三類物理實驗教學分析

◇ 湖北 姜 楓

物理實驗是高中物理學習的重點和難點.實驗教學的開展可以使學生在實驗過程中獲得利用物理知識進行實踐的技能.目前許多物理課堂的物理實驗教學省略了大量步驟，使得物理實驗流于形式，起不到啟發學生思維的作用.本文將對三類實驗教學進行分析，并提出幾點建議.

1 差異性實驗，比較數據

具有差異性的實驗可以激發學生的好奇心.實驗數據是物理實驗得出的客觀證據，學生可以通過分析實驗數據而獲得理性認知.教師在物理教學過程中，為了消除學生對物理學習的厭煩心理，可以適當利用生活中的實例進行教學，讓學生分析生活中的物理現象，降低學生的緊張情緒.

例如，在教學“摩擦力”這節課時，學生不僅需要接觸摩擦力這個新的力學概念，還需要掌握影響摩擦力的因素.為了加深學生對摩擦力的理解，教師可以在課堂上展示摩擦力應用的案例，例如輪胎上的花紋、浴室里瓷磚上的花紋等，這些都是為了增加摩擦力所做的設計.教師還可以讓學生自己準備毛巾、砂紙等比較粗糙的平面，然后讓學生用彈簧測力計在課桌上拉動文具盒，此時彈簧測力計示數為15 N，而在毛巾上拉動文具盒，彈簧測力計示數為18 N，砂紙上則為25N.學生會發現，越粗糙的平面摩擦力越大，這說明接觸面的粗糙程度不同，產生的摩擦力也不同.

對于數據的比較處理可以完善實驗結果.學生在比較數據的過程中，不僅可以分析數據的合理性，提高實驗探究能力，還可以養成甄別實驗數據準確性的思維習慣.

2 沖突性實驗，批判思維

實驗過程中出現的沖突性現象是推進實驗進程、升華實驗結論的基石.在實驗過程中，由于實驗條件的改變或是實驗過程中的失誤，經常會出現具有爭議性的現象.針對此類問題，為了培養學生處理突發事件的能力，教師應當引導學生積極思考，從多個角度，批判性地進行實驗步驟的推理.

例如，在學習“自由落體運動的規律”這節課時，學生需要在自由落體實驗中探索自由落體運動的規律，掌握重力加速度的概念和意義.教師可以讓學生開展對比實驗，進行探究.實驗開始前，學生需要準備一枚硬幣、一片與硬幣大小相等的紙片A 以及一片比硬幣質量大的紙片B.學生在實驗過程中發現，硬幣從課桌上掉落的時間明顯少于紙片A 和紙片B 所用的時間.此處學生產生了疑惑，為什么質量較大的紙片B的掉落時間反而更長呢? 此時，教師可以讓學生將紙片B 揉成紙團再次進行實驗，學生會發現紙團B 掉落的速度更快.

對實驗過程的體驗和思考對學生思維發展的作用，遠遠大于實驗結論的得出.培養學生處理矛盾情況的能力，不僅有助于提高學生對實驗步驟的熟悉程度，還可以促使學生以批判的眼光看待實驗步驟，在物理實驗過程中保持客觀、辯證的思維.

3 生活性實驗，綜合分析

對于生活事件的綜合分析可以使學生對綜合性演示實驗的原理有更為深入的了解.如在分析運動學模型時，學生的思維不能僅僅局限于平面或是直線上的運動，而應針對立體的運動模型展開思考.

例如在“平拋運動的規律”這節課的學習過程中，由于平拋運動的軌跡不是直線，所以這節課的內容對學生來說比較抽象.在課前導入環節，教師可以展示一些平拋運動的視頻或圖片，讓學生了解平拋運動的原理.教師還可以利用粉筆來模擬平拋運動，用手將一截粉筆從講臺上水平拋出去，然后提問學生觀察到哪些現象，有哪些思考，學生思考后認為粉筆的運動軌跡是一條弧線，這說明粉筆同時受到了水平和豎直方向的力.教師在鼓勵學生動手實驗時，可以采用經典的平拋運動探究實驗，同時進行平拋運動和自由落體運動實驗.學生在實驗過程中會發現，這個探究實驗中自由落體運動代表了平拋運動物體豎直方向上的運動情況，得出平拋運動是兩個方向的運動的合運動.

對實驗過程中生活事件的分析，可以使學生養成積極思考的習慣.教師應當培養學生形成積極解決問題、思考問題解決方式的習慣和能力.

綜上所述，教師可以通過差異性、沖突性和生活性實驗來引發學生對物理實驗的思考，使學生形成獨立思考的習慣，教師可以引導學生在實驗過程中提出更多問題和猜想，以激發學生的創新思維和聯想能力.