實驗在物理教學中的功能

劉剛

摘要：本文主要從自己在教學中的具體授課和他人成功的教學經驗初略概述了實驗在物理教學中的一些功能。

關鍵詞：功能；實驗；物理；教學中圖分類號：G633.7文獻標識碼：B文章編號：1672-1578（2016）08-0282-02 物理學是一門最基礎的自然科學，然而它又是現代科學技術的先導和基礎，它在培養學生的科學素質和創新精神方面有獨特的作用。那么如何才能使學生更好地接受老師所傳授的物理知識，使其成為學生知識系統的一部分呢？實驗，也只有實驗才有這個獨特的功效。

在調查酆都縣29所中學物理教育現狀統計及分析得出：酆都縣現有初級中學29所，1995年教學畢業班83個，共計學生3530人。1995年畢業會考。合格率65.95%，優生率32.60%，其中1202人物理成績不合格，占總人數得34.05%，物理成績不合格出在哪里呢？據調查，普遍出現的現象是演示實驗開出率低于學生實驗開出率；對比畢業會考成績，演示實驗開出率最低者，恰好會考成績最低；演示實驗開出率最高，畢業會考成績也最高。由此可見，實驗在物理教學中的確有著舉足輕重的地位。實驗，物理教學中必不可少的組成部分，我想從自己在教學中的具體授課和他人的成功教學經驗對它的功能作一些初略論證：

1.實驗開路，驅散疑團

液體的壓強公式，它是初二物理教學的重點之一；由于公式P=pgh是由固體壓強公式P=F/S為前提推導出來的，推導過程涉及了物理量重力G、面積S和體積V，但由此導出的公式與G、S、V無關，對于這一點，學生不易理解，成為教學中的難點；如果我們在授課中，配備以下實驗，則問題就易解決。

1.1先驗證液體內部壓強與G、V無關。分別取直徑一大一小且等高、底部的側壁開有小孔的圓筒各一個；內盛深度相同的有色水，可看見水從側壁小孔噴出，噴出水的緩急、距離相等，說明兩筒內液體對底部的壓強相等。

再用量筒量出等量的兩分水，分別注入上述兩個圓筒中，看見兩圓筒側壁小孔噴出水的緩急和距離相差很大。從這個實驗讓學生確信了壓強與G、V無關，消除了P與G、V成正比的錯誤說法。

1.2驗證液體內部壓強與面積S無關。取兩端開口的玻管、長頸漏斗各一個，用相同的 橡皮模將它們的下端口扎住。明顯可見漏斗的底面積比玻管的底面積大幾倍，給它們注入深度相同的有色水后，看見底部的橡皮模鼓出的程度卻一樣，這個實驗起到了'百聞不如一見'的效果，使學生信服了液體的壓強與容器底面積無關。

再驗證液體壓強只與深度、密度有關，這樣就能驅散學生心中的疑團，鞏固、加深了所學的知識。

2.激發學生學習興趣，為建立概念、歸納規律提供感性認識

無論學什么，興趣是最好的老師，它可以起到事半功倍的效果。物理實驗的現象和結果，往往能激發學生的學習興趣，使學習處于一種積極主動的狀態，且能在實驗中為建立概念，歸納規律提供感性認識。我在上大氣壓強時，讓同學參與做了一次吸水實驗，取得了極佳的效果，具體過程如下：

在上新課前，我讓兩位學生做了一個有趣的實驗，看誰先吸完瓶中的飲料。這兩位學生為一男一女，男生長的五大三粗，班上的大力士，且他又是全年級出了名的懶鬼，上課從未專心過；女生則是一名文靜瘦弱的女孩；兩瓶飲料均是同樣的，只是有一瓶用帶玻管的橡皮塞塞住瓶口，另一瓶直接用玻管吸；我把帶有橡皮塞的給男生，另一瓶則給那位女生；讓他們同時喝，女生輕松地喝完了，而那位男生費了九牛二虎之力，卻依然只能'望水興嘆'。作了這個實驗把全班的學習興趣一下調動起來了；事后，我讓學生分析其中的原因，然后寫下了這節課所講的內容大氣壓強，上完這節課后，那些對物理不感興趣的學生竟愛問一些物理問題了，自然那位懶學生對我上的課也感興趣了；可見實驗對學生的學習興趣有多么至關重要，且做實驗時，使學生對所學的知識有了一定的感性認識。

3.用實驗解答疑難問題

在上完大氣壓強后，讓學生思考一問題：如果一量筒裝滿水，然后在裝滿水的容器中倒置，不斷向上提量筒（筒口未離開水表面）量筒是否一直充滿水，許多學生對此感到茫然，竟連班上的佼佼者在我講了后仍持懷疑態度。我決定用事實說話，當場演示了這個實驗，讓學生親眼看到量筒內充滿了水（筒口未離開水面），從而用實驗解答了學生的疑問。

又如有這樣一道題；某人站在臺秤上，當其迅速蹲下時，臺秤的讀數為：A先變小，后變大最后等于它的重量；B先變小，后 變大，最后等于它的重量；C變大，后等于它的重量；D變小 ，最后等于它的重量；這道題選對的很少，原因在哪里？一是沒有體驗，二是對下蹲為什么產生加速度不理解。針對這個問題，可將一臺秤搬到教室，讓一同學做實驗，請學生觀察臺秤示數的變化，從而得其正確答案為B，怎樣解釋呢？有學生列出方程mg-N=ma ，求出 N=m（g-a），但對方程的物理意義不理解，為此可叫學生拿5千克的鉛球不動，觀察臺秤的示數，然后讓學生的身體不動，用雙手將鉛球從人的上部迅速移到下部，在這一過程中，觀察其示數也是先變小，后變大，最后等于人和鉛球的總重量。學生從這個實驗得到啟發：人體雖然未動，但人和球組成的系統的重心在做向下運動，從而理解到mg-N=ma式中的a指超重或失重物體重心的加速度。同理人迅速蹲下是人的重力和支持力的合力產生的加速度（先向下后向上）。

用實驗解答疑難問題，不僅直觀，學生也易接受，而且有利于培養學生分析問題解決問題的能力。

4.實驗在教學中培養學生發散思維

在中學物理實驗教學中，培養學生的發散思維可以提高學生探索問題和解決問題的能力，使實驗教學成為培養創造型人才的一個重要方面，下面就說說具體的作法：

4.1在學生分組實驗中培養發散思維。在學生完成測定冰的溶解熱后，讓學生設計一個實驗，提出實驗方案后供應冰塊，學生經過熱烈討論，提出如下幾個方案：A測定冰塊的密度；B觀察冰浮在水面上，杯子作上下加速運動時冰的沉浮情況；C觀察冰在水中溶解后，液面是否上升；D將鹽放入冰中，觀察冰與鹽水共存時的溫度。

在進行D實驗時，當同學們觀察到冰和鹽水共存時的溫度為零下十幾度時，均很高興，用這么簡單的方法便獲得如此低的溫度。現馬上讓學生把盛冰的內筒取出來，大多數均不能拿出來。問為什么？是不是熱賬冷縮。經討論，這不是熱賬冷縮造成的，而是內筒外面的水在低溫下結冰，把內筒與隔熱層泡沫凍在一起了，結果用力拉出內筒一看，外面果真結了一層冰。當看到的結果與分析一致時，同學們得到了莫大的鼓舞。

4.2在演示實驗中進行發散思維訓練。在電磁感應這節課中，總結了產生感生電流的條件后，馬上放置如圖所示的裝置，A、B是電磁鐵，中間為一閉合線圈。

問如果要產生感生電流，用什么方法？

大家討論得出：（1）將線圈拉出；

（2）改變電磁鐵中電流的大小；

（3）改變電磁鐵線圈的匝數；

（4）讓線圈轉動：

（5）讓線圈發生形變；

（6）電磁鐵運動。

對于學生提出的方案，能夠演示的都一一進行演示；

由于學生人多思維廣，有些方法教師備課時不曾想到，對于這種情況，鼓勵學生進行發散思維的積極性。

5.作好演示實驗，提高教學效果

根據教學內容，設計一些能說明問題的演示實驗，這在教學中可起到極佳的效果。我在講大氣壓強這一節時，我用百事可樂瓶子做了一個有趣的實驗：用針在瓶子的四周和底部刺一些小洞，然后往瓶里裝滿水（如圖）問水會從小孔射出來嗎？大家均說要射出來；問為什么？答：液體對容器底和側壁均有壓強。我當場演示。我再問：如果讓瓶子裝滿水后用蓋蓋住瓶口結果怎樣？他們認為水還是應該從小孔射出；我馬上演示了這個實驗，同學們看到水并未從小孔射出，感到詫異；我分析并講解其原因。這樣。學生對大氣壓強有了更深一步的認識，也比較容易接受這一抽象的概念。

綜上所述，實驗在物理教學中的作用是舉足輕重的，我們這些站在講臺上的教師，面對中學物理教育，必須把實驗落實到教學措施的各個環節中去，真正讓實驗在教學中發揮其優勢，調動學生的積極性，使他們對物理產生濃厚的興趣。