淺談初中物理中的“隨手”實驗

沈百美

【摘 要】 實驗的作用之一，是幫學生建構物理知識。教材編排的實驗往往器材要求較高，因而不可能想做就做，而“隨手”實驗卻可以發揮重要作用。認識隨手實驗的價值，把握隨手實驗的契機，尤其是面對學生個體，是初中物理教學中隨手實驗發揮作用的重要思路。

【關鍵詞】 初中物理；“隨手”實驗；教學思考

在初中物理教學中，實驗是一個重要的學習內容與學習方式，除了教材上設計安排好的實驗之外，很多時候還需要根據教學的實際需要“隨手”做一些小實驗，這些實驗往往取材方便、說服力強，因而可以成為學生理解物理知識的催化劑。而物理教師在總結此類“隨手”實驗的過程中，也可以讓自己更好地理解學生的學習過程，從而提升自己的教學技藝。

一、隨手實驗的教學價值

隨手實驗不同于教材上設計安排好的實驗，其是根據教學中的即時需要而隨手做出來的實驗。

例如，在講“物體的受力與運動狀態關系”的時候，很多學生對物體的運動方向與受力方向的關系存在認識誤區，認為物體在運動的方向一定是受力的，學生的邏輯是：如果在運動方向不受力，那物體為什么會向那個方向運動呢？

要改變學生的這一認知，僅僅憑著口頭強調是沒有明顯作用的，最好的辦法就是讓學生在實踐的基礎上進行思考。于是，教師就可以隨手豎直向上扔出一個粉筆頭，然后讓學生分析其運動方向與受力方向的關系。這個時候即使有少數學生認為粉筆離開手之后還受手的“扔力”，教師也可以從施力物體存在與否的角度去引導學生思考、辨析。可以肯定地講，教師隨手扔出的這個粉筆頭，就在學生的思維中形成了一個清晰的且具有一定代表意義的表象，在這個表象的基礎上，學生可以進一步理解物體運動方向不一定受力的原理，并為其后理解減速運動奠定基礎。

在物理課堂上，這樣的隨手實驗還有很多，這些隨手實驗在發揮幫學生建構物理認識的作用基礎上，其價值是顯而易見的：其一，隨手實驗小而精當，教師信手拈來意味著物理就在身邊，可以促進學生對物理課程的認識；其二，隨手實驗可以深化學生對某一個細小知識點的理解，這是面向學生物理知識結構中的細節問題的——細節問題常常會影響學生物理知識結構的形成；其三，隨手實驗可以改變學生的錯誤經驗。初中學生物理學習中的一個“大敵”就是經驗性錯誤，如上面所舉的物體運動方向受力的認識，隨手實驗之所以能夠隨手做，意味著其在生活中較為常見，因而在矯正學生的錯誤認識上可以充分發揮作用；其四，隨手實驗其實也是一種學習方法，如果學生自己具有了隨手實驗的意識與能力，那就意味著學生對物理知識的精加工進入了一個新的境界。

二、隨手實驗的教學契機

隨手實驗什么時候介入學生的學習才最為有效，一個簡單的判斷方法，就是看學生在理解某個知識點時是否進入了憤、悱的狀態。這種狀態在初中物理學習中其實是非常常見的，這里通過一個例子來說明：

示例：物體的速度為0是不是就意味著物體處于平衡狀態？

在力與運動相關知識的建構過程中，學生容易形成這一認識基于兩個知識點：一是物體受平衡力時總保持靜止或者勻速直線運動；二是物體靜止時速度為0。于是當遇到上述判斷時，學生就會通過推理得出“速度為0的物體處于平衡狀態”的結論。這個結論一旦得出，學生往往是深信不疑的，而且他們認為這是一個很自然的結果。這就意味著教師的簡單講授，是無法改變學生的這一認識的。怎么辦呢？

在實際教學中遇到這個問題的時候，教師可以直截了當地告訴學生“你們錯了”。這樣的帶有一些武斷的判斷性評價，往往可以讓學生迅速進入認知失衡的狀態：一個深信不疑的結論怎么會出錯呢？

在學生感覺到有些發愣的基礎上，教師可以隨手做出一個小實驗：用學生所用的膠帶，以用過的那一部分長度為擺長，在學生面前演示一個單擺的運動（不要說出單擺的名稱），然后讓學生判斷單擺擺到某一端最高點時擺的速度是多少？這種情境此前經常遇到，因此學生知道單擺上擺時是一個減速運動，到了最高點時速度為0，那此時物體是否處于平衡狀態呢？學生此時往往會有片刻的思維遲滯，教師可引導學生從受力角度去分析，結果發現此時單擺受兩個力（重力和擺線的拉力）作用，這兩個力顯然不在一條直線上，因此不可能是二力平衡，這也就意味著此時單擺不是處于平衡狀態。于是“速度為0”與“非平衡狀態”也就劃上了等號關系，這個關系一旦建立，學生的知識系統就有了突破，實際上也就是在原來認知的基礎上，通過這個例子，建立了新的認識。

這個知識的教學實際上所花的時間也就四五分鐘的時間，但在這個時間段中如果從學生的角度來分析就會發現隨手實驗做在學生認知失衡，并表現出突破無門之時，此時實驗一做，并將思維分析的對象定格在單擺擺至最高點處，問題也就得到了解決。從學習心理的角度來看，此時隨手實驗實際上充當了幫助學生順應的作用，是原有認知的突破，亦是教學契機的把握。

三、面向個體的隨手實驗

可以這么說，隨手實驗就是為學生的認知模糊或者是錯誤而生。初中物理教學中，學生的認知模糊往往是共性的，而認知錯誤則具有個性特征，面對學生個體的認知錯誤，隨手實驗也可以發揮重要的作用。

比如說有學生就是不理解“為什么說做曲線運動的物體受的是非平衡力作用”，這些學生往往是物理理論知識掌握不好的學生，因此純粹的理論推理不能讓他們信服，而隨手實驗就可以發揮作用。很簡單的，斜拋出一個粉筆頭，其在竄的軌跡是拋物線，且只受重力作用（忽略空氣阻力）；用膠帶做單擺或圓周運動，擺受非平衡力作用……這些實驗隨手做出，其體現的就是曲線運動與非平衡力的對應關系，如果有可能還可以追問一下：如果你覺得這個結論不對，那就做一個物體做曲線運動卻受平衡力的例子！學生自然做不出，但思考這個問題卻可以完善學生的邏輯，也可以幫學生更好地理解牛頓第一運動定律。

綜上所述，初中物理教學中，隨手實驗雖小，所發揮的作用卻是常規實驗難以企及的，教師的教學中積累更多的這樣的實驗素材，往往可以在教學中發揮意想不到的作用。

【參考文獻】

[1]陳宗獻. 淺談低成本實驗在初中物理教學中的開發與運用[J].考試：綜合版， 2013（3）：184-184.

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