挖掘?qū)嶒?yàn)功能，優(yōu)化物理課堂教學(xué)

袁亞麗

摘 要：物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。主要講述怎樣在課堂上挖掘?qū)嶒?yàn)功能，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激活學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，讓學(xué)生成為課堂上真正的主體并樂在其中，從而達(dá)到優(yōu)化課堂教學(xué)的目的。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)功能；課堂教學(xué)；科學(xué)精神

從接受物理學(xué)教育開始到走上工作崗位，“物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科”對我們而言根深蒂固。但事與愿違，我們的課堂上很少看到它的影子。“一張嘴巴，一本書，一塊黑板，一支筆”，這樣就是我們常用的演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，可能講的有些絕對，但用這種方式的大有人在。這種“嘴巴實(shí)驗(yàn)”“黑板實(shí)驗(yàn)”只是蜻蜓點(diǎn)水，點(diǎn)到為止，并不能給學(xué)生以感官上的刺激，充其量只不過是識記罷了。在多媒體電腦普及的今天，很多教師夸大多媒體模擬實(shí)驗(yàn)的功能和作用，以視頻替代實(shí)驗(yàn)，大搞“幕上談兵”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式變得非常簡單，演示實(shí)驗(yàn)看視頻，學(xué)生實(shí)驗(yàn)以課件上的錄像代替。通過對學(xué)生的學(xué)習(xí)調(diào)查，了解到學(xué)生對物理最感興趣的就是物理實(shí)驗(yàn)。盡可能地將這一物理學(xué)的根源展示給學(xué)生，讓學(xué)生在此基礎(chǔ)上感受、理解知識產(chǎn)生和發(fā)展的過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，讓學(xué)生樂此不疲。

一、在引入新課環(huán)節(jié)中，通過實(shí)驗(yàn)感受物理的神奇，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

托爾斯泰曾經(jīng)說：“成功的教學(xué)需要的不是強(qiáng)制，而是激發(fā)學(xué)生的興趣?！迸d趣是推動學(xué)生學(xué)習(xí)的一種最實(shí)際的內(nèi)部動力。具有強(qiáng)烈興趣的學(xué)生，會津津有味地學(xué)習(xí)，并得到很大的滿足感。在課堂教學(xué)中，尤其在引入新課環(huán)節(jié)中若能融入一些學(xué)生喜歡的社會元素，便能更好地吸引學(xué)生的注意以激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。

案例1 在學(xué)習(xí)“磁現(xiàn)象和磁場”時，學(xué)生對此現(xiàn)象在初中已有了初步認(rèn)識，若僅僅用幾塊磁鐵給學(xué)生演示一下難以吸引學(xué)生。因此在處理該問題時，有教師選擇了近兩年比較流行的魔術(shù)表演，利用如圖1所示的工具，一枚磁性戒指、兩顆內(nèi)嵌磁鐵的開心果和一個玻璃杯，通過再現(xiàn)劉謙的“開心果穿越玻璃杯”的魔術(shù)引入新課。教師先將一顆開心果放入玻璃杯中讓學(xué)生看，之后用戴有磁戒的那只手抓住玻璃杯，將開心果倒在另一只手上（實(shí)際上是磁戒將開心果吸引在玻璃杯的內(nèi)壁上，另一只手上拿的是事先準(zhǔn)備好的那顆開心果），杯子倒扣在桌上，將開心果放在杯底，戴有磁戒的那只手迅速抬起，用磁戒吸走放在杯底的開心果，使原來吸引在杯子底部的開心果掉落下來，看起來就像是底部的開心果穿過杯底一樣。劉謙的魔術(shù)學(xué)生都比較感興趣，看到老師也可以表演，學(xué)生會閃現(xiàn)出一個大問號——“這是怎么做到的”。這個魔術(shù)和這節(jié)課有什么聯(lián)系？學(xué)生產(chǎn)生了進(jìn)一步了解下去的欲望，激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣。

二、在概念規(guī)律教學(xué)中，通過實(shí)驗(yàn)形成認(rèn)知沖突，激活探究動機(jī)

所謂學(xué)習(xí)動機(jī)，就是指直接推動學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)部動因。學(xué)習(xí)動機(jī)的性質(zhì)與水平影響著學(xué)習(xí)的水平與效能。在教學(xué)過程中利用好教學(xué)資源，培養(yǎng)學(xué)生形成積極的學(xué)習(xí)動機(jī)。通過簡單的演示實(shí)驗(yàn)就可以使教師用較少的語言在較短的時間內(nèi)把要講的問題展現(xiàn)在學(xué)生面前。當(dāng)學(xué)生對這個“為什么”產(chǎn)生濃厚的興趣時，他的思維活動必然是積極活躍的。一個好的演示實(shí)驗(yàn)所起的作用是最生動的口頭表達(dá)也代替不了的。

案例2 在“電阻定律”一節(jié)中，講到電阻率與溫度之間的關(guān)系時，教材有這樣一段描述“各種材料的電阻率一般都隨溫度的變化而變化。金屬的電阻率隨溫度的升高而增大”。對學(xué)生而言是知識識記，沒有感性認(rèn)識和感官刺激，在課堂上安排了如下實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)器材：日光燈一端金屬絲、學(xué)生電源、“3.8V，0.3A”小燈泡、開關(guān)、導(dǎo)線等。

如圖2所示，將上述連接好的實(shí)驗(yàn)裝置在課堂上演示，我們會看到如下現(xiàn)象：開關(guān)閉合后，小燈泡發(fā)光，用打火機(jī)加熱日光燈金屬絲，小燈泡由亮變暗，同時燈絲發(fā)紅。此時，我們在發(fā)紅的燈絲上吹一口氣，可以看到燈絲由紅轉(zhuǎn)黑，同時小燈泡由暗變亮。

由上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，在開關(guān)剛閉合時，金屬絲為黑色（還來不及發(fā)熱，溫度較低），此時金屬絲的電阻率較小，由電阻定律可知，金屬絲電阻小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，電流較大，所以小燈泡比較亮；過了一會兒，用打火機(jī)燒金屬絲，溫度升高，金屬絲的電阻率增大，電阻變大，則小燈泡由亮變暗。當(dāng)我們在金屬絲上吹一口氣后，金屬絲由紅變黑（溫度降低），電阻率由大變小，所以小燈泡又由暗變亮。這個實(shí)驗(yàn)電路簡單，日光燈一端的金屬絲取材方便，一暗一亮現(xiàn)象明顯。

再用另一個實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，出示一個“220V，100W”的白熾燈泡，讓學(xué)生根據(jù)初中知識算出燈泡的電阻R=U2/P=484Ω，再用多用表測出白熾燈泡的電阻只有幾十歐（多用表的使用以后還會詳細(xì)介紹）。為什么會是不同的結(jié)果？學(xué)生會產(chǎn)生認(rèn)知沖突，從而積極思考。原來484Ω是在正常發(fā)光時高溫下的電阻，而常溫下的電阻只有幾十歐，鎢絲的電阻率隨溫度的升高而增大。

也可以利用學(xué)生對一些生活現(xiàn)象認(rèn)識的不足，如學(xué)習(xí)“用牛頓第二定律解決問題（二）”，在講到超重失重時，取一個裝有水的可樂瓶，在底部打一個小孔，水從孔中噴出。讓學(xué)生先猜想將可樂瓶自由釋放，水是否會流出？有部分學(xué)生認(rèn)為會有水流出，教師演示。再提出如果把可樂瓶向上拋出，讓學(xué)生猜想向上運(yùn)動的過程中是否會有水流出？絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為會有水流出，教師演示后使得學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，激發(fā)他們繼續(xù)學(xué)習(xí)的興趣。

三、在物理探究過程中，通過實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)成功，強(qiáng)化學(xué)習(xí)熱情

每個人都有獲得成功的愿望，在教學(xué)過程中，教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)一些機(jī)會使學(xué)生通過努力，實(shí)現(xiàn)自己預(yù)定的目標(biāo)，體驗(yàn)成功的樂趣，從而產(chǎn)生愉快、喜愛等肯定的心理體驗(yàn)，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”，以強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

案例3 在講授新課“力的分解”時，我們可以利用下面的實(shí)驗(yàn)來模擬重物對桿子和繩的作用效果（如圖3）：將細(xì)線的一端拴在中指上，另一端通過鉛筆懸掛一塊橡皮，使鉛筆支起繩子，筆尖壓在手掌心上。通過體驗(yàn)，學(xué)生很直觀地感受到手指受到的是拉力，手掌受到的是壓力，很好地突破了彈力的效果這一難點(diǎn)。而且為了解起重機(jī)吊起重物時，重物受到重力的作用效果對活動懸臂是壓的作用、對纜繩是拉的作用效果的理解也奠定了很好的基礎(chǔ)。

案例4 在“變壓器”的教學(xué)中，探究“變壓器原、副線圈電壓比和匝數(shù)比的關(guān)系”時，如果只是將兩個匝數(shù)不等的線圈組裝在示教變壓器的兩邊，直接告知學(xué)生原、副線圈的匝數(shù)，然后用伏特表測量一下輸入、輸出的電壓，那么這個實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的體驗(yàn)性就不能很好地實(shí)現(xiàn)了，學(xué)生的反應(yīng)也就比較冷淡了。但是如果采用以下的方法：首先在示教變壓器鐵芯上接入n1=400匝原線圈并接到220V的交流電源上，再用一根長絕緣導(dǎo)線繞副線圈n2，讓學(xué)生體驗(yàn)邊繞邊用串聯(lián)在這根導(dǎo)線上的小燈泡的亮度變化（亮暗顯然能說明輸出電壓的大?。敲磳W(xué)生在體驗(yàn)中一定會對變壓器可以將220V的電壓降為幾伏左右的電壓和副線圈匝數(shù)越多，電壓越高（燈泡越亮）留下極為深刻的印象。

四、在講解實(shí)驗(yàn)背景中，挖掘教育內(nèi)涵，培養(yǎng)堅(jiān)強(qiáng)意志

物理學(xué)的發(fā)展過程中蘊(yùn)藏著巨大的精神財(cái)富，在教學(xué)過程中介紹一些物理學(xué)家堅(jiān)忍不拔的探索精神，為學(xué)生樹立堅(jiān)強(qiáng)意志的榜樣。在學(xué)習(xí)“法拉第電磁感應(yīng)定律”時，做電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)的同時，給學(xué)生介紹法拉第十幾年的研究過程。另外，還有如牛頓、卡文迪許、庫侖、歐姆等，這些科學(xué)家為了探索自然的奧秘不惜進(jìn)行幾年、幾十年的艱苦實(shí)驗(yàn)。利用這些榜樣的力量培養(yǎng)學(xué)生良好的意志品質(zhì)。

任何一個電視節(jié)目只要把某一件事情做到極致，收視率就會大大提高，比如《中國好聲音》就只是把聲音做到了極致。同樣在我們以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的物理課堂中，如果把實(shí)驗(yàn)做到了極致，肯定是好課。當(dāng)然這需要教師在備課時備實(shí)驗(yàn)這一環(huán)節(jié)中花更多的時間和精力。實(shí)驗(yàn)?zāi)芙o學(xué)生帶來無盡的快樂的同時教師也是快樂的。所以實(shí)驗(yàn)有很高的“性價比”。在平時的教學(xué)中我們要注重實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和實(shí)驗(yàn)的積累，注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)的反思，并在實(shí)驗(yàn)室建立實(shí)驗(yàn)檔案，以便老師們查找。如果我們老師視實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高為己任，那么我們的物理課堂會更吸引學(xué)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁海江.物理演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀分析及對策[J].物理教學(xué)探討，2012.

[2]安忠，劉炳升.中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究[M].高等教育出版社，1986.

編輯 高 瓊