實驗在物理教學中的作用

鄭學壘

摘要：物理是一門以觀察和實驗為基礎的自然科學，不僅僅是知識的簡單傳授，更是一種知識的體驗與感知。所謂“實踐是檢驗真理的唯一標準”，在物理中實驗探究便是檢驗知識的主要方法。可以說，物理實驗既是物理教學內容的一個重要組成部分，又是物理研究的一種重要方法，同時也是激發學生學習興趣、培養學生能力的前提。因此，實驗在物理教學中的作用是具有不可替代的。

關鍵詞：實驗； 興趣； 演示； 感知

物理實驗是指人們根據研究目的，利用科學儀器設備人為地控制或模擬物理現象，排除干擾、突出主要因素，在最有利的條件下去研究物理規律的一種活動 。

一、實驗能激發學生的學習興趣

物理實驗具有真實、生動的特點，尤其對初中生具有很強的吸引力，特別是一些新、奇、趣、險的實驗現象常常出乎它們的意料之外，使它們興趣盎然，這樣就極易喚起他們的好奇心，激發它們的求知欲望，喚起它們的直覺興趣。所謂興趣是最好的老師。利用驚奇實驗導入新課，能喚起學生的注意，引起學生思考，從而產生強烈的求知欲望。在學習“流體壓強與流速的關系”內容時，先是組織了一場“小比賽”——看誰先把乒乓球吹落下來。比賽要求剛宣布完畢，許多學生就開始躍躍欲試，我故意挑選幾名有代表性的參賽隊員——身強體壯者PK身體羸弱者，同級別男生PK女生。比賽環節相當激烈，越是想贏得勝利，越是用力氣吹，乒乓球越是“不聽話”，仿佛“粘”住了一般。這一實驗現象讓大家“費解”了，這跟想象中的不太一樣，為什么會這樣呢，強烈的求知欲驅使著大家想“一探究竟”，充分激發和調動學生的學習興趣。

二、實驗能讓學生更好的感知書本知識

物理學是一門實驗科學，觀察和實驗是研究物理學的根本方法，物理學離不開實驗，物理教學更離不開實驗。科學研究表明：語言信息和形象信息在頭腦里的比例是1：1000，即頭腦儲存語言信息的能力遠遠不及儲存形象信息的能力。有人做過形象的比喻：一幢華麗的大樓，你看一眼再復認時，不用語言表達，便能認出，而讓你讀一遍作家對這一大樓的文字表述后，再去復認這一指定的大樓時，始終比不上“你曾看一眼的功夫”，原因是前者一瞬間建立起來的神經聯系是一種立體的網狀結構，而后者是依次性的鏈狀結構。在潘菽先的《教育心理學》中提到，學生一般都傾向于對客觀的事物進行感知，并且滿足于自己對外在事物的感知。只在岸上講道理是不行的，因此要讓學生動手操作[2]。在物理教學中把概念、規律通過實驗轉化為物理形象感知，便于學生記憶，例如：在講液體壓強時，如果沒有實驗感知，學生就難以想象、理解這一環節的內容。

首先是“液體壓強的產生原因環節”，給學生準備了自制的礦泉水瓶裝置，實驗前先猜想“水會從瓶的側壁流出來嗎”“水會從瓶子底部流出來嗎”。。。。。。在猜想環節，學生基本能根據生活常識猜出實驗現象，其中有一名馬同學提出了自己的想法“如果把瓶蓋蓋上，就不會有水從側壁和瓶底流出來了”，態度非常篤定。這是一個絕佳的實驗機會，讓學生自己動手驗證自己的猜想以及馬同學的想法。大家在積極的實驗操作中都找到的自己的答案，特別是馬同學，實驗情緒非常高漲，在試驗中發現了自己的不足，也增強了自己學習物理的興趣和信心。

在接下來的環節中，實驗感知顯得尤其重要。通過實驗——使用U型液體壓強計，感知并逐步總結出“液體壓強的特點”，這比簡單的傳授知識要好的多，能更有效的把間接經驗轉化為自己的直接經驗，在日后的學習和生活中，也能通過回憶此刻的實驗感知，聯想起相關的知識。這些過程和方法不僅對形成物理概念和認識物理規律來說很重要，而且具有廣泛的遷移價值。可以說，如果這一環節沒有實驗感知，知識只是簡單的羅列，比較抽象，更不具有系統性和關聯性。

三、演示實驗能培養學生的觀察和分析能力

觀察是一種有目的、有計劃，并且持續、反復的知覺過程。首先要有目的地辨明觀察對象的主要特征，注意發現引起變化的條件和原因；其次，要使學生了解：觀察是要經過一定的努力，克服一定的困難，才能發現問題，才能對事物有正確認識，才能得到正確的結論。

當某些實驗存在一定的危險性或者對操作的熟練度和技巧要求非常高時，教師的演示實驗就有其必要。

空氣是看不見摸不著的，所以在學習和感知方面，“大氣壓強”會比“液體壓強”和“固體壓強”難度更大，學生對“大氣壓強”的常識認知有限。基于這個問題，本環節就需要教師演示實驗：

窄口瓶“吞”雞蛋的實驗。這奇跡般的現象立即吸引了學生們的注意力。引導學生借助化學知識分析：瓶內的空氣隨著燃燒越來越少，瓶外的空氣沒變化。但具體是什么把雞蛋“推進”瓶內的呢？大氣壓將為你解開這個謎，在學生興趣被激發的情況下轉入新課教學：將一只玻璃杯灌滿水，用一張塑料卡片蓋在杯口上，再按住卡片把水杯倒過來。當把手移開后，會產生什么現象？

——松手后，紙片沒有掉落，水更沒有流出來。

學生驚訝不已，紛紛議論，是大氣托著紙片，從而使紙片和杯內的水都沒有掉下來，大氣的“威力”還是挺大的！這大氣壓到底有多大呢？

大氣壓到底有多大？為了滿足學生的好奇心和求知欲，引入馬德堡半球裝置。在學生中抽選兩個力氣最大的男生配合實驗。第一步，把兩個半球組合成球體，讓兩同學分別拉半球，此時兩半球能輕松被拉開。第二步，抽去馬德堡半球抽真空，再次拉半球，結果用盡力氣也拉不開，再換四個不服氣的同學，還是沒有拉開。第三步，當我把進氣閥門打開后，一個人就很輕松的把兩半球拉開了。

提出問題，剛才的三步實驗你觀察到了什么現象，三者操作的區別在哪里？（培養學生的觀察和分析能力）

——不同點是球體內部有沒有空氣（有沒有抽真空）

這一發現讓學生既驚奇又信服，對“大氣壓不但確實存在而且還很大”的結論深信不疑。

實驗是手、腦并用的實踐活動，生活離不開物理，物理離不開實驗，由實驗入手，可以幫助學生更好、更快掌握物理本質和規律。將抽象的概念轉化為形象直觀的現象進行理解和深入探究，還能幫助學生建立物理模型，聯系生活，將生活情境轉化到物理模型中，從而解決生活實際問題，還可以增添課堂趣味性，幫助學生輕松快樂學習。

參考文獻：

[1]李桂福，段金梅，霍立林.中學物理教學法實驗[M].北京師范大學出版社.1993，6：2-5

[2]狄建蓉.物理實驗在教學中的地位和作用[EB/OL]. Physics.2009-12-29

（作者單位：山東省泰安市體育運動學校 271000）endprint