初中物理實(shí)驗(yàn)的分類及教學(xué)

沈龍?jiān)?/p>

(貴州省金沙縣平壩鎮(zhèn)初級中學(xué) 貴州 金沙 551800)

引言

這種模式在我們的日常生活、工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中屢見不鮮，對我們的生活和生產(chǎn)都有很大的幫助。物理研究問題具有非常突出的特點(diǎn)，如生命情景，物理規(guī)律具有復(fù)雜多樣的特點(diǎn)。因此，在初中物理教學(xué)中，需要運(yùn)用建立模型的方法，對物理問題所包含的情境和規(guī)律進(jìn)行簡化和具體化，使學(xué)生更容易理解和接受客觀現(xiàn)象所包含的復(fù)雜規(guī)律。

物理模型的建立是物理學(xué)習(xí)和物理教學(xué)的重要手段。在教學(xué)中，可以對物理問題涉及的因素進(jìn)行分類，建立有效的物理模型。理想的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ绞且环N強(qiáng)調(diào)主要因素，合理忽略次要因素，簡化復(fù)雜過程，簡化問題的教學(xué)方法。在物理教學(xué)中正確運(yùn)用這一思想，將大大提高教學(xué)效率。理想的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ皆诔踔形锢斫虒W(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)分類的功能和目的不同，大致可以分為以下幾類。

一、實(shí)驗(yàn)形象化、場景化

例如，研究磁場時引入磁感應(yīng)線，研究光的傳播時引入光。把小磁針放在磁鐵的磁場中。小磁針受到磁場的影響。當(dāng)它靜止時，它的兩個階段指向某個方向。在磁場的不同點(diǎn)上，小磁針靜止時的方向不一定相同。這表明磁場是定向的。在光的傳播過程中，我們無法用肉眼看到光的路徑，磁場和光的概念相對復(fù)雜和抽象。因此，利用所建立的磁感應(yīng)線和光的模型，可以用箭頭的方向來表示磁場和光的傳播方向，給出一個直觀的場景，突出重點(diǎn)，使抽象的問題變得生動具體，這有助于學(xué)生在熟悉概念的基礎(chǔ)上。

二、實(shí)驗(yàn)生活化、具體化

例如盧瑟福的核結(jié)構(gòu)模型。原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是如此微小和精確，以至于肉眼無法直接觀察到它。對于原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，湯姆遜首先提出了一個日期蛋糕模型，將電子與日期、蛋糕基與原子核進(jìn)行比較，然后盧瑟福提出了一個行星模型，即電子圍繞原子核的旋轉(zhuǎn)與行星圍繞太陽的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行比較。不僅可以體現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的概念，還可以強(qiáng)調(diào)原子核與太陽的對應(yīng)關(guān)系、電子與行星的對應(yīng)關(guān)系、粒子之間的尺寸關(guān)系。它有助于學(xué)生了解原子的結(jié)構(gòu)和電子與原子核的關(guān)系。

三、實(shí)驗(yàn)突出重點(diǎn)、省略次要

例如，實(shí)驗(yàn)探索了兩種力平衡的條件。如果選擇小車作為觀測對象，對原小車的力、重力和支承力平衡進(jìn)行分析，垂直方向上不會影響實(shí)驗(yàn)，而水平方向上不會影響小車的摩擦力，從而得出兩種力平衡條件。

因此，水平方向的摩擦力是本實(shí)驗(yàn)需要考慮的主要矛盾。選用小卡片代替小車，既能避免摩擦力的影響，又能盡量減小重力對本實(shí)驗(yàn)的影響。

實(shí)驗(yàn)中，只有將等重物體掛在卡片的左右兩側(cè)，才能使卡片保持平衡，這說明兩個相等的力是要滿足的條件。以一定角度旋轉(zhuǎn)卡片不會保持平衡，這意味著共線是一個條件，而將重量懸掛在卡片的一側(cè)不會保持平衡，這意味著兩個力的相反方向是一個條件。如果你切牌，你不能保持平衡，這意味著同一個受力物體是一個條件。從而總結(jié)出兩種力平衡的條件：同倫、等價、反轉(zhuǎn)、共線。以上兩種實(shí)驗(yàn)裝置可以看作是一種理想的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。共同點(diǎn)是把握實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，考慮實(shí)驗(yàn)的主要影響因素，完成教學(xué)目的。

四、實(shí)驗(yàn)為輔、理論結(jié)合

例如，探索聲音的傳播條件，用抽氣筒逐漸抽取密閉玻璃容器中的空氣，比較容器中音樂卡產(chǎn)生的聲音體積的變化，得出聲音不能在真空中傳播的結(jié)論。實(shí)際上，在實(shí)際操作中，由于抽氣機(jī)我們不能完全抽出空氣，只能聽到逐漸變輕的聲音。根據(jù)對“空氣越少，我們聽到的聲音越少”現(xiàn)象的科學(xué)推理，如果沒有空氣，即真空，我們就聽不到聲音，所以我們不能斷定聲音不能在真實(shí)的空氣中傳播。另一個例子是伽利略的理想斜率實(shí)驗(yàn)。讓小球從從一斜坡滾到另一個斜坡。這個小球能比原來的小球卷起一個較低的位置。使斜坡表面光滑，小球的高度要高一點(diǎn)。因此，如果沒有摩擦力，小球在啟動時會滾動到相同的高度。利用實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象，可以進(jìn)行科學(xué)的推斷，總結(jié)出正確的規(guī)律。

牛頓第一運(yùn)動定律：所有物體在沒有外力的情況下總是靜止或以恒定速度直線運(yùn)動。對于前者，物體不受外力的禁止，便于學(xué)生理解。很難理解的是，當(dāng)后者不受外力影響時，物體會以恒定速度直線運(yùn)動。小車從同一高度、同一坡度、同一角度滑落到三個不同的接觸面，即毛巾面、棉布面、木面。記錄車輛通過不同平面的距離，并將數(shù)據(jù)記錄在表中。通過對表中數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)接觸面越光滑，通過距離越長，從移動到停止的時間越長，即速度變化越慢。由此我們可以推斷，如果汽車以較小的摩擦力滑到玻璃上，它經(jīng)過的距離會更長，從行駛到停車所需的時間也會更長。如果汽車在平滑的水平面上滑行，那么汽車通過的距離是無窮大的，速度變化是無窮小的，也就是說，汽車會作勻速直線運(yùn)動，從而得出所有運(yùn)動物體在沒有外力的情況下都會作勻速直線運(yùn)動的結(jié)論。

這四種理想的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ皆谖覈踔形锢斫虒W(xué)中經(jīng)常遇到。選擇合適的教學(xué)方法可以激發(fā)學(xué)生的形象思維能力和分析推理能力。這些能力的培養(yǎng)對學(xué)生今后的學(xué)習(xí)非常重要。