妙用實驗提高物理課堂教學有效性

呂培紅

(南京大學附屬中學，江蘇 南京 210008)

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妙用實驗提高物理課堂教學有效性

呂培紅

(南京大學附屬中學，江蘇 南京 210008)

有效教學是教師不斷追求的目標，本文結合高中物理教學實例,說明如何在課堂教學中巧妙地運用實驗，充分發揮實驗的功能，從而提高課堂教學的有效性.

高中物理；物理實驗；有效教學

物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗在中學物理教學中占有重要位置，高中物理教學應促進學生自主學習，讓學生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考.如何借助實驗提高物理教學的有效性，是物理教師不斷探索的問題.

1 創設實驗情境，幫助學生突破重、難點

物理教學中很多概念的建立是以學生的生活經驗為基礎，我們往往展示大量的圖片或文字來喚醒學生的記憶，為何不讓學生實際體驗一下呢？

圖1

以“圓周運動”教學為例，本節課的教學目標是知道圓周運動，知道描述圓周運動快慢的物理量.借助于日常生活中圓周運動的實例以及演示實驗，學生很容易理解圓周運動的特點，但描述圓周運動快慢的物理量以及物理量之間的關系是學生理解的難點.我們可以利用課外活動時間，組織學生到操場依次排開，繞桿的一端做圓周運動(如圖1)，然后設問：這幾位同學中誰運動得比較快？同學們各抒己見，外圈的同學認為自己跑得快，因為相同時間里自己走得多；而內圈的同學認為大家跑得一樣快，因為相同的時間內轉過的角度相同.那么如何比較圓周運動的快慢呢？學生通過討論，歸納：在相同時間里比路程、相同時間里比角度、轉一圈所需時間、相同時間內轉的圈數，這樣線速度、角速度、周期、頻率這些物理量也就呼之欲出了，學生也通過運動實際體驗了物理量之間的關系，化解了教學難點.

2 精心設計實驗過程，培養學生尊重科學的習慣

課堂教學中實驗的效果有時也跟魔術表演一樣，講究過程，環節和順序不能顛倒.例如在閉合電路歐姆定律的教學中，可做以下演示實驗.

實驗器材：電池盒、四節一號干電池(其中一節干電池比較舊)、“3.8V 0.3A”的小燈泡、導線、開關.

實驗過程：先將兩節新的干電池與小燈泡串聯組成閉合電路，提醒學生觀察小燈泡的亮度，設問：如果三節干電池與燈泡串聯，燈泡亮度如何變化？學生憑經驗異口同聲回答燈泡變亮，實驗檢驗，燈泡確實變亮，猜測準確，學生情緒高漲，興奮無比.教師繼續追問：如果四節干電池與燈泡串聯呢？此時同學們相爭不下，部分同學認為燈泡會變得更亮，另一部分同學認為燈泡會被燒毀.如何知道哪個同學的觀點正確？同學們異口同聲回答：實驗.此時在三節電池的基礎上再增加一節舊電池(學生看不出是舊電池)，實驗結果令同學們傻眼了，兩個觀點都不對，燈泡既沒變亮，也沒燒毀，而是變暗了，此時關于內電路、外電路以及閉合電路的教學也就水到渠成了.教師再適時地進行情感態度價值觀的教育，提醒學生一切不要憑直覺、憑經驗，要尊重實驗事實，尊重科學.

3 多方設計實驗方案，培養學生科學思維能力

圖2

通過實驗方案的設計，可讓學生觸類旁通，培養學科思維能力.例如，在摩擦起電實驗中，除了驗電器或驗電羽外，怎樣讓學生直觀地感受到產生的電荷呢？用毛皮或絲綢來回摩擦空心吸管幾次，然后將驗電筆中的氖泡一個電極沿著空心吸管的表面慢慢移動，氖泡會斷斷續續的發出橙色閃光，同時也發出噼啪放電聲(如圖2).盡管氖泡發出的橙色輝光滯留時間不長，但只要房間內光線較暗，就能看清氖泡內橙色的閃爍光.

再如，在演示電荷間相互作用時可設計如下幾個實驗方案.

方案一

實驗器材：鐵架臺、細線、毛皮、絲綢、橡膠棒、有機玻璃棒.

圖3

實驗過程：(1) 如圖3所示，將橡膠棒懸掛在鐵架臺上，用毛皮摩擦懸掛在鐵架臺上的橡膠棒.

(2) 用毛皮摩擦另一根橡膠棒，將其靠近懸掛在鐵架臺上的橡膠棒，觀察懸掛在鐵架臺上的橡膠棒的轉動情況.

(3) 用絲綢摩擦有機玻璃棒，將其靠近懸掛在鐵架臺上的橡膠棒，觀察懸掛在鐵架臺上的橡膠棒的轉動情況.

圖4

方案二

實驗器材：絲綢、帶有底座的燈泡、圓珠筆筆芯、有機玻璃棒、塑料袋.

實驗過程：(1) 如圖4所示，用塑料袋摩擦筆芯，將其平放在燈泡上.

(2) 用塑料袋摩擦另一筆芯，將其靠近燈泡上的筆芯，觀察燈泡上的筆芯的轉動情況.

(3) 用絲綢摩擦有機玻璃棒，將其靠近燈泡上的筆芯，觀察燈泡上的筆芯的轉動情況.

方案三

實驗器材：吸管、細線、毛皮、絲綢.

實驗過程：(1) 如圖5所示，用細線將兩根吸管的一端纏住，拎起細線的中間，觀察兩根吸管的相對位置.

(2) 如圖6所示，用毛皮(絲綢)來回摩擦兩根吸管，拎起細線的中間，觀察兩根吸管的相對位置.

(3) 如圖7所示，用手接觸吸管，使吸管不帶電，再用毛皮摩擦一根吸管，用絲綢摩擦另一根吸管，拎起細線的中間，觀察兩根吸管的相對位置.

方案四

實驗器材：電子起電機、電學實驗底板、電源適配器、導線、通用底座、電容極板、掛桿、泡沫球、細線、箔片.

實驗過程：(1) 如圖8所示，用箔片將泡沫球包住，將掛桿、電容板、通用底座安裝到電學實驗底板上.

圖8

(2) 用導線將兩個電容極板連接到電子起電機上，打開電子起電機開關，觀察泡沫小球在兩板間的運動情況.

(3) 斷開開關，用導線消除兩板上的剩余電荷.

實驗原理：帶電體可以吸引輕小物體，當兩電容極板連接電子起電機的兩極時，兩電容板帶相反的電荷，兩板間的泡沫球會被近處帶電荷的極板吸引，泡沫球帶與該電容板帶相同的電荷，由于電荷間的相互作用，泡沫球向另一電容板靠近，當接觸另一電容板時，泡沫球又帶與該電容板相同的電荷，又飛向另一電容板，以此類推，泡沫球就一直在兩板間運動，并與板碰撞發出聲響.

方案五

實驗器材：電子起電機、電學實驗底板、電源適配器、導線、植絨盒、泡沫球、箔片.

實驗過程：(1) 如圖9所示，將植絨盒安裝在實驗底板上，將泡沫小球用箔片包住并放入植絨盒中，蓋上盒蓋.

圖9

(2) 用導線將植絨盒的上下兩極板連接到電子起電機上，并接通電源，調節電子起電機輸出電壓，觀察泡沫小球的運動情況.

(3) 斷開開關，用導線消除兩極板上的剩余電荷.

該實驗原理類似于方案四的原理，但現象更明顯，當調高電子起電機上的電壓時，泡沫球運動加劇，并看到較強的電火花，對學生的視覺和聽覺沖擊較大，吸引了學生的注意力，激發了學生的好奇心.

在傳統教學中，教師往往會拘泥于教材，只做教材中現有的實驗，其實，我們可以利用現有的實驗教學條件，積極地創造條件，根據教學內容合理設計實驗，使實驗與教學內容水乳交融，讓學生在啟發中思索，充分調動其主觀能動性，從而達到有效教學的目的.

[1] 陳愛國.芻議高中物理課堂演示實驗的有效性[J].中學物理教學參考，2013，(1-2).

[2] 劉玲，姜曉梅.對高中物理演示實驗進行創新的幾點思考[J].物理教師，2016，(2).