動手動腦，化難化疑

丁建方

摘 要： 隨著新課改如火如荼地展開，教學手段日益先進，電化教學媒體，如投影儀、幻燈機、錄音機、錄像機、視頻顯示器、多媒體計算機、多媒體實驗演示器等，形象直觀、重復再現、時空改變、動靜變化、快慢可調，漸漸的，實驗好像變得可有可無。其實不然，不做實驗，概念抽象理解難；演示實驗，耳聽眼看印象深；學生實驗，動手動腦能力強；多做實驗，概念規律理解深。

關鍵詞： 物理實驗教學 抽象概念 演示實驗 學生實驗

實驗是人類探索自然奧秘的主要手段，加強實驗教學是物理教學改革的重要課題，是大面積提高教學質量，變應試教育為素質教育的重要措施。實驗教學不僅能使學生了解物理現象，驗證物理規律，而且能幫助學生加深對物理概念的理解，啟發學生解決問題的思路，變繁為簡，化難為易。下面我以具體的事例，談談在教學中用實驗化解教學難點的體會。

1.不做實驗，概念抽象理解難

我們經常會遇到這樣的情況，學生有了疑難問題，教師給予指導，可經過再三講解，他們仍然似懂非懂。比如，在為學生講評有關串聯、并聯電路的習題時，我就碰到了這種事。串、并聯電路是電學中的重要內容，正確區分它們是學好電學的關鍵所在。然而，每年都有許多學生被復雜的串、并聯電路搞得暈頭轉向，連聲叫難。例如圖1所示電路，AB連接電源正、負極。當只閉合S■時，燈？搖 ？搖亮；當只閉合S■時，燈？搖 ？搖亮；同時閉合S■、S■時，燈？搖 ？搖亮，是？搖 ？搖聯電路。

圖1 圖2

按照傳統，教師依靠一支粉筆一張嘴，向學生傳授知識，講述解題方法。我在黑板上畫出電路圖后講解：當只閉合S■，a S■c就成了一根導線，它與燈L■和L■并聯，把這兩燈局部短路了，所以只有燈L■亮，當只閉合S■時，b S■d也成一根導線，同理可得只燈L■亮。同時閉合S■、S■時，a S■c與b S■d各自成為一根導線，但沒有短路（這里學生最難理解）。導線是可以拉長或縮短的，現在把它們都縮短，縮到a與c，b與d分別重疊。電流從電源正極出來，兵分三路，經過三燈后匯合，回到電源負極。我還畫了等效電路，證明三燈并聯。我連說帶畫，自以為學生都聽懂了。誰知只有四分之一的學生真正理解掌握，還有幾個基礎差的學生仍一竅不通。大多數學生則當時聽聽很清楚，過后想想又糊涂。過幾天再讓他們做這道題，有一部分學生已經“不識廬山真面目”了。把題稍作改動，變成如圖2所示電路叫他們解答，隨著電鍵的打開或閉合，又有近一半人敗下陣來。

類似這樣“弄不懂”的題目還可舉出不少。為什么對學生的疑難問題作了如此詳細的講解，用了通俗的比喻、相應的圖示，還有這么多學生一知半解？結論是，純粹的講解，概念抽象，學生理解不透，造成了腦中空空的現象。靠死記硬背長久不了（理解不深的知識，是不可能記得清楚的），更經不起“時過境遷”的考驗。

2.演示實驗，耳聽眼看印象深

要讓“抽象”變“形象”，得靠做實驗實現。從信息論的角度看，做與不做演示實驗有很大差別。在教學中，教師演示實驗裝置和實驗現象，都可以看做信源。學生學習知識等于接受信息。按所有感官的不同，學生可以用耳朵接受來自教師的語言（聽覺）信息，也可以用眼睛接受來自演示實驗的視覺信息。現代腦生理學者和信息工程的研究表明，把視覺信息與聽覺信息輸入人腦后，學習者最后都得出視覺信息比聽覺信息多900倍的結果。因此，做不做實驗有很大差別（對學生掌握知識的影響有很大差異）。而且這個差別是不能通過大量的練習彌補的。只講解，學生只能得到語言信息，即使教師輔之黑板作圖示之；但作為視覺信息，仍無法與演示實驗的視覺信息相提并論（實驗直觀、具體、又會“動”，有立體效應）。語言信息和視覺信息有歷時性和共時性的重要區別，兩者在學習者頭腦中引起的神經聯系不同，而對事物較完整的把握，應靠學習者不同感官的協同作用，使之能在大腦皮層中形成多通路的神經聯系。

我用演示實驗解圖1這題。先按電路圖連接實驗電路（為了使實驗醒目，我注意了導線顏色的區分）。接著閉合S■，燈L■和L■暗，燈L■亮。為什么？學生認真觀察。S■閉合后，a S■c成了一根紅導線，這紅導線與燈L■和L■并排的，電流不會流入燈L■和L■內了，它從紅導線中過去（電流是“走捷徑”的）。只閉合S■，b S■d也成了一根綠導線，把燈L■和L■局部短路，只有燈L■亮。同時閉合S■和S■時，紅、綠兩根導線分別將ac與bd聯結，此時電流怎么“走”？導線的長短是不會影響電路的連接方式的，我來拉短ac，一學生幫我收縮bd（這是最關鍵，最能說明問題的一著，化解了這道題的難點）。學生看到了圖3的情形。再把導線理理整齊，使它們橫平豎直，一個“標準”的并聯電路就呈現在眼前（圖4），電流分成三路，通過三燈。

圖3 圖4

由于做了演示實驗，學生既聆聽到了教師的講解，又親眼目睹了電路真切形象的“演變”過程，勢必在他們的腦海中留下深刻印象。后來再考這類題目，絕大多數的學生都能正確解答。

3.學生實驗，動手動腦能力強

“利用串、并聯電路的特點，設計測未知電阻R的阻值”，也是令許多學生“望而生畏”的難點。以往整節課都由教師“主講”，收效甚微。要學生獨立完成有關的電路設計，更是困難重重。

怎樣幫助學生化解這個難點呢？我認為，只有讓學生“自己解放自己”——做實驗，從實踐中求真知。從心理學的角度看，中學生的心理特點是好奇、愛問、好動、喜歡探索自然的奧秘。這種心理狀態是學生學好物理的原動力。不過他們的思維需要有生動的具體材料做支柱，物理實驗正好起到這個作用。尤其是組織學生分組實驗，激發了他們的求知欲望，激勵了他們開動腦筋積極思維，培養了他們綜合分析靈活應用的能力。

現在我以學生分組實驗為主，討論總結為輔的方法上這節課。通過復習“伏安法測電阻”，學生知道可用電壓表和電流表分別測出電阻兩端的電壓和通過電阻的電流，再利用歐姆定律求之。那么，現在只給你一個電源，一個已知電阻R■，電壓表和電流表只能任選一個，電鍵、導線若干，怎么測R■值？如果把已知電阻R■換成已知阻值范圍的滑動變阻器R′，其他條件不變，那么怎么測出R■值？

學生開始分組實驗，教師不做示范（在教室里巡視查看，對能力較差的小組略作指導）。“迫使”學生帶著問題自己去發現、探索解決的方法。學生很投入，手腦并用，二十幾分鐘后實驗基本做完，大多數小組都做得不錯。我請了幾個“代表”上來畫出電路圖，講出實驗器材、步驟，寫出實驗原理和表達式。然后大家一起討論歸納。一問：用電壓表或電流表有什么不同？電路連接方式不同，實驗原理不同。用電壓表測，R■與R■要串聯，利用串聯電路電流相等求解。也可用串聯電路電壓與電阻成正比的道理來解。用電流表測，R■與R■要并聯，根據并聯電路電壓相等得結果，或用并聯電路電流與電阻成反比的道理來解。有學生立即補充，用電流表測也可串聯，把R■與R′串聯，用移動滑動變阻器滑片的方法，使R′一次為零，一次最大。或把R■與R■串聯，讓一個開關與R■并聯，可用開關的閉合或斷開達到目的。再問如果只能連一次線，則可有幾種電路設計？學生又討論歸納了幾種，如圖5。我們還討論了哪種電路不能連（或不起作用），哪種電路要注意滑動變阻器阻值不能為零，等等，這節課圓滿結束。

圖5

學生通過自己動手操作，辨清了“真偽”，既掌握了技能，又鞏固了知識，鍛煉了思維能力，增強了分析判斷能力，為日后解決變化多端的設計題打下了堅實的基礎。

4.多做實驗，概念規律理解深

輕視實驗，只在講授，練習上下工夫，花時間，效果往往事倍功半。有些教師常常抱怨學生：“講了多少遍，還是做錯！”原因在于教師自己沒有認真做實驗。

做實驗在物理教學中所起的作用非常重要。我們不要怕麻煩，要多花時間準備實驗，多做實驗，做好實驗。把現代化教學手段引入課堂，開展合理的、成功的電化教學，可幫助學生掃清認知道路上的障礙。讓我們運用實驗和電教手段，在講解知識的過程中，達到化靜為動，化虛為實，循序漸變的演示效果，達到大容量、深印象、高效率的教學效果。利用聲、像、圖、文有機復合，有效地促進學生感知、理解、消化和運用。讓學生學得輕松，理解得透徹，掌握得牢固。