讓學(xué)生動手做實(shí)驗(yàn)突破物理概念

陳如兵

摘要：有些物理概念很抽象，學(xué)生難以理解，同時(shí)學(xué)生頭腦中可能存在一些前概念，影響理解.讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)切身感受概念形成概念、理解概念和轉(zhuǎn)變概念，這既體現(xiàn)了學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，又尊重了物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，有助于學(xué)生突破物理概念.

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn);突破;物理概念

物理概念是同一個(gè)類型的物理現(xiàn)象的共同特點(diǎn)、特征和本質(zhì)屬性在人腦中的抽象反映;是在大量觀察實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用邏輯思維的方法，把一些事物本質(zhì)、共同特征集中起來加以概括而形成的;是人們將物理發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識的成果加以總結(jié)、概括而來的.

傳統(tǒng)的講授方式進(jìn)行概念教學(xué)，讓學(xué)生理解起來很困難，難以掌握.物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，學(xué)生對物理概念的認(rèn)識大都是通過實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)某種物理現(xiàn)象或再現(xiàn)當(dāng)年科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過程，并通過觀察分析、比較判斷推理、綜合、歸納等，使感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識，最終建立起來的.這符合學(xué)生認(rèn)知的正常的思維活動順序.因此，物理實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)中重要的組成部分，是落實(shí)教學(xué)目標(biāo)的有效手段，是鞏固物理知識，獲得物理實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和訓(xùn)練科學(xué)方法的重要手段.它的直觀、真切和印象深刻的特點(diǎn)不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且豐富的知識性對學(xué)生理解物理概念和原理、鞏固物理知識有著強(qiáng)有力的驗(yàn)證作用.許多物理概念和原理是從物理實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出來的，物理實(shí)驗(yàn)是物理基本概念和理論產(chǎn)生的基礎(chǔ).通過實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生感受、形成、理解、轉(zhuǎn)變物理概念，具有不可替代的作用.

1運(yùn)用實(shí)驗(yàn)感受概念

用實(shí)驗(yàn)激發(fā)興趣創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，產(chǎn)生學(xué)習(xí)欲望.在抽象的物理概念教學(xué)中，通過精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)情境，使學(xué)生感到新奇、產(chǎn)生疑惑，迸發(fā)出思維的火花，激起學(xué)生對知識的渴求.

例1在學(xué)習(xí)浮力的概念時(shí)，可設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：讓學(xué)生把一個(gè)可樂罐慢慢壓入盛滿水的燒杯中.學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)，會感到越往下壓，越需要用更大的力.這就讓學(xué)生感受到水對可樂罐施加的浮力，也能感受到浮力的方向是向上的，也感受到物體進(jìn)入水中越多（即排開水的體積越大），受到的浮力越大.通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生輕松的理解浮力的施力物體、浮力的方向、浮力的大小.學(xué)生通過自身感受的過程中形成浮力的概念，化解了難點(diǎn).

例2在學(xué)習(xí)大氣壓強(qiáng)的概念時(shí)，可以用兩個(gè)吸盤吸在一起，讓兩位同學(xué)來拉.學(xué)生通過親身參與，感受到大氣壓的存在，并且感受到大氣壓真的還不小.

例3初中階段在講述“沸騰”概念時(shí)，讓學(xué)生從開始加熱一直到水沸騰后5分鐘，觀察水沸騰前及沸騰后溫度的變化、氣泡的數(shù)量及大小變化、汽化的劇烈程度等，從而感受“沸騰”這個(gè)概念.

通過實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引起濃厚的探究意識，全身心地投入到整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程中，參與了概念的形成過程，從而能夠?qū)Ω拍钣休^深刻的理解.

2通過實(shí)驗(yàn)形成概念

物理實(shí)驗(yàn)具有較強(qiáng)的直觀性和感知性，做好實(shí)驗(yàn)?zāi)軒椭鷮W(xué)生理解概念.實(shí)驗(yàn)?zāi)茏寣W(xué)生獲得生動的感性認(rèn)識，能使復(fù)雜問題簡單化、抽象問題形象化，從而使學(xué)生對概念易于理解，便于接受，使學(xué)生能更好地明確物理的基本概念，并能有效地集中學(xué)生的注意力.在實(shí)驗(yàn)過程中，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會觀察現(xiàn)象，分析現(xiàn)象，使學(xué)生調(diào)動各種感官協(xié)同合作，充分感知所學(xué)內(nèi)容.這樣才能產(chǎn)生深刻的印象，在此基礎(chǔ)上抽象和概括形成的概念，理解透徹，記憶深刻.細(xì)心研究教材實(shí)驗(yàn)，加以改進(jìn)或變動，會帶給學(xué)生對概念的深刻理解.

例1在學(xué)習(xí)比熱容的概念時(shí)，學(xué)生從來沒有接觸過，可通過實(shí)驗(yàn)來形成概念，即實(shí)驗(yàn)探究“不同物質(zhì)的吸熱能力”.用兩個(gè)相同的酒精燈（火焰的大小相等及火焰到燒杯底部的距離相等）加熱盛有相同質(zhì)量的水和沙子的燒杯（相同燒杯），比較加熱相同的時(shí)間，溫度計(jì)升高的示數(shù);或者比較升高相同的溫度時(shí)，所需加熱時(shí)間，便知道哪種物質(zhì)的吸熱能力強(qiáng)，也就是哪種物質(zhì)的比熱容大.

例2在學(xué)習(xí)密度的概念時(shí)，學(xué)生對質(zhì)量、體積的概念比較熟悉，但對密度的概念很陌生.實(shí)驗(yàn)探究“同種物質(zhì)質(zhì)量與體積的關(guān)系”發(fā)現(xiàn)：同種物質(zhì)質(zhì)量與體積的比值不變，不同物質(zhì)質(zhì)量與體積的比值不同.于是引進(jìn)“密度”這個(gè)概念來表示不同物質(zhì)的這種性質(zhì).

例3在牛頓第一定律中：一切物體在沒有受到力的作用的時(shí)候，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動.對于不受外力時(shí)靜止的物體會保持靜止?fàn)顟B(tài)比較容易理解，但后者就比較難于理解，也很抽象.而我們可以讓學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)：讓一個(gè)小球從斜面的同一個(gè)高度上滑下，分別在粗布、毛巾、玻璃板上滑行，比較分析推理，此問題便迎刃而解.通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對牛頓第一定律加深了理解.

科學(xué)探究指學(xué)生用以獲取知識，領(lǐng)悟科學(xué)家們研究自然界所用的方法而進(jìn)行的各種活動用實(shí)驗(yàn)方法描述概念的特征，刺激學(xué)生的感知，喚起思維.其優(yōu)勢在于現(xiàn)象明顯、排除干擾、可重復(fù)，通過對物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，歸納出共同本質(zhì)屬性，以此建立新的物理概念.

3實(shí)驗(yàn)探究理解概念

用實(shí)驗(yàn)探究的方式來學(xué)習(xí)物理基本概念和原理，能真實(shí)地體會科學(xué)家得出概念和原理的過程，能更好的理解概念和原理的本質(zhì).特別是重要的概念、原理或規(guī)律，如果是由學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究獲得的，則能理解得更深刻，掌握更牢固，更能靈活運(yùn)用.創(chuàng)設(shè)外部條件，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)促使學(xué)生積極主動地參與到概念的形成過程中，獲取對概念的認(rèn)識與理解.

例1在探究“滑動摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中;（1）如何測量摩擦力的大小;（2）采用控制變量法探究滑動摩擦力的大小與壓力的關(guān)系.學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)，一步一步地親身實(shí)踐，掌握了實(shí)驗(yàn)的原理過程，分析了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出了相應(yīng)的結(jié)論.這樣學(xué)生對滑動摩擦力概念的理解就非常清晰明了.

例2在探究“斜面的機(jī)械效率跟什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中：利用控制變量法探究斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度粗糙程度之間的關(guān)系，特別是斜面的機(jī)械效率與物重?zé)o關(guān)這一點(diǎn)，通過實(shí)驗(yàn)得到了很，好的證明.

設(shè)計(jì)基于實(shí)驗(yàn)探究的物理概念教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生對概念學(xué)習(xí)的興趣，促成學(xué)生對概念實(shí)質(zhì)的理解，同時(shí)也能在學(xué)習(xí)過程中體會探究的意義，提高科學(xué)探究能力.