以課內(nèi)小實(shí)驗(yàn)促物理學(xué)習(xí)

摘要：課內(nèi)小實(shí)驗(yàn)以其親和、靈活、具有啟發(fā)性的特征，成為物理教學(xué)的重要手段。如何獲得課內(nèi)小實(shí)驗(yàn)以及在課堂教學(xué)中如何采用這些小實(shí)驗(yàn)從而吸引學(xué)生是本文重點(diǎn)探討的內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：課內(nèi)小實(shí)驗(yàn)；高中生心理特征；課內(nèi)小實(shí)驗(yàn)教學(xué)原則

中圖分類號(hào)：G427文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2013）13-069-2當(dāng)前背景下，學(xué)生關(guān)注語(yǔ)數(shù)外的程度遠(yuǎn)超過(guò)選修，這對(duì)我們的物理教學(xué)提出了一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。如何應(yīng)對(duì)好該挑戰(zhàn)，我覺(jué)得通過(guò)一定的手段把學(xué)生給吸引過(guò)來(lái)，讓他們樂(lè)學(xué)、愛(ài)學(xué)物理，課內(nèi)小實(shí)驗(yàn)不失為一種最佳手段。

一、課內(nèi)小實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)大多經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐檢驗(yàn)，雖然以科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)著稱，但同時(shí)也逐漸顯現(xiàn)出刻板、復(fù)雜、繁瑣等問(wèn)題，特別是部分實(shí)驗(yàn)已經(jīng)明顯跟不上時(shí)代的步伐，如果依舊全部走老路，實(shí)驗(yàn)教學(xué)就無(wú)法跟上新課程形勢(shì)，慢慢只能為紙上談兵、“筆頭下的實(shí)驗(yàn)”所代替。課內(nèi)小實(shí)驗(yàn)是穿插在課堂教學(xué)過(guò)程中的小實(shí)驗(yàn)，它與演示實(shí)驗(yàn)的不同特點(diǎn)在于它的操作者不是教師或者是協(xié)助教師的個(gè)別學(xué)生而是全體學(xué)生。它與學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)不同，它不像學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)?zāi)菢佑谜?jié)課比較規(guī)范地完成教師在實(shí)驗(yàn)室中準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)，也不一定要履行“預(yù)習(xí)—實(shí)驗(yàn)—報(bào)告”的要求。通常它與教師的講解密切配合，比較小巧靈活，可以根據(jù)教學(xué)需要，選擇不同性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，可以是一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，也可以是一組系列的小實(shí)驗(yàn)，或者是按照一定的程序編排的系列階段試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)的時(shí)間可以是幾分鐘到幾十分鐘；組織形式可以是同桌的兩人一組，也可以是更多一些人組成一組。實(shí)驗(yàn)可以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，也可以在教室進(jìn)行，可以用配套的正規(guī)儀器，更多的是可以用自制教具、學(xué)具或者是隨手可取的日常生活用品甚至可以是學(xué)生身體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這種實(shí)驗(yàn)有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）由于讓學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手來(lái)學(xué)習(xí)知識(shí)，而不是看教師演示，有助于體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，克服教師“滿堂灌”現(xiàn)象。

（2）由于在這類實(shí)驗(yàn)的間隙中穿插教師的啟發(fā)、引導(dǎo)、講解或師生、生生討論，這種和諧的課堂環(huán)境有利于發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性與積極性。

（3）這類實(shí)驗(yàn)靈活、方便，可以增加實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的比例，因此可以提供更多的機(jī)會(huì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和訓(xùn)練科學(xué)方法。

（4）學(xué)生也可以參與到實(shí)驗(yàn)器材的制作中，這樣可以培養(yǎng)其發(fā)散思維和創(chuàng)新精神。

比如說(shuō)，我們?cè)谘芯縿?dòng)量定理的應(yīng)用時(shí)，課前可以讓學(xué)生設(shè)計(jì)一些關(guān)于動(dòng)量定理的小實(shí)驗(yàn)：提出問(wèn)題：如何減少相互作用的兩物體之間的作用力？學(xué)生設(shè)計(jì)方案：（a）可以通過(guò)一個(gè)學(xué)生從同樣的高度兩次以不同方式跳下（一次是落地時(shí)不允許腿彎曲：可以讓兩位同學(xué)抱住該同學(xué)使之從某一高度自由下落，這樣的感覺(jué)會(huì)特別明顯；另外一次是落地時(shí)盡量彎曲腿部），讓每個(gè)學(xué)生都談?wù)勛约簝纱蔚牟煌惺埽唬╞）可以對(duì)比相同的雞蛋從同樣的高度兩次以不同方式落下（一次直接落在臉盆里，另外一次是在臉盆里鋪上實(shí)現(xiàn)做好的“緩沖墊”——用白紙折成扇子，然后上下各粘上一層較硬的白紙），讓每組學(xué)生談?wù)勛约河^察到的兩次現(xiàn)象區(qū)別及原因；（c）學(xué)生會(huì)把家里裝電腦顯示器的充氣塑料膜帶到課堂中來(lái)，觀察膜的形狀，探討其原理。通過(guò)上述方法的展示，學(xué)生很快明白：動(dòng)量變化量相同，作用時(shí)間越長(zhǎng)則作用力越小。

二、如何設(shè)計(jì)課內(nèi)小實(shí)驗(yàn)

1.源于生活

教師在備課過(guò)程中，要積極思考，特別要學(xué)會(huì)換位思考，站在學(xué)生的角度面對(duì)教材中的難點(diǎn)，思索是否可以利用源于生活中的小實(shí)驗(yàn)給予突破。比如說(shuō)，我們給自己孩子買玩具時(shí)，可以留心各種玩具，其中很多都是利用一定的物理學(xué)原理制作而成的，當(dāng)我們將玩具帶入課堂用來(lái)講解難點(diǎn)時(shí)，不僅可以吸引學(xué)生的注意力，而且可以大大降低教學(xué)難度。再比如說(shuō)，我們學(xué)生很多人都喜歡用膠帶紙，而且用完后依舊可以卷成一盤，我們可以用它分別演示下列現(xiàn)象：?jiǎn)螖[實(shí)驗(yàn)、豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)模型、模擬公交車內(nèi)的扶手吊環(huán)在各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的位置問(wèn)題、平拋軌跡大致的形狀、勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的皮帶輪問(wèn)題、力的合成與分解中的支撐架問(wèn)題、圓周運(yùn)動(dòng)某點(diǎn)速度方向的確定問(wèn)題等等。

2.源于媒體

這里指的媒體很多，其中最重要的是：教材、教參和網(wǎng)絡(luò)。我們?cè)诶妹襟w時(shí)大多時(shí)候要帶有自己的思想，如果僅僅拿來(lái)主義，而不加以改造利用，是不能充分挖掘?qū)嶒?yàn)的潛在資源的。這里就選人教版《高中物理選修3—4》中第60頁(yè)“做一做”為例，其中講到光的衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)提到可以在小鏡子上用剃須刀刻一條細(xì)縫，再用激光筆照在上面，讓學(xué)生觀察屏上的條紋特點(diǎn)，其實(shí)我們用類似的方法還可以在鏡子上刻兩條很細(xì)的并且靠的很近的平行細(xì)縫，能觀察到雙縫干涉條紋，如果在小鏡子上用針尖戳一個(gè)小點(diǎn)，還能演示出較為明顯的一圈一圈的明暗相間的衍射現(xiàn)象，這樣小鏡子的功能就能被徹底地開(kāi)發(fā)出來(lái)。

網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)在最便捷的資源庫(kù)，只要我們?cè)谒阉饕嬷墟I入相應(yīng)的關(guān)鍵詞，很快來(lái)自于世界各地的相關(guān)實(shí)驗(yàn)就出現(xiàn)在了你的面前，有比較經(jīng)典的，更有一些老師們的智慧結(jié)晶；有國(guó)內(nèi)的，更有一些國(guó)外的，這些都可以為你的教學(xué)提供充足的資源。不過(guò)在這兒筆者呼吁精通外語(yǔ)的教育人士應(yīng)盡可能快地將國(guó)外好的教學(xué)參考書(shū)原汁原味地翻譯成中文供廣大一線教師使用（因?yàn)楣P者參加過(guò)一次雙語(yǔ)教學(xué)培訓(xùn)，當(dāng)時(shí)外教帶來(lái)的書(shū)真的非常新穎且可操作性很強(qiáng)）。

三、課內(nèi)小實(shí)驗(yàn)教學(xué)原則

1.遵循針對(duì)性原則

課內(nèi)小實(shí)驗(yàn)是一種幫助學(xué)生學(xué)習(xí)的工具，這種工具必須在適當(dāng)時(shí)候適當(dāng)?shù)胤接貌拍芡癸@其神奇的力量。舉些例子來(lái)說(shuō)，利用它來(lái)引入新課時(shí)就能增加學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生的注意力，為學(xué)生積累足夠的感性認(rèn)識(shí)。在重難點(diǎn)突破時(shí)，可以用來(lái)分解難點(diǎn)，加深對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)，最終難點(diǎn)被逐一突破從而實(shí)現(xiàn)認(rèn)知第一次飛躍。在應(yīng)用物理概念或者物理規(guī)律解決問(wèn)題時(shí)也是學(xué)生一堂課中注意力最容易渙散的時(shí)候，如果用課內(nèi)小實(shí)驗(yàn)作為問(wèn)題拋給學(xué)生的話則可以將學(xué)生的注意力再次快速集中起來(lái)，從而為認(rèn)知的第二次飛躍打下基礎(chǔ)。

2.全員參與、強(qiáng)化體驗(yàn)的原則

由于所設(shè)計(jì)的課內(nèi)小實(shí)驗(yàn)成本低、制作方便，所以可以在課堂教學(xué)之前先布置學(xué)生回家動(dòng)手制作，然后帶到課堂上來(lái)進(jìn)行交流。由于要在課堂上進(jìn)行交流，所以學(xué)生回去肯定做得很認(rèn)真，這樣可以提高他們的動(dòng)手能力、讓他們獲得主動(dòng)參與、親自體驗(yàn)的經(jīng)歷，同時(shí)又為我們的課堂教學(xué)積累了豐富的感性素材。

3.遵循直觀性原則

（1）當(dāng)學(xué)生已經(jīng)觀察過(guò)，而且較熟悉這種現(xiàn)象，應(yīng)設(shè)計(jì)出更新穎、更易暴露物理現(xiàn)象的本質(zhì)的課內(nèi)小實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在親身體驗(yàn)的過(guò)程中覺(jué)察出差異，暴露出問(wèn)題的矛盾。比如說(shuō)，我們?cè)谘芯砍厥е噩F(xiàn)象時(shí)，可以做幾個(gè)簡(jiǎn)易手電筒裝置，筒內(nèi)裝一節(jié)大電池，電池負(fù)極下面有一個(gè)彈簧。開(kāi)始讓電筒靜止在手中，由于電池負(fù)極壓住了彈簧，促使正極與燈泡有一定間隙，所以學(xué)生會(huì)觀察到燈泡不亮，而如果讓學(xué)生握住電筒然后突然向下加速最后停止，學(xué)生會(huì)看到房頂上燈光先出現(xiàn)然后再消失的現(xiàn)象。如果是讓電筒自由落體，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)在下落中燈光一直出現(xiàn)，這樣的實(shí)驗(yàn)比起傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)主要特點(diǎn)是將不太直觀的力學(xué)現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成了直觀的光的亮滅現(xiàn)象，效果非常好。

（2）當(dāng)學(xué)生從未或者很少觀察到某種現(xiàn)象，則需通過(guò)實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)演示，從而促進(jìn)物理現(xiàn)象的放大或物理過(guò)程的充分展現(xiàn)，讓學(xué)生更易發(fā)現(xiàn)其中的原理或規(guī)律。比如說(shuō)，為了讓學(xué)生體驗(yàn)到玻璃瓶在按壓后也會(huì)有形變，可以在玻璃瓶中放入紅墨水，再在瓶塞中插入毛細(xì)管，這樣就可以放大形變現(xiàn)象。再比如說(shuō)：用一根1m長(zhǎng)的線系住一個(gè)帶孔的橡皮塞，然后抓住線的另一端使塞子在頭上作水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線指向黑板上某點(diǎn)時(shí)松開(kāi)，重復(fù)這樣的實(shí)驗(yàn)，直至塞子能擊中黑板上的那個(gè)點(diǎn)。這樣的實(shí)驗(yàn)就將線速度方向問(wèn)題通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)逐漸明朗化，從而大大增強(qiáng)了學(xué)生的直觀性認(rèn)知。

4.明確要求，引導(dǎo)理解的原則

在利用課內(nèi)小實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和講解不僅可以彌補(bǔ)知識(shí)上的不足，而且可以將一些次要因素忽略，抓住主要問(wèn)題進(jìn)行研究，這對(duì)學(xué)生認(rèn)清物理現(xiàn)象的本質(zhì)、達(dá)到實(shí)驗(yàn)的預(yù)期效果也有重要的作用，比如說(shuō)，在上面的實(shí)驗(yàn)里如果設(shè)置這樣兩個(gè)問(wèn)題：?jiǎn)栴}1：瓶塞對(duì)準(zhǔn)黑板上的點(diǎn)，則它能否直接擊中那個(gè)點(diǎn)？問(wèn)題2：瓶塞的速度方向和線的取向關(guān)系如何？那么學(xué)生對(duì)線速度方向的思考會(huì)更加明確，當(dāng)然理解也就會(huì)更加深刻。

5.聯(lián)系生活、聯(lián)系實(shí)際的原則

教學(xué)過(guò)程中，要善于從觀察自然現(xiàn)象和研究社會(huì)生活實(shí)際中引出物理問(wèn)題，把教學(xué)與生活問(wèn)題、間接經(jīng)驗(yàn)與直接經(jīng)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)，不斷引導(dǎo)學(xué)生觀察生活，了解生產(chǎn)，認(rèn)識(shí)世界，源源不斷地提出生活中的問(wèn)題，又通過(guò)所學(xué)的知識(shí)解釋分析物理現(xiàn)象，使學(xué)生覺(jué)得生活中處處有物理，感到學(xué)有所得，學(xué)有所用，從而保持學(xué)習(xí)物理的興趣。在學(xué)生已經(jīng)具備一定的物理知識(shí)的基礎(chǔ)上，教師要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)中所學(xué)知識(shí)回到實(shí)際中去。比如開(kāi)始的案例“魔瓶”實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在交流時(shí)把它的物理原理居然用在了設(shè)計(jì)火車進(jìn)站制動(dòng)上，最終促使節(jié)能減排的技術(shù)方案的形成，這大大出乎筆者的預(yù)期，但這也是筆者這節(jié)課的成功之處。

總之，在課內(nèi)小實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，聯(lián)系實(shí)際、聯(lián)系生活，就能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和求知欲，引導(dǎo)學(xué)生勤于觀察、積極思考，才能使知識(shí)學(xué)得快，學(xué)得活，掌握的牢，會(huì)運(yùn)用；同時(shí)，從實(shí)際中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)去分析和解決某些實(shí)際問(wèn)題，有利于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解釋現(xiàn)象、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，也有利于激勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)造精神。