改進型物理實驗對課堂教學有效性的促進

周小菊

【摘 要】本文通過改進型實驗對引入課題、優化實驗效果、突出教學重點、突破教學難點以及對物理知識驗證和延伸的論述，說明改進型實驗在激起學生探索學習的欲望、促進課堂教學、完成教學任務、提高課堂效率等方面都具有極好的作用。

【關鍵詞】改進型實驗；有效促進；教學

改進型的實驗來源于教學的需要，來源于問題的發現，是為了解決教學實際問題而進行改進的。實驗室里與教材配套的實驗儀器，有時滿足不了物理教學的實際需要。通過改進原有實驗，就成了物理教學中師生掌握教學重點、突破教學難點的重要方法，可以解決教學中存在的實際問題。改進型實驗促進物理課堂教學的有效性提高主要體現在以下幾個方面：

一、用驚奇的改進型實驗引入課題，激起學生探索學習的欲望

人類具有天生的學習愿望和潛能，這是一種值得信賴的心理傾向，它們可以在合適的條件下釋放出來；教師的角色應當是學生學習的“促進者”，激發學生更好地學習。用驚奇的改進型實驗引入課題，激起學生探索學習的欲望。

如《光的全反射》這節課，就可以用一個改進型實驗引入。先將一光亮的鋼球用鐵絲固定，放在蠟燭的火焰上熏黑；然后將熏黑的鐵球浸沒在盛有清水的透明玻璃中，學生觀察到鐵球變亮了，學生誤認為是水泡掉了鐵球上黑色物；當老師從水中取出時，學生奇怪看到鐵球還是黑的；當老師再次將鐵球再放入水中時，學生驚奇得發現鐵球又變亮了，學生大惑不解，急于想搞清楚到底是什么原因導致了這種現象的發生？學生的求知欲望完全被調動了起來。

二、用改進型實驗優化實驗效果，有效促進了課堂教學

運用現代多媒體技術，可以改進實驗現象、實驗效果的呈現方式。

如觀察布朗運動。傳統教學中，對布朗運動的觀察，往往用顯微鏡直接觀察，要觀察到明顯的布朗運動有相當的難度，即使是老師也不容易觀察，無經驗的學生更難看到。即使調試好了，也不容易看到結果，觀察的時候太吃力了。

我的改進方法是把顯微鏡與實物投影儀組合，先把顯微鏡調試好，然后去掉目鏡，取而代之的是投影儀的攝像頭（小頭的），這樣就把布朗運動的真實情景直接投影在大屏幕上，對布朗運動進行“現場直播”，讓學生輕輕松松看到布朗運動，觀察顆粒的運動情況。當小顆粒的蠕動被放大呈現在大屏幕上時，學生被這奇妙的場景深深吸引，達到的實驗效果，遠比用顯微鏡觀察好。而且，這種操作還可以用在其他一些不易用肉眼觀察的實驗現象中。

又如用風力發電機替代手搖發電機做交流電的實驗。為了展示交流電的特性，讓學生直觀看到交流電的特征，通常是用手搖發電機做實驗，配合示波器進行觀察。但是手搖發電機結構的原因，實驗的效果并不理想。改用風力發電機做實驗，效果就特別好。當風力發電機慢慢轉動時，與之連接的演示電表就大幅度地左右擺動，學生看到非常清楚；為了說明交流電的周期、頻率和振幅特征，可把風力發電機與示波器連接，通過改變風力發電機的轉速，在示波器的屏幕上直觀清楚展示交流電的周期、頻率和振幅的如圖所示，變化規律。當加大風力發電機轉速時，示波器的屏幕上正弦曲線的豎直方向上波的幅度會變大，水平方向上整波形的個數會增多，學生直觀的發現，隨著電機轉速的變大，交流電的振幅變大、周期變小、頻率變大；反之，當減小風力發電機轉速時，示波器的屏幕上正弦曲線的豎直方向上波的幅度會變小，水平方向上整波形的個數會減少，交流電的振幅變小、周期變大、頻率變小。這種直觀的展示，極大的優化實驗效果，有效促進了課堂教學。

三、用改進型實驗刻畫教學重點，有效地完成了課堂教學任務

每一節課都有一定的教學任務，都有教學目標，教學一定要突出重點。利用改進型演示實驗進行教學，可以更好的突出重點。

例如，向心力概念教學。利用幾個改進型小實驗就可以輕松刻畫教學重點。

老師先做一個實驗。一個近似光滑的豎直環形擋板，讓小球在近似光滑的水平面上沿著擋板做勻速圓周運動。小球豎直方向上受重力和支持力是一對平衡力，作用效果相互抵消。水平方向上受到擋板的彈力，擋板的部分是可以打開的。如果小球運動到缺口處時，用沾有墨水的小球來做實驗，就可在白紙上留下運動軌跡。打開擋板后，小球不再做圓周運動了，而是沿切線方向做直線運動。可見做圓周運動的小球確實有受到擋板對它的彈力，彈力的方向沿著半徑指向圓心。這是這個彈力使小球做圓周運動。

再讓學生看一個實驗。這是一個蒙有毛巾的轉盤，毛巾上放一個木塊，讓木塊隨著轉盤近似做勻速圓周運動。對木塊受力分析，是靜摩擦力使木塊做圓周運動。

再來做一個小游戲，老師出示一個豎直放置、杯口始終朝小的玻璃杯，怎樣利用它將桌面上的乒乓球豎直提起來，跨過障礙物，搬到另一邊呢？師生思考討論后，讓乒乓球在玻璃杯內快速做圓周運動，乒乓球不會掉下來，完成搬運乒乓球。乒乓球受哪些力呢？重力和玻璃杯對它的支持力。那是什么力使乒乓球做圓周運動呢？是支持力的水平分力，這個分力我們也可以看成是重力與支持力的合力，方向總是沿半徑指向圓心，正是這個力使乒乓球做圓周運動。

總結前面實驗中小球、木塊、乒乓球，他們都做圓周運動。都受到指向圓心的力的作用。我們把這樣的力就叫做向心力。然后給向心力下定義就水到渠成：做圓周運動的物體要受到一個始終指向圓心的力的作用，這個力叫向心力。那向心力是由什么力提供的呢？

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