張小飛

摘?要：物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)和觀(guān)察為基礎(chǔ)的自然學(xué)科.物理實(shí)驗(yàn)不僅是開(kāi)拓學(xué)生思維發(fā)展的重要手段，也是突破高中物理教學(xué)難點(diǎn)的重要途徑.旨在加深教師對(duì)演示實(shí)驗(yàn)的理解，從而提升演示實(shí)驗(yàn)的能力，并能將其應(yīng)用于高中物理重難點(diǎn)的實(shí)際教學(xué)中.基于此，文章提出在高中物理教學(xué)過(guò)程中利用演示實(shí)驗(yàn)來(lái)突破教學(xué)重難點(diǎn)的思路，希望能給一線(xiàn)教育工作者帶來(lái)啟示.

關(guān)鍵詞：高中物理;演示實(shí)驗(yàn);教學(xué)實(shí)踐

中圖分類(lèi)號(hào)：G632???文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A???文章編號(hào)：1008-0333（2024）15-0091-03

物理作為一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，實(shí)驗(yàn)在推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展中的作用不言而喻.根據(jù)《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版2020年修訂）》的要求，“搭建自主合作，探究新型教學(xué)方式，注重學(xué)生的學(xué)習(xí)感受，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)”正成為當(dāng)前高中物理課堂的首要目標(biāo)［1］.故此，我們應(yīng)大力加強(qiáng)在高中物理教學(xué)中的演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以此優(yōu)化教學(xué)流程.

1 演示實(shí)驗(yàn)和教學(xué)難點(diǎn)的概念界定

1.1 演示實(shí)驗(yàn)

根據(jù)當(dāng)下新課標(biāo)提出的新型教育思想和教學(xué)理念，演示實(shí)驗(yàn)是指教師將所要學(xué)習(xí)的結(jié)論或定理融合進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)中，以實(shí)驗(yàn)結(jié)論或結(jié)果的形式引入概念，讓學(xué)生以物理實(shí)驗(yàn)的形式進(jìn)行探索，幫助學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中滲透科學(xué)探究的理念[2].在能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)能力的先決條件下，指導(dǎo)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生思維，并通過(guò)與學(xué)生共同探究討論實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，幫助學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，從而推導(dǎo)得出物理學(xué)定律和物理學(xué)規(guī)律.1.2 教學(xué)難點(diǎn)

顧名思義，教學(xué)難點(diǎn)是指教師在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中可能出現(xiàn)的阻礙和困難.在高中階段，它可分為兩種情況：一種是由于物理學(xué)知識(shí)本身存在難度，導(dǎo)致在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生難以理解，從而構(gòu)成教學(xué)難點(diǎn)；另一種是在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，由于學(xué)生的抵觸情緒、畏難情緒、興趣不高、注意力不集中等外在因素，導(dǎo)致學(xué)生難以自發(fā)產(chǎn)生學(xué)習(xí)行為.這兩種情況在高中階段物理課堂中都較為常見(jiàn)，因此針對(duì)以上問(wèn)題文章均作了闡述，這同樣也是教師在物理教學(xué)課堂中需要重點(diǎn)把握的

.那么，究竟應(yīng)如何利用演示實(shí)驗(yàn)突破物理教學(xué)難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高效課堂呢？我們可以從以下幾點(diǎn)入手.2 利用演示實(shí)驗(yàn)突破教學(xué)難點(diǎn)的思路

2.1 創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情景，突破學(xué)生興趣不高的難點(diǎn)

高中階段，大部分學(xué)生往往會(huì)覺(jué)得物理學(xué)科有難度，從而產(chǎn)生畏難情緒，難以對(duì)物理學(xué)科產(chǎn)生興趣.那應(yīng)該如何突破學(xué)生興趣不高這一難點(diǎn)呢？我們可以利用演示實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)設(shè)情景，在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，通過(guò)有趣的、生活化的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，并為接下來(lái)的深入學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ).

案例1?超重與失重

本課時(shí)主要講述超重和失重現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因，課時(shí)內(nèi)容是《物體的運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系》這一章節(jié)中的重要知識(shí)點(diǎn).超重和失重的基本定義為：視重大于重力時(shí)為超重；視重小于重力時(shí)為失重；超失重時(shí)物體重力并不改變.超重與失重現(xiàn)象產(chǎn)生的本質(zhì)原因是物體具有向上或者向下的加速度.當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí)，物體處于超重狀態(tài)；當(dāng)物體具有向下的加速度時(shí)，物體處于失重狀態(tài).

這兩者關(guān)系概念接近，但意思完全相反，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中容易混淆.特別是在學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了受力分析、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的內(nèi)容，掌握了它們的基本應(yīng)用后，但對(duì)于“超重和失重”概念的理解也存在一些誤區(qū)：

（1）有的學(xué)生認(rèn)為“失重就是失去重力，因?yàn)闆](méi)有重力，宇航員所以飄起來(lái)了.”

（2）有的學(xué)生認(rèn)為日常生活中常見(jiàn)的彈簧測(cè)力計(jì)、電子秤的示數(shù)就是物體的重力，因此超重和失重是物體實(shí)際重力的增減.

（3）有的學(xué)生習(xí)慣通過(guò)速度方向判斷物體是超重還是失重，并且由速度大小來(lái)判斷物體超重或失重的程度.

為了讓學(xué)生能在課堂初始階段產(chǎn)生興趣、明確區(qū)別、辨析概念，教師可以在本課時(shí)學(xué)習(xí)初始階段引入生活化的實(shí)驗(yàn)情景，從誤區(qū)2中的電子秤和體重計(jì)出發(fā)，突破學(xué)生興趣不高的難點(diǎn).

課堂初始階段，為了引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，我們可以在知識(shí)點(diǎn)講解之前開(kāi)展一個(gè)趣味實(shí)驗(yàn).如下圖1所示.通過(guò)測(cè)量一位學(xué)生在下蹲、起立過(guò)程中體重計(jì)示數(shù)的變化情況，引導(dǎo)學(xué)生分析兩個(gè)過(guò)程中超重、失重狀態(tài)的影響和變化，幫助學(xué)生理解超重和失重的概念，為后續(xù)的深入學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ).

2.2 創(chuàng)設(shè)思維臺(tái)階，化解物理知識(shí)本身難點(diǎn)

高中階段，物理學(xué)概念和某些規(guī)律通常較為抽象、難懂，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中存在困難.因此，我們可以通過(guò)運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生搭建思維框架，按部就班、逐級(jí)深入地降低物理定律和知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)難度，幫助學(xué)生更好掌握、更快學(xué)會(huì)物理學(xué)知識(shí)[3].

案例2?平拋運(yùn)動(dòng)

“平拋運(yùn)動(dòng)”是《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)2017版2020年修訂》必修課程必修2模塊中“曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)與萬(wàn)有引力定律”主題下的內(nèi)容.要求通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并學(xué)會(huì)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法分析平拋運(yùn)動(dòng)，體會(huì)將復(fù)雜運(yùn)動(dòng)分解為簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)的物理思想，能分析生產(chǎn)生活中的拋體運(yùn)動(dòng).

從知識(shí)結(jié)構(gòu)來(lái)看，平拋運(yùn)動(dòng)是學(xué)生學(xué)習(xí)的第一類(lèi)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，但區(qū)別于對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)的研究.平拋運(yùn)動(dòng)是指物體以一定的初速度沿水平方向拋出，在不考慮空氣阻力情況下，物體只在重力作用下所做出的運(yùn)動(dòng)［4］.平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條被稱(chēng)為“拋物線(xiàn)”的曲線(xiàn)，豎直分運(yùn)動(dòng)和水平分運(yùn)動(dòng)各有其特點(diǎn).因此，我們采用的是直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的研究方法，巧妙地利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解將其轉(zhuǎn)化為學(xué)生熟悉的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)這兩種直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).在研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要從兩個(gè)角度出發(fā)，感受在不同作用力下平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn).為此，我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)——通過(guò)平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)儀描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，讓學(xué)生感受平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，從而構(gòu)建起平拋運(yùn)動(dòng)的物理概念.

［實(shí)驗(yàn)過(guò)程］

（1）我們將這一實(shí)驗(yàn)儀器放置在桌面上，通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)平螺絲，保證重垂線(xiàn)，垂直與水平線(xiàn)，即面板必須放置于豎直平面內(nèi).檢查好儀器位置，確定沒(méi)有偏移后，卡好定位板，裝好平拋軌道，使軌道的拋射端處于水平位置，符合平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn).

（2）在描跡記錄紙后墊一張復(fù)寫(xiě)紙，并用壓紙板將兩張紙固定在面板上，保證橫坐標(biāo)x軸水平，縱坐標(biāo)y軸豎直，鋼球中心離軌道處為坐標(biāo)原點(diǎn).

（3）先將擋板放置于最上方.

（4）把定位板放置在一個(gè)固定位置，將鋼球緊貼定位板并釋放，讓小球順著軌道向下移動(dòng)，此時(shí)，小球的運(yùn)動(dòng)即是以一定的初速度水平拋出的平拋運(yùn)動(dòng).小鋼球打到擋板，并隨著擋板平面向記錄面板方向偏斜，小球?qū)D壓記錄紙，從而產(chǎn)生一個(gè)跡點(diǎn).

（5）將接球擋板向下方移動(dòng)一格，再重復(fù)以上動(dòng)作，我們即可獲得第二個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，繼續(xù)推移直到最低點(diǎn)，我們就可以獲得在一定初速度下運(yùn)動(dòng)的平拋鋼球落地時(shí)的一系列跡點(diǎn).

（6）調(diào)整定位板的位置，重復(fù)上述步驟，得到另一系列跡點(diǎn).

（7）取出記錄紙，將各次實(shí)驗(yàn)所記錄的跡點(diǎn)用平滑的曲線(xiàn)連接即可得到以不同的初速度做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡圖.如下圖3所示：

［數(shù)據(jù)分析］

（1）任意選取一條軌跡線(xiàn)，y軸上，我們從原點(diǎn)O開(kāi)始向下取一個(gè)距離為h的點(diǎn)，再找到距離分別為4h、9h…的點(diǎn).在y軸上，我們可以發(fā)現(xiàn)相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔是相等的.

（2）過(guò)h、4h、9h這些點(diǎn)做水平線(xiàn)，與鋼球的軌跡圖分別交于點(diǎn)A、B、C…，則A、B、C…就表示鋼球經(jīng)過(guò)相等時(shí)間所到達(dá)的位置.

（3）測(cè)量O點(diǎn)到點(diǎn)A、B、C…各自之間的水平距離.在誤差允許的范圍內(nèi)，我們可以發(fā)現(xiàn)，OA′=L、OB′=2L、OC′=3L…如下圖4.這說(shuō)明小球在水平方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng).

（4）重復(fù)測(cè)量統(tǒng)計(jì)其他軌跡圖，我們可以得到平拋運(yùn)動(dòng)的重要結(jié)論：平拋運(yùn)動(dòng)沿水平方向上的分運(yùn)動(dòng)為勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，沿豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng).

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，筆者認(rèn)為在高中物理實(shí)際教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，可以有效突破物理教學(xué)中的難點(diǎn).當(dāng)然，由于各班學(xué)生學(xué)情不同，教授的知識(shí)點(diǎn)不同，所產(chǎn)生的教學(xué)重難點(diǎn)也各有偏差，因此演示實(shí)驗(yàn)法并不適用于所有物理課堂教學(xué).要想讓演示實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的作用最大化，我們還需要深入探討，也期待聽(tīng)到大家更多反饋，以期共同成長(zhǎng)，共同進(jìn)步.

參考文獻(xiàn)：

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［責(zé)任編輯：李?璟］