淺談實驗在習題教學中的應用

柳明

摘要：習題教學是教學中一個不可缺少的重要環節，特別是有些習題比較抽象，難度較大，純理論分析，相當一部分學生往往弄不懂、想不通，不容易理解和掌握、難入角色，興趣也不高。本文主要研究了實驗在習題教學中的應用，僅供教學參考。

關鍵詞：實驗；習題教學；應用

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2014）05-0098

習題教學是教學中一個不可缺少的重要環節，特別是有些習題比較抽象，難度較大，純理論分析，相當一部分學生往往弄不懂、想不通，不容易理解和掌握、難入角色，興趣也不高。這主要是初中學生的思維仍然是以具體形象思維為主，還不大習慣使用物理公式做抽象的推理，如果在推理之前或之后，通過有關具體、生動的物理實驗，通過學生認真觀察，積極思考，充分調動學生的思維，并把從實驗中獲得生動的感性認識上升到理性認識，可以使習題教學過程生動活潑，并在學生腦海中留下深刻的印象。

例1. 如圖所示的電路中，閉合開關S，兩只燈泡都不亮，且電流表與電壓表的指針都不動，現將兩燈泡L1和L2的位置對調，再次閉合開關時，發現兩只燈泡仍不亮，電流表指針仍不動，但電壓表的指針卻有了明顯的偏轉，該電路的故障可能是（ ）

A. 從a點經電流表到開關這段電路中出現斷路

B. 燈泡L1的燈絲斷了

C. 燈泡L2的燈絲斷了

D. 電流表和兩個燈泡都壞了

由題意可知答案選C。

引導學生分析：由題意知：閉合開關S，兩只燈泡都不亮，且電流表和電壓表的指針都不動，說明電流表中沒有電流通過，燈泡L1兩端的電壓為零，電路故障是電路斷路，分析到這里，學生容易理解，當兩燈泡位置對調，再次閉合開關時，兩燈泡仍不亮，電流表指針仍不動，說明電路中仍沒有電流通過，（注：通過電壓表的電流非常小，可以忽略不計）電路故障是開路，而電壓表指針有了明顯的偏轉，說明電壓表與電源是連通的，即：電流由電源正級、開關、電流表、電壓表和燈泡L1形成電流通路。由于電壓表電阻很大，燈的電阻與電壓表電阻比可以忽略不計，因此可以看成電壓全部加在電壓表兩端，可見，電路開路是燈泡L2的燈絲斷了引起的。即當串聯電路中只有一處開路時，電壓全部加在開路兩端。

但是，部分學生還是有些不理解，認為既然電壓表指針會轉，說明有電流通過（部分學生對通過電壓表的電流很小就可以使電壓表指針偏轉理解不透），燈L1應該會亮，這時最好的解決方法就是使學生看到此實驗，當學生看到電壓表與燈L2（燈L2燈絲斷了）并聯時，燈L1不亮，電流表無示數，而且電壓表的示數等于電源電壓時，把燈L2取下，放上好的燈，這時兩燈都亮，電流表、電壓表都有示數，此時，學生露出了理解的笑容。特別對于習題中難理解的問題，如電路中的短路、開路的現象，應該多鼓勵由學生自己設計實驗，學校提供器材，讓學生進行探究實驗，體會在電路中發生短路、開路會產生什么現象，這樣做不僅加強了理論聯系實際，可以起到變抽象為具體的作用，力避純理論推導，防止使學生感到形式單調、枯燥無味。符合初中學生對于直觀、形象的東西興趣濃厚，積極性高的特點。

例2. 一只裝有石塊的小船浮在水池中，若將石塊投入水中水面的高度如何變化？

先讓學生討論分析，有的學生認為水面的高度不變，有的認為水面高度上升，這部分學生認為石塊投入水中多了石塊排開水的體積，有的認為水面下降，意見不統一。

這是一道浮力的綜合提高題，物理過程比較隱含，比較抽象，要完成一個較復雜題目的求解往往需要建立多種關系，而這種聯系往往不是單一的。對于邏輯推理能力不強的同學來說，往往相關知識是具備的，但各種關系交織在一起，理不出頭緒。此時最好用實驗幫助學生理解。

用透明的5升裝的油桶的下半部裝水做為水池，用燒杯當船，并采用投影儀把實驗過程和現象打在幕布上，既把石頭放入燒杯中，讓它漂浮在水面上，記下此時的水面高度，同時觀察燒杯浸入水中的體積大約是多少。然后把石塊取出放入水中，結果明顯看到燒杯排開水的體積減少，水面高度明顯降低。

再通過畫如圖所示分析，裝有石塊的小船浮在水池中，讓學生認真仔細觀察比較，水面高低是由水的體積（水的體積不變），與小船（當石塊在船上時）浸在水中體積（或小船排開水的體積與石塊排開水的體積之和）決定的，學生很快找到只要比較石塊投入水中前，船排開水的體積與石塊投入水中后，船與石頭總排開水的體積的大小，就可以判斷水面高度的變化了，再利用物體浮沉條件和阿基米德原理列式就很容易可以解出此題，從而使學生順利掌握了此題。再拓展到漂浮在水面上的小船中裝有密度比水小的物體，如木塊，當把木塊扔到水中時，水面的高度如何變化？學生這時能很順利解出。

例3. 猴子分蘿卜，把一個粗細不均勻的蘿卜用細線懸掛起來， 若通過懸掛點沿豎直把蘿卜截成兩段， 每個猴子分一段， 誰分到的蘿卜質量大？

對于這道題的解釋， 看去不難：懸掛點（支點）在不均勻蘿卜的重心位置的下方，（由二力平衡條件可得） 若把支點當做轉動軸， 不均勻蘿卜可以看做兩部分組成的如圖隨順所示，它們所受的重力分別作用在它們的重心上，分別用G1、G2表示，根據杠桿平衡條件F1L1=F2L2，得G1L1=G2L2，粗短的一端力臂L1較短，細長一端的力臂L2較長，粗短一端所受的重力G1較大，由m= G/g 知，粗短一端的質量較大。

這道題的解釋看上去簡單，但從學生的作業情況可以發現，學生作業效果不佳。通過向學生了解，部分的學生覺得這道題比較抽象，無從下手。于是，筆者經過認真思考后，要求學生回去，利用蘿卜做這個實驗，并稱一稱這兩段蘿卜后，再重新做這道題，發現學生的作業效果比原來好了很多。通過這道題，使學生深刻體會到物理就在自己的身邊。與實際生活是緊密地聯系在一起的，更加激發了學生探究新知識的強烈愿望。

總之，實驗在習題教學中能起到變抽象為具體，化難為易的作用，起到透過現象看本質的作用。教師應該鼓勵學生多利用身邊的器材多做實驗，努力提高自己動手動腦能力，使學生在物理實驗過程中加深對物理概念與物理規律的理解，同時也培養了學生觀察、分析能力，讓學生把觀察實驗與科學思維有機地聯系在一起，這樣才能有效地激發學生的學習興趣，激發學生的思維，使學生的思維處于最佳狀態。

（作者單位：福建省建陽第一初級中學 354200）