對滬教版高中物理必修2中的一個實驗處理與編者商榷

王忠峰

前言

物理，是一門以實驗有基礎(chǔ)的學科. 實驗教學是高中物理教學中必不可少的內(nèi)容，在高中物理教學中開展一系列的實驗活動，可以使學生能將理論與生活實際有機的聯(lián)系在一起，促進了學生學科的學習興趣，有利于學生思維能力與實踐能力的提高.

在高中物理教材中，編者有時會加入一些學生實際可完成的實驗，作為對教學內(nèi)容的補充，這些實驗的加入，可以使學生能夠直觀的來理解某一物理概念，或者掌握某一物理方法，以達到對本節(jié)課的教學內(nèi)容的理解，或者是對物理教學重難點的突破. 在設(shè)計這些實驗的時候，個人認為一定要切合實際，尤其是一些實驗的數(shù)據(jù)，不能隨心編造，這樣的話，會使學生對實驗的認識產(chǎn)生一些偏差，也會造成他們對于學習的過程中的一些思維生成產(chǎn)生一定的不良影響. 本文中，筆者對上海科技教育出版社出版的高中物理必修2教材中的一個實驗提出一個看法，與編者商榷.

一、題材

滬教版高中物理必修2第9頁第一章《怎樣研究物體的運動》第一節(jié)《飛機投彈與平拋運動》一節(jié)中的實驗探究：研究平拋運動的頻閃照片。

原問題如下截圖所示.（注：圖片保持原書中尺寸大小）

二、分析教材中本實驗的設(shè)計目的：

教材設(shè)計這個實驗的目的是通過測量小球在不同時刻的水平方向與豎直方向的位移并計算，對比小球的實際運動軌跡與伽利略用幾何方法得到的軌跡是否一致，從而進一步驗證伽利略對平拋運動在水平方向和豎直方向的分運動的假設(shè)的正確性

筆者結(jié)合自身在教學過程中遇到的一些實際情況，對教材上的該實驗的設(shè)計進行了充分的論證與調(diào)查，認為教材對該實驗的設(shè)計存在一定的缺陷。下面，筆者就將個人看法提出來，與大家共同探討。

三、教材設(shè)計缺陷：對數(shù)據(jù)表格的設(shè)計和對照片比例的設(shè)計

原表格要求測A球在x方向的位移，筆者認為，此處測量A球在x方向的位移是毫無意義的，因為A球在做自由落體運動這一點學生已明知，實際中學生測量時此處數(shù)據(jù)均填為零，而且從測量的角度來看，小球在水平方向的位移無須測量，也無法做到用刻度尺進行實際測量。

表格中需測量的四個物理量分別為A球x、y方向位移和B球x、y方向位移，而給出的測量單位為m. 學生在測量時，不可能在照片中測出實際的位移，更談不上以m做單位。

四、筆者建議此處問題設(shè)計上可采取以下兩種改進方法

改進方法1：將原表格中的單位m改成cm，以學生在照片中測到的數(shù)據(jù)為準，這樣通過比對可以發(fā)現(xiàn)B球每相鄰兩次照相時在水平方向的位移是相同的，同一時刻在豎直方向與A球保持相同的高度，從而結(jié)論得以驗證。

而此種改進方法，筆者認為也不是最理想. 此種改進方法，雖可通過比對達到驗證的目的，但學生用實際測到的數(shù)據(jù)通過計算，豎直方向根本不符合自由落體運動的規(guī)律，這樣不能說明豎直方向就是自由落體運動，甚至可以說，實驗恰證明了豎直方向就不是自由落體運動. 這樣會造成學生對此實驗的真實性懷疑，可能會導致學生對課本描述性實驗的不信任。

改進方法2：對此實驗中的圖片及表格中的單位都不用改動，而是給出該照片的實際縮放比例. 這樣學生在測量后可根據(jù)比例尺得到實際小球的各運動位移，在計算后即可證明豎直方向確實為自由落體運動，這樣就增加了該實驗的可信度. 筆者通過測量計算，該照片的縮放比例大致為1：7. 83左右。

筆者建議在教學中若無給定精確比例進可按改進方法1處理，只讓學生比對；若有精確縮放比例，可按改進方法2處理. 這樣能更好地達到讓學生探究的目的，學生自己得出結(jié)論，從而驗證了伽利略對平拋運動的兩個方向分運動的假設(shè)，達到教學所預期的目標。

其實，在一節(jié)物理課堂中，強烈的好奇心和旺盛的求知欲是引發(fā)學生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維的動力和源泉，如果能在課堂上親自動手做本實驗，再去進行計算，這樣就可能使物理實際現(xiàn)象在課堂中顯現(xiàn)出來，能最大限度地激發(fā)學生的思維欲望，促進學生去探索和思考. 在本節(jié)課的教學中，教師完全可以利用現(xiàn)代教學手段，在課堂上對物體的平拋運動進行錄像，再對錄像內(nèi)容進行分幀截圖，從而得到類似于課本內(nèi)容的圖片，這樣的素材來自于生活實際，對學生來講，其可信度就要高得多。