物理實驗在教學(xué)中的應(yīng)用之我見

周敏

實驗是物理的基礎(chǔ)，也是探究物理知識的方法和手段，因為無論是物理概念的構(gòu)建，還是物理規(guī)律的探索與檢驗，都離不開做實驗。所以通過實驗?zāi)茏寣W(xué)生獲得物理知識，培養(yǎng)觀察能力、操作能力、物理思維能力等。這里就幾個例子談?wù)勎业囊恍┫敕ā?/p>

一、運用演示實驗，糾正生活中的錯誤概念

由于每個學(xué)生原有經(jīng)驗和思維方式不同，在物理課程的學(xué)習(xí)過程中，不同學(xué)生對物理概念的理解會受原有觀點的影響，而且在日常生活中有一些生活經(jīng)驗會讓學(xué)生對一些物理概念產(chǎn)生不正確的理解。教師在教學(xué)過程中應(yīng)創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學(xué)生交流討論，表述自己的思想和見解，以便發(fā)現(xiàn)錯誤、糾正錯誤，進(jìn)行物理概念教學(xué)。

案例1：在學(xué)習(xí)自由落體運動時，教師可通過實驗使學(xué)生得出物理概念。

實驗1：同時同地等高釋放金屬片和等大的紙片，金屬片先落地。學(xué)生都會認(rèn)為重的物體下落得更快，因為金屬片比紙片重，所以金屬片下落快。

實驗2：將紙片揉成小紙團，從同一高度由靜止?fàn)顟B(tài)同時放開紙團和金屬片，會觀察到兩個物體下落的速度是一樣快的。

從這兩個實驗中，學(xué)生觀察到物體下落的快慢與輕重?zé)o關(guān)，糾正了“重物下落快”的錯誤的生活認(rèn)識。所以是什么原因讓紙片比金屬片和紙團都落得慢呢？一學(xué)生想到：和金屬片和紙團相比，紙片受到的空氣阻力作用更大。

然后教師提出疑問：如果將金屬片和紙片都放到真空中由靜止釋放，會有什么樣的現(xiàn)象呢？教師出示牛頓管，用它做自由落體實驗，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)金屬片和紙片運動快慢相同。這一出乎意料的結(jié)果造成了驚奇和疑問，學(xué)生不得不承認(rèn)因為思維定式錯誤地理解了一些概念。當(dāng)學(xué)生用原有的錯誤概念來理解某些實際問題時會產(chǎn)生矛盾，只有在原有概念和科學(xué)概念發(fā)生“沖突”時，學(xué)生才會更加容易接受科學(xué)概念而自愿放棄錯誤的觀點，從而使引入自由落體運動概念順理成章。

案例2：在探究運動和力的關(guān)系時，教師可以運用實驗改變學(xué)生的錯誤觀點。

教師創(chuàng)設(shè)問題情境，向?qū)W生提問：一輛小車靜止在桌面上，要想使它運動應(yīng)該怎么辦？如果把所加的力撤去，小車將會怎樣？

學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗，得出：如果撤去所加的力，小車將停止運動。

做實驗：教師先用力推小車，然后再撤去推力，小車并沒有立即停止運動。

實驗事實和生活經(jīng)驗相違背，引發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，使學(xué)生對頭腦中的思維定式有了重新認(rèn)識。通過這個實驗，學(xué)生得出力不是維持物體運動的原因的結(jié)論，力只是改變物體運動狀態(tài)的原因。

二、靈活進(jìn)行實驗，導(dǎo)出物理規(guī)律

在中學(xué)物理教學(xué)中，導(dǎo)出物理規(guī)律，很大程度上依賴于實驗，通過分析比較實驗現(xiàn)象或測得的數(shù)據(jù)找出規(guī)律。

案例3：在學(xué)習(xí)影響滑動摩擦力大小的因素時，教師可通過實驗使學(xué)生得出滑動摩擦力的公式。

實驗1：用彈簧測力計拉著物塊分別在長木板、玻璃板、毛巾上做勻速直線運動，讀出彈簧測力計的示數(shù)。

實驗2：用彈簧測力計拉著物塊在長木板上做勻速直線運動，依次在物塊上添加砝碼，讀出彈簧測力計的示數(shù)。

根據(jù)這兩個實驗，學(xué)生得出物塊所受的滑動摩擦力與接觸面的粗糙程度以及物體間的正壓力有關(guān)系。所以物體間接觸面越粗糙，受到的正壓力越大，那么物體所受的滑動摩擦力也就越大。

案例4：在探究力的平行四邊形定則實驗中，教科書用“建議用虛線把合力的箭頭段分別與兩個分力的箭頭段連接，也許能夠得到啟示。”這些話語突破學(xué)生的思維障礙，使學(xué)生得出平行四邊形的準(zhǔn)則。

實驗1：一根橡皮條在兩個不同力的共同作用下，沿著一條直線伸長了一定的長度。記錄橡皮條的位置和拉力的方向。

實驗2：用一個力作用在橡皮條上，讓橡皮條沿著同一直線伸長一樣的長度。

學(xué)生看過教科書得出：當(dāng)兩個力合成時，用表示這兩個力的線段為鄰邊做平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線代表合力的大小和方向。這個法則就是平行四邊形定則。

三、運用演示實驗，對物理結(jié)論進(jìn)行驗證

案例5：在平拋運動的教學(xué)中，根據(jù)理論分析得到平拋運動的物體的水平位移等于初速度乘以時間，而空中飛行的時間由高度決定。為了驗證這兩個結(jié)論，可以拿粉筆頭做平拋運動。

實驗1：當(dāng)高度一定，以一定的速度水平拋出粉筆，速度越大，水平位移越大。

實驗2：控制水平拋出的速度，高度越高，水平位移也越大。

依據(jù)這兩個實驗，實驗的正確性得以驗證。

案例6：在探索力的平行四邊形定則實驗中，教科書用“建議用虛線把合力的箭頭段分別與兩個分力的箭頭段相連接，會得到啟示。”這些話語突破學(xué)生的思維障礙，使學(xué)生理解平行四邊形定則。

物理實驗?zāi)茏寣W(xué)生從容參與，積極思考，積極進(jìn)取，激發(fā)學(xué)生的興趣，從而形成良性循環(huán)。實驗?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，培養(yǎng)良好的自學(xué)能力。在素質(zhì)教育如火如荼的實施過程中，在物理教學(xué)過程中，我們必須重視實驗的作用，運用實驗來優(yōu)化教師的日常教學(xué)授課，這不僅為教師提供了一個有利于學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)步的好方法、好手段，也是有利于學(xué)生物理學(xué)習(xí)的好辦法，而且還提升了物理課程的教學(xué)質(zhì)量，有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的和諧發(fā)展。

編輯 郭小琴