如果物體受到的力不平衡，那物體將會(huì)出現(xiàn)什么狀態(tài)呢，我們將在后面的學(xué)習(xí)中繼續(xù)探究。

三、結(jié)語(yǔ)

物理實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的重要組成部分。一個(gè)好的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)苷{(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí)的興趣，能加深學(xué)生對(duì)本節(jié)知識(shí)的記憶，甚至能對(duì)學(xué)生培養(yǎng)邏輯思維有幫助。所以教師在備課時(shí)要著重備好每一個(gè)實(shí)驗(yàn)。基于創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)該注意以下：1.關(guān)注學(xué)生的興趣——興趣是學(xué)生學(xué)好知識(shí)的關(guān)鍵，這應(yīng)該已經(jīng)得到大家的公認(rèn)了。2.關(guān)注學(xué)生的探究能力的培養(yǎng)——以物理為代表的理科，最注重的就是實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。往往很多偉大的理論都起源于一個(gè)很有代表性的物理實(shí)驗(yàn)，更不用說(shuō)一些偉大的發(fā)明了。3.關(guān)注實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性和全面性——以物理為代表的理科要求有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S，有科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。所以作為物理教學(xué)的重點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)一定要全面真實(shí)可信，嚴(yán)謹(jǐn)性對(duì)科學(xué)來(lái)說(shuō)是神圣不可侵犯的。