周敏

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

一、運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)，糾正生活中的錯(cuò)誤概念

由于每個(gè)學(xué)生原有經(jīng)驗(yàn)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(duì)物理概念的理解會(huì)受原有觀點(diǎn)的影響，而且在日常生活中有一些生活經(jīng)驗(yàn)會(huì)讓學(xué)生對(duì)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(cuò)誤、糾正錯(cuò)誤，進(jìn)行物理概念教學(xué)。

案例1：在學(xué)習(xí)自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，教師可通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生得出物理概念。

實(shí)驗(yàn)1：同時(shí)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(huì)認(rèn)為重的物體下落得更快，因?yàn)榻饘倨燃埰?，所以金屬片下落快?/p>

實(shí)驗(yàn)2：將紙片揉成小紙團(tuán)，從同一高度由靜止?fàn)顟B(tài)同時(shí)放開紙團(tuán)和金屬片，會(huì)觀察到兩個(gè)物體下落的速度是一樣快的。

從這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)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(cuò)誤的生活認(rèn)識(shí)。所以是什么原因讓紙片比金屬片和紙團(tuán)都落得慢呢？一學(xué)生想到：和金屬片和紙團(tuán)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(huì)有什么樣的現(xiàn)象呢？教師出示牛頓管，用它做自由落體實(shí)驗(yàn)，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)金屬片和紙片運(yùn)動(dòng)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?yàn)樗季S定式錯(cuò)誤地理解了一些概念。當(dāng)學(xué)生用原有的錯(cuò)誤概念來理解某些實(shí)際問題時(shí)會(huì)產(chǎn)生矛盾，只有在原有概念和科學(xué)概念發(fā)生“沖突”時(shí)，學(xué)生才會(huì)更加容易接受科學(xué)概念而自愿放棄錯(cuò)誤的觀點(diǎn)，從而使引入自由落體運(yùn)動(dòng)概念順理成章。

案例2：在探究運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系時(shí)，教師可以運(yùn)用實(shí)驗(yàn)改變學(xué)生的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。

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(yùn)動(dòng)應(yīng)該怎么辦？如果把所加的力撤去，小車將會(huì)怎樣？

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

做實(shí)驗(yàn)：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(yùn)動(dòng)。

實(shí)驗(yàn)事實(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)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(duì)頭腦中的思維定式有了重新認(rèn)識(shí)。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生得出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因的結(jié)論，力只是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。

二、靈活進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)，通過分析比較實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或測(cè)得的數(shù)據(jù)找出規(guī)律。

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

實(shí)驗(yàn)1：用彈簧測(cè)力計(jì)拉著物塊分別在長木板、玻璃板、毛巾上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。

實(shí)驗(yàn)2：用彈簧測(cè)力計(jì)拉著物塊在長木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，依次在物塊上添加砝碼，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。

根據(jù)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生得出物塊所受的滑動(dòng)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(dòng)摩擦力也就越大。

案例4：在探究力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)中，教科書用“建議用虛線把合力的箭頭段分別與兩個(gè)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(shí)驗(yàn)1：一根橡皮條在兩個(gè)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(shí)驗(yàn)2：用一個(gè)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(gè)力合成時(shí)，用表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊做平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線代表合力的大小和方向。這個(gè)法則就是平行四邊形定則。

三、運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)，對(duì)物理結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證

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

實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的正確性得以驗(yàn)證。

案例6：在探索力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)中，教科書用“建議用虛線把合力的箭頭段分別與兩個(gè)分力的箭頭段相連接，會(huì)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(shí)驗(yàn)?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(shí)驗(yàn)?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(shí)施過程中，在物理教學(xué)過程中，我們必須重視實(shí)驗(yàn)的作用，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)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(gè)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