物理實驗課的教改教學

李石亮

物理實驗課的教改教學

李石亮

近年來，筆者在中學物理教學中嘗試在同一節物理課中把演示實驗和學生分組實驗結合起來，采用教師演示實驗提出問題——學生實驗（或教師與學生實驗交叉進行）歸納物理概念和規律——演示實驗闡明它的應用（開拓學生知識面）的模式程序進行教學，收到較好的效果。這樣做的好處：1）節省課時數，可以把2～3節課的內容在一課時內完成；2）在課堂上能充分調動學生的學習積極性和主動性；3）能使學生及時鞏固和加深對物理概念和規律的理解。

但是，要使演示實驗和學生實驗交叉進行得井然有序，達到預期的教學目的，對組織教學的要求就提高了。它要求教師能很好地把握引進課題、實驗和歸納小結等各個教學環節的時間。為此，教師必須在課前布置預習題，讓學生了解上課要講的內容，明確做哪些實驗，如何做以及這些實驗說明一些什么問題等。同時教師在課前也必須做好充分的準備（準備好實驗所需的各種儀器和工具并加以檢驗，教師應先做好實驗，測得必要的數據，做到心中有數），上課做實驗時現象要明顯，啟發他們思維，透過現象看清它的本質，歸納出物理概念和規律。

現就以“電磁感應現象，楞次定律”及學生實驗“研究電磁感應現象”為例，探索物理實驗課教改的途徑。

1 通過演示實驗提出問題，激發學生學習積極性

在本節課的開頭就做一個“電動機轉動前后，線圈中的電流強度發生變化”的實驗，然后根據實驗現象提出問題：為什么電動機轉動后，電路中的電流會減小呢？接著又做“閉合電路的一部分導體在磁場中切割磁力線，在導體兩端產生感生電動勢，電路中有感生電流”的實驗，引導學生認識電動機通電后，通電線圈在磁場中受力矩作用而轉動，轉動時，線圈切割磁力線產生感生電動勢，這就是電磁感應現象，引入課題。

緊接著又提出，為什么線圈有了感生電動勢后，電路中的電流不但沒有增加反而減小呢？引導他們認識到電流的減小與感生電動勢的方向有關。再提出：感生電動勢的方向（或者感生電流方向）又與哪些因素有關？接著就讓學生自己動手做實驗去尋求答案。

這樣，通過實驗和提問，使待研究的課題層層深入，就能使學生對所學的知識很感興趣，激發他們積極地思考問題，使他們渴望學到新的知識來解釋實驗現象和提出的問題，因而他們就會自然而然地集中精力，全神貫注地上好這堂課。

2 讓學生動手做實驗，訓練他們的實驗技能，培養他們發現問題和解決問題的能力

在上述基礎上，指導學生自己做實驗，讓學生通過實驗發現，曾在初中教材中學過的“當閉合導體與磁鐵間有相對切割磁力線運動時會產生感生電流”，按圖實驗時，當螺線管A中的電流發生變化時，螺線管B的兩端也會產生感生電動勢，于是閉合電路中有感生電流。同時發現若它們相對運動的方向不同或螺線管A中電流增和減的情況不同時，所產生的感生電動勢（或感生電流）的方向也不相同。于是如何確定感生電動勢（感生電流）的方向是學生迫切需要解決的問題，接著引導學生繼續按圖做“研究電磁感應現象”實驗。

根據學生的實驗結果，結合圖解引導學生總結歸納出產生電動勢（感生電流）的條件和楞次定律。讓學生自己動手做實驗固然不如教師自己做實驗那樣干脆利索，但主要是在于培養學生通過實驗和觀察從而發現問題和解決問題（歸納出概念和規律）的能力。

3 把演示實驗和學生實驗結合起來，培養學生應用物理概念和規律的能力

把演示實驗和學生實驗有機地結合起來，是上好實驗課的關鍵。演示實驗要有明確的目的性，而不是學生實驗的簡單重復，主要是要有啟發性，從實驗現象中提出問題讓學生思考（如上課開頭的電動機實驗），或者是能夠開拓學生知識面，或者是與后面的學習有關聯的實驗（如發電機實驗）。在教學過程中，一般地講放在一堂課的開頭或課末為宜，而中間則用大部分的時間指導學生實驗、觀察和歸納，師生密切配合。這樣安排有利于組織教學，使授課內容順利完成。

最后讓學生自己從實驗中歸納得出的楞次定律和右手定則（實際上是統一的），來說明演示實驗中所觀察到的物理現象：電動機轉動時，線圈中的電流之所以會減小，是因為當電動機轉動時，線圈中產生的感生電動勢的方向跟使線圈轉動的電流方向相反，也就是跟外加電壓的方向相反（反電動勢），故線圈中的電流減小。這樣就可以培養學生應用物理規律的能力。

4 讓學生通過觀察找出產生物理現象和規律的條件

不少的物理現象是要在一定的條件下才能發生的，一些物理規律也只有在某種特定的范圍里才能適用。因此就必須在實驗中讓學生觀察到產生這些物理現象的條件。在本節課中就是通過學生在一系列的實驗中所觀察到的物理現象，歸納出產生感生電流的條件是“閉合電路中的磁通量要發生變化”，明確其因果關系，并發現感生電流的磁場與原磁場的磁通變化的關系，再通過圖解比較，明確右手定則和楞次定律的統一性，只不過當導體切割磁力線運動時應用右手定則判定感生電動勢較為方便，而當線圈中磁通量變化時則應用楞次定律判定方便。

5 充分發揮教師的主導作用

在課堂上讓學生做實驗，并不意味著教師的主導作用可以削弱，恰好相反，要把演示實驗與學生實驗有機地結合起來，引導學生觀察現象，歸納概念和規律，解釋現象，要精心設計好教學環節。這對教師的引導啟發作用要求更高。比如，要讓學生在十幾分鐘里觀察到物理學家花了多年時間才發現的物理現象，就需要教師提供條件，指出實驗應注意的事項，使學生少走彎路。又如要使學生通過實驗歸納出產生感生電流的條件和楞次定律，學生也不是一下子就能建立起來的，這就需要教師采用各種方法（如圖解法、列表法等）正確地引導和啟發。只有教師在教學中緊緊地抓住每個教學環節的關鍵，自始至終地起著主導作用，才能使學生學得更加主動，把物理知識學得更加扎實，掌握得更牢固。

（作者單位：湖南省永興縣洋塘中學）

10.3969 /j.issn.1671-489X.2011.04.212