突出實驗的物理教學路徑

物理實驗是物理課程中十分重要的組成部分，也是新課程標準倡導的重要的教學方式和學習方式。誠然，學生的物理知識不可能都通過親自做實驗來獲得。但是，通過親身體驗物理實驗獲得的經驗可以作為基礎，幫助學生接受和理解其他物理知識，這比單純地聽講更為有效。“紙上談來終覺淺，絕知此事要躬行。”突出實驗的物理教學能夠豐富學生的感性認識，激發學生的學習興趣，幫助學生親歷實驗探究的過程，形成物理概念，獲得物理規律，掌握物理技能，發展思維和實踐能力，養成良好的學習習慣。

突出實驗的物理教學的主要環節包括觀察、實驗、問題、討論。其基本路徑如下：

一、聯系生活，開發物理實驗

實踐是知識的源泉，生活是實踐的沃土。大量研究表明，只有當學生感受到所學的知識能夠融入現實的生活中時，他們才能真正理解這門學科的價值，從而主動地投入到學習中。從某種意義上講，相對于物理實驗，現實生活才是物理教學的真正源頭。深奧的原理往往體現在常見的生活現象中，正如牛頓從蘋果落地的現象中悟出萬有引力定律。對生活現象的反思、檢驗，可以激發學生的學習興趣，幫助學生更好地發現、領悟科學知識。教學中，教師要充分挖掘生活資源，找到知識的依托點，開發貼近學生實際的物理實驗（甚至讓學生自己設計哪怕看上去“不正規”的實驗），將物理概念和規律的學習融入對生活現象和社會問題的分析和解決活動中。

例如，教學人教版高中物理選修3—5《動量和動量定理》時，筆者用那段時間各個報紙和網站廣泛報道的一件事情來引入：“2013年6月2日中午，一列由杭州開往北京的高鐵在鎮江被一只飛鳥撞到了擋風玻璃，導致玻璃大面積開裂，當時高鐵被迫停止，最終開到南京南站后全體乘客換車，受損高鐵則進行修理。這次事故中，受損高鐵車頭的玻璃價值20萬元左右，需一周左右的時間進行更換。”然后，筆者提問：“飛鳥撞停高鐵，這究竟是一只什么鳥？價值20萬卻抵擋不了一只飛鳥的撞擊，這又是一塊什么樣的玻璃？”看到學生的注意力被吸引，筆者接著投影出示圖片，同時指出：“除了能撞停高鐵，飛鳥還能撞毀飛機呢！”然后，筆者進一步提問：“它究竟有多大的殺傷力？它哪來這么大的殺傷力呢？能不能設計一個小實驗，模擬一下飛鳥撞玻璃的情景？”于是，學生熱烈地討論了起來，產生了很多想法：有的折紙鶴或紙飛機，代替飛鳥往玻璃上扔；有的用不同材質的紙折紙鶴或紙飛機，來做對比……筆者繼續引導：“你能估算出剛才的實驗過程中紙質飛鳥撞擊玻璃的平均作用力嗎？能估算出一只飛鳥迎面撞上一輛行駛中的高鐵時對玻璃的作用力嗎？”最后，學生成功地估算出作用力，完成了知識的構建。

又如，教學人教版高中物理必修1《摩擦力》時，筆者首先敘述生活情境：“在生活中，我們經常會看到‘雨天路滑，小心駕駛’‘地面濕滑，小心摔跤’這樣的字眼。而在塑膠地板上打乒乓球時，有的同學卻會在運動鞋底沾點水，防止腳底打滑。”然后提出問題：“那么有水到底會讓接觸面更滑還是更不滑呢？”由此引發學生討論。接著，筆者提問：“請大家想想看：如果兩個接觸面的材料不變，那么在它們之間灑上水對它們之間的動摩擦因數有沒有影響？如果有，是什么樣的影響？變大還是變小了？”學生大膽推測后，筆者布置他們找材料、想辦法來驗證自己的推測。反饋時，學生爭先恐后地演示匯報自己的實驗，順理成章地理解了動摩擦因數的概念。

二、啟發思維，認識物理實驗

物理知識本質上是一種抽象理性的認識。物理教學中，教師要幫助學生基于實驗設計和操作展開思維探究，透過實驗現象看到知識本質，把具體感性的體驗上升為抽象理性的認識。學生的思維能力正處于發展的階段，獨立探究時會遇到很多意想不到的障礙。為此，教師要給學生提供機會，讓他們嘗試自己總結實驗現象，分析產生原因，運用邏輯推理，發現知識本質；還要在學生想法的基礎上，通過適當的問題串或提示語，給學生必要的明示與暗示，把他們對實驗的體驗、認識和疑惑、批判引導到正確的軌道上，培養他們思維的深刻性、嚴謹性。

例如，2013年6月20日上午10點，神舟十號航天員王亞平在太空給地面的中小學生講課，讓他們了解失重條件下物體運動的特點、液體表面張力的作用，加深對質量、重量以及牛頓運動定律等基本物理概念、規律的理解。同時，筆者組織學生觀看現場直播。然后，筆者引導學生回憶其中一個“單擺”實驗，啟發學生思考背后蘊涵的知識（原理）。這個實驗是這樣的：首先，將單擺中的小球拉升至一定高度后放掉，小球像著了魔似的，用很慢的速度“亂”動；隨后，用手指輕推小球，小球開始繞著支架的軸心不停地做圓周運動。在王亞平的講解和筆者的啟發下，學生認識到：（1）在沒有重力的太空釋放小球后，小球不受重力，也不受被動產生的細繩拉力，于是靜止在原始位置（如果在有重力的地面，小球受重力和被動產生的細繩拉力，它們的合力作為回復力，會使小球做周期性的簡諧運動）；因為呼吸等導致的空氣流動，小球便慢速“亂”動。（2）在沒有重力的太空手推小球后，小球有了一個初始速度，這時如果沒有細繩拉力，小球就做勻速直線運動；因為有了細繩拉力作為向心力，小球便繞著支架的軸心做圓周運動（如果在有重力的地面，在沒有細繩拉力的情況下，小球受重力，會做拋體運動；在有了細繩拉力的情況下，小球的運動情況比較復雜，如果初始速度足夠的話，也可能繞著支架的軸心做圓周運動）。由此出發，筆者又在課堂進行演示實驗，引導學生復習地面環境中單擺的周期公式，探究地面環境中細繩系著的小球完成豎直平面內的圓周運動需要哪些條件、遵循什么樣的規律。從太空到地面，一組理論聯系實際的實驗探究，加深了學生對單擺運動和圓周運動模型的理解。

參考文獻：

[1] 閻金鐸.物理教學論[M].南寧：廣西教育出版社，2001.

[2] 鄭軍，余國祥.物理課程論[M].南寧：廣西教育出版社，1999.