創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)，突破教學(xué)難點(diǎn)

劉美蘭

摘要物理實(shí)驗(yàn)是中學(xué)物理教學(xué)的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新滲透著實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)：從設(shè)計(jì)思想到演示手段和技巧，從設(shè)備組裝到自制教具和實(shí)驗(yàn)步驟。要充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的教育功能，教師就必須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)難點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新應(yīng)以提高教學(xué)效率為目標(biāo)，以突出教學(xué)重點(diǎn)、突破教學(xué)難點(diǎn)為目的。下面是幾個(gè)利用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，突破教學(xué)難點(diǎn)的教學(xué)實(shí)例。

1創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)，形成物理概念

物理概念是基礎(chǔ)理論知識(shí)的重要組成部分，是構(gòu)成物理規(guī)律和公式的理論基礎(chǔ)。力臂的概念和作圖是《杠桿》教學(xué)中的是難點(diǎn)。學(xué)生常常將支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)之間的距離當(dāng)成力臂。常見教法：列舉生活中的典型事例，比如開門：支點(diǎn)和力的作用點(diǎn)不變，改變拉力方向，從拉力的變化進(jìn)行分析說明。一位教師在教學(xué)中，利用自制的桿秤，將列舉事例變成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

師：請(qǐng)同學(xué)們用測(cè)力計(jì)代替秤砣，感受用桿秤稱量物體質(zhì)量的過程。

生：分組實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)杠桿在水平位置平衡的平衡。

師：（投影）在秤盤中放上木塊，分別在A、B兩點(diǎn)用測(cè)力計(jì)向下拉（圖1所示），測(cè)力計(jì)的示數(shù)相同嗎？它們之間有何關(guān)系？

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，測(cè)量A、B兩點(diǎn)的拉力并展示測(cè)量結(jié)果。

生1：測(cè)力計(jì)的示數(shù)不相同。我們測(cè)得A點(diǎn)拉力是1.5N，B點(diǎn)的拉力是2.2N，B點(diǎn)的拉力比A點(diǎn)大。

生2：我們測(cè)得A點(diǎn)拉力是1.8N，B點(diǎn)的拉力是2.5N，所以測(cè)力計(jì)的示數(shù)不相同。B點(diǎn)的拉力大，A點(diǎn)拉力小。

師：若把測(cè)力計(jì)的拉力看作動(dòng)力，從剛才的實(shí)驗(yàn)看，動(dòng)力的大小與哪些因素有關(guān)？

生3：我認(rèn)為與動(dòng)力到支點(diǎn)的遠(yuǎn)近有關(guān)。

生4：動(dòng)力的大小與動(dòng)力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離有關(guān)。距離越大，動(dòng)力越小。

師：很好。（投影）動(dòng)力的大小與支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離有關(guān)。

師：（投影）保持測(cè)力計(jì)的位置不變（作用于B點(diǎn)），改變拉力的方向（如圖2所示），測(cè)力計(jì)的讀數(shù)變化了嗎？這說明什么？

學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。

生：測(cè)力計(jì)的示數(shù)變小了。

師：支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離改變了嗎？這一現(xiàn)象說明什么問題？

生：距離沒有改變，這說明動(dòng)力的大小還和力的方向有關(guān)。

（投影）杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力的大小與動(dòng)力的方向有關(guān)。

師：動(dòng)力的大小既與支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離有關(guān)，又與力的方向有關(guān)，為了把這兩個(gè)因素都體現(xiàn)出來，物理學(xué)家找到一個(gè)物理量，那就是從支點(diǎn)到力的方向上的一段距離，我們稱之為力臂。

板書：力臂：從支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離。

師：你能作圖找出力臂嗎？

學(xué)生練習(xí)力臂作圖。

這一個(gè)簡(jiǎn)單的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，成功建立了力臂的概念，而且糾正了學(xué)生的常見錯(cuò)誤。

2創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，建立物理規(guī)律

物理規(guī)律是物理知識(shí)結(jié)構(gòu)體系的樞紐，是中學(xué)物理教學(xué)的中心任務(wù)。功的原理是《功》一節(jié)的教學(xué)難點(diǎn)之一。常用教法：列舉生活實(shí)例或演示實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過分析、講解得出結(jié)論。一位教師設(shè)計(jì)了如下學(xué)生實(shí)驗(yàn)，輕松突破難點(diǎn)。

師：同學(xué)們已經(jīng)掌握了功的概念、公式和基本計(jì)算。下面進(jìn)行個(gè)活動(dòng)。

（投影）：練習(xí)測(cè)量并計(jì)算動(dòng)力所做的功（圖3所示）

（1）用杠桿提升物體。（2）用動(dòng)滑輪提升物體。

提示：觀察動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離并做記錄，同時(shí)記錄拉力的大小。

說明：（鉤碼質(zhì)量：0.2kg，實(shí)驗(yàn)中可將鉤碼提升0.1m，坐標(biāo)紙上每格長(zhǎng)度為0.05m）

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行測(cè)量并展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

生1：我們用杠桿提升物體，動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離是0.2m，測(cè)力計(jì)的示數(shù)是1.1N，動(dòng)力做的功是0.22J。

生2：我們也是用杠桿提升物體，物體掛在離支點(diǎn)三分之一處，鉤碼上升0.1m，動(dòng)力作用點(diǎn)上升0.3m，拉力是0.8N，動(dòng)力做的功是0.24J。

生3：我們用動(dòng)滑輪提升物體，動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離是0.2m，測(cè)力計(jì)的示數(shù)是1.1N，動(dòng)力做的功是0.22J。

師：（投影）使用簡(jiǎn)單機(jī)械做功多，還是直接用手提升物體做功多？

學(xué)生迅速進(jìn)行計(jì)算和比較。

生4：直接用手提升物體做的功是0.2J，所以使用簡(jiǎn)單機(jī)械做功多，直接用手提升物體做功少。

師：使用簡(jiǎn)單機(jī)械做功比直接用手提升物體做功多，我們就說使用機(jī)械不能省功。

板書：任何機(jī)械都不省功。

通過這一分組實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅順利得出了功的原理，而且加強(qiáng)了功的計(jì)算練習(xí)。

3創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生思維能力

磁場(chǎng)是《磁體與磁場(chǎng)》內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)。常見教法：反復(fù)演示形象的物理實(shí)驗(yàn)。先實(shí)驗(yàn)演示“用小磁針探究磁體周圍的磁場(chǎng)”，分析講解磁場(chǎng)的方向，再用鐵屑演示磁體周圍的磁場(chǎng)分布。下面是一位教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新處理：

師：物理學(xué)規(guī)定，磁場(chǎng)的方向就是小磁針靜止時(shí)北極所指的方向。下面我們進(jìn)行一個(gè)小活動(dòng)。

（投影）：用小磁針探究“條形磁體的磁場(chǎng)”

要求：（1）按圖示位置（圖4所示）疊放好透明膠片和條形磁體。（2）選擇6至8個(gè)你感興趣的點(diǎn)，觀察并描繪小磁針在磁場(chǎng)中各點(diǎn)的指向。

學(xué)生兩人一組，分組實(shí)驗(yàn)。

教師投影展示搜集到的幾組膠片，讓學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)。

師：仔細(xì)觀察，這幾個(gè)小組描的點(diǎn)位置一樣嗎？

生1：有的一樣，有的不一樣。

師：如果我們把膠片疊加起來會(huì)怎樣呢？

（投影）：5張膠片疊加，10張膠片疊加。

師：你有什么發(fā)現(xiàn)？

生2：疊加的膠片越多，描的點(diǎn)越多，就越能準(zhǔn)確地表現(xiàn)出磁場(chǎng)。

師：很好。大家能不能找到比小磁針更好的方法來展示磁場(chǎng)呢？

生3：用鐵屑代替小磁針來做實(shí)驗(yàn)。

師：為什么選鐵屑呢？

生3：鐵屑細(xì)小，受磁體的作用很容易被磁化。

師：請(qǐng)大家嘗試用鐵屑來探究磁體周圍的磁場(chǎng)。（投影）實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)。

學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。

這一分組實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，不僅激發(fā)了學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)探究的欲望，更為學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)提供契機(jī)。

實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新對(duì)教師提出了更高層次的要求，教師只有對(duì)原有實(shí)驗(yàn)的不足和教學(xué)中出現(xiàn)的新問題不斷深入思考，大膽改進(jìn)，才能豐富我們的課堂，提高我們的教學(xué)效果。