完善物理實驗情境
——以“二力平衡”為例

□江蘇省鎮江市第三中學 黃青

一、創新原有物理實驗的必要性

1.原有物理實驗存在的問題。原有的物理實驗多是建立在已知結論的驗證型演示實驗，學生在觀察教師演示前都知道教師大概要做什么動作，得到什么結論。如此一來，學生失去了新奇感，失去了自主探究的樂趣，而且往往驗證型的實驗只急于得出結論，而不考慮實驗結論是否全面。以“二力平衡”這節中探究二力平衡條件的實驗為例，就存在著上述兩個問題：一是教師演示實驗論證物體靜止時二力平衡條件，二是教師只演示了靜止時的二力平衡條件，而物體的平衡狀態應該包括保持靜止狀態和勻速直線運動狀態兩種情況，但是因為勻速直線運動的效果很難達到，教師一般都選擇只完成靜止狀態的實驗，條件不夠充分,所以結論并不全面。

2.針對原有物理實驗問題的改進創新。改進原有的物理實驗，需要動一番腦筋。以“二力平衡“為例，不能說演示實驗不好，就放手讓學生漫無目的地探究。在學生探究前，教師應該安排一系列的鋪墊，比如受力分析、小游戲等讓學生大概明白應該探究的方向，從而有針對性地探究。另外，針對結論不夠全面的問題，教師采用了電動機勻速轉動來拉動細繩的方法，改進了實驗器材，從而完成了勻速直線運動情況下二力平衡的探究，將結論全面化。

二、基于完善物理實驗情境的教學設計——蘇科版八年級下《二力平衡》

1.教學設計思路。平衡狀態是物體運動狀態中最基本的一種狀態，也是初中物理中重點要求掌握的一種狀態。從學生的認知角度，根據力的作用效果，學生了解到物體的運動狀態與它受到的力的作用是密不可分的。遵循“從生活走向物理，從物理走向社會”的設計理念，本課在設計時首先通過生活中最常見的幾個場景，引入平衡狀態的概念，再根據學生已經掌握的知識，對這些物體進行受力分析，使學生對物體處于平衡狀態時的受力特點有初步了解，在此基礎上通過一個小游戲進一步啟發學生對二力平衡的條件進行猜想，并設計實驗，動手探究，得出結論。由于實驗器材的限制，在以往的教學中，教師和學生的實驗都是針對物體處于靜止狀態時的探究，而本節課的創新之處在于，教師依靠對實驗器材的改進，在學生實驗的基礎上，演示物體做勻速直線運動時對二力平衡的條件進行探究，將整個探究過程完整化，最后將二力平衡運用到社會生活，解決實際問題。

2.教學目標：（1）知道平衡狀態以及物體在平衡力的作用下保持平衡狀態。（2）知道二力平衡以及二力平衡的條件。（3）學會解決實際社會生活中的二力平衡問題。

3.教學重點。探究二力平衡的條件。

4.教學難點。學會應用二力平衡的條件解決實際問題。

5.教學資源。多媒體，小卡片，細線，鉤碼，彈簧測力計，氫氣球，勻速測力計。

6.教學設計。引入：教師提問：氫氣球在空中靜止，處于平衡狀態。它受幾個力？學生：兩個力。重力和浮力。教師：這個氫氣球受到重力和浮力而平衡，為什么有些組的氫氣球也是受到重力和浮力卻不能平衡？同學們根據這個現象想研究點什么呢？學生：物體所受兩個力在什么情況下可以平衡呢？教師：根據我們剛剛的小游戲和前面的受力分析，同學們認為在什么情況下物體可以二力平衡呢？學生回答，教師將學生的猜想寫在黑板上。教師：請同學們用桌上的實驗器材，設計實驗方案驗證你們的猜想，交流討論。根據討論后的方案動手實驗。請同學在講臺上演示成果。教師提問：同學們剛剛通過實驗得出了結論，那同學們對自己的實驗過程還有什么疑問嗎？學生回答。（可能會回答：我們只完成了靜止時的平衡情況，勻速直線運動沒有驗證，結論不全面）教師：很好，是個善于動腦的同學，那你們為什么不試著去驗證勻速直線運動的情況呢？學生：因為很難讓物體保持勻速直線運動，用手拉太不精確。教師：老師這有一個改進后的實驗器材，老師叫它“勻速測力計”請同學們和教師一起來期待它大顯神威。教師演示勻速直線運動下的二力平衡。由此證明，物體做勻速直線運動時，也一樣滿足我們剛剛總結出的二力平衡條件，現在我們可以說，我們的研究是全面的，我們的結論是經得起推敲的。請同學們完成習題檢測。回答，交流，評估。介紹二力平衡在生活中的應用。懸浮的磁鐵：磁懸浮列車的原理（物理運用于社會）。總結本課知識點。最后，請同學們課后思考一個問題，物體在平衡力作用下可以保持平衡狀態，如果物體受到的力不平衡，那物體將會出現什么狀態呢，我們將在后面的學習中繼續探究。

三、結語

物理實驗是物理教學的重要組成部分。一個好的物理實驗能調動學生學習本節知識的興趣，能加深學生對本節知識的記憶，甚至能對學生培養邏輯思維有幫助。所以教師在備課時要著重備好每一個實驗。基于創新物理實驗的教學設計應該注意以下：1.關注學生的興趣——興趣是學生學好知識的關鍵，這應該已經得到大家的公認了。2.關注學生的探究能力的培養——以物理為代表的理科，最注重的就是實驗能力。往往很多偉大的理論都起源于一個很有代表性的物理實驗，更不用說一些偉大的發明了。3.關注實驗的真實性和全面性——以物理為代表的理科要求有嚴謹的邏輯思維，有科學的學習方法。所以作為物理教學的重點，實驗一定要全面真實可信，嚴謹性對科學來說是神圣不可侵犯的。