利用物理實驗 發展學生思維

摘 要：當前，大多高中學生物理基礎較薄弱，思維能力不足，屬于被動學習型。利用物理實驗，變驗證性實驗為探索性實驗，加強實驗設計，幫助學生掌握物理概念，在教學中起到了良好的效果。

關鍵詞：物理實驗；驗證性實驗；探索性實驗；學生思維

物理乃即物說理，物乃客觀存在的物體物質，理乃道理真理。物理學就是通過觀察實驗發現物體、物質的運動變化的規律，道出其真理。我所教的班級為綜合高中，學生大多來自農村薄弱學校。他們純樸善良守紀，但是數學物理基礎稍差，思維能力不足，屬于被動學習型。一旦變換題型，更改數據，就憑借慣性思維，出現錯誤?！督逃筷P于進一步深化中等職業教育教學改革的若干意見》指出：加強學生職業技能培養，要高度重視實踐和實訓教學環節，突出“做中學、做中教”的職業教育教學特色。作為職業學校的物理教師，更應充分利用物理實驗，發展學生思維，使學生成為學習的主人，促進其終身發展。下面結合本人的教學實踐談談實驗課的做法。

一、變驗證性實驗為探索性實驗

對學生來說，做好探索性實驗就是一次創造性地學習、發展思維的好機會。教師只要引導有方，指導得法，使學生有興趣、有信心、有方法，進行探索和研究，從而得出規律，獲得成功的喜悅，就能更好地激發他們的學習主動性和創造性。

在研究通電導體在磁場中受力實驗中發現通電導體在磁場中會受到力的作用，而受力方向與磁場方向及電流方向是互相垂直的，當電流方向或磁場方向發生變化，力的方向也發生變化。那怎樣用互相垂直的三個手指表示呢？我先示范左手和右手互相垂直的食指、中指、拇指樣子，請同學們跟著做，讓他們試著發現三個手指所指的方向要與實驗結果一致。同學們開始動手、動腦、動眼，經過努力總會有同學發現其規律，然后我及時加以總結。伸出左手，讓拇指、食指、中指互相垂直，且食指指向磁場方向，中指指向導體中電流方向，則拇指所指的方向就是通電導體在磁場中受力方向。如果磁場方向向右，導體中電流方向垂直紙面由里向外，則導體受磁場力的方向向上。再如磁場方向垂直紙面向里，導體中的電流向下，則通電導體的受力方向向右。并用實驗加以驗證。如下圖。

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在具體教學中，應用控制變量法可以先伸出食指指向磁場方向，再伸開中指指向導體中的電流方向，如不一致可轉動手腕，最后伸開拇指要與食指、中指互相垂直，則拇指所指的方向就為導體受磁場力的方向。通過這樣的教學實踐，既生動有趣，又培養了學生的思維能力，發現規律，獲得成功的喜悅，堅定了學好物理的信心。

在判定導體在磁場中切割磁感線產生感應電流的方向，（右手定則）我也采用這一方法，該方法既形象又明了，易于掌握。

記憶方法：先電后動用左手，先動后電用右手。（導體先通電而后受力運動用左手，先運動而后產生電流用右手）

食指磁，中指電，拇指力（運動）。

在透鏡成像、歐姆定律、牛頓定律、理想氣體狀態方程等的教學中也采用了這種探究的方法，不僅培養了學生的動手操作能力，而且通過他們的大腦思維活動，提高了分析問題、解決問題的能力，更好地掌握新的知識，效果較顯著。

二、加強實驗設計，發展學生思維

當今世界，需要大量的設計型、創新型人才，作為物理教師應根據本學科的教學特點，有意識地培養學生設計實驗方案的能力，當代物理學中的規律大多是科學家們先科學大膽地猜想，經過理論推導而得出的，而檢驗真理的唯一標準是實踐，即能經過實驗的發現或驗證。然而這些實驗沒有現成的方案，我們只能利用現有的實驗器材和設備加以改進進行實驗。所以在教學中我們要做有心人，有目的地設置一些障礙，讓學生通過思索和努力完成實驗方案的設計，同時也靈活地掌握了所學的知識。

如要測量小燈工作時的電阻、電功率、電源的電動勢和內阻等試驗，需要電壓表、電流表，但手邊只有一只電壓表或一只電流表和已知阻值的電阻，怎么辦？

在講氣體克拉伯龍方程PV=■RT時引申到氣體密度ρ=m/V=Pμ/RT。測出氣壓P，氣溫算出T，就可知密度。那么還有別的方法嗎？需要哪些器材？測空氣質量是個難題，這要考慮到空氣的浮力。通常做法是用瓶塞塞緊一個大的燒瓶，用天平稱出它們的總質量m，再用抽氣機抽出瓶中的空氣。抽的次數越多，瓶內的空氣越稀薄，越接近真空，再稱出空瓶的質量m1，則瓶內空氣的質量為m-m1，然后拔出瓶塞灌水至原先瓶塞底處，再將水倒入量筒測出水的體積即為瓶內空氣的體積V，空氣的密度ρ=（m-m1）/V。若沒有抽氣機怎么辦？就要先設計一個實驗方案，自己在學校尋找器材，實驗裝置如圖，用一個打足氣的足球放在臺秤上稱出其質量m2，然后用一帶細導管的氣針插進足球的氣嘴，使足球通過導管向裝滿水的量筒中排氣，擠出筒中的水。當量筒中水面與筒外水面相平時，量筒內的空氣氣壓就等于外部的大氣壓。拔出氣針，再測出足球的質量m3，則球放出的空氣的質量為m2-m3，這就近似為量筒中空氣的質量，從量筒上讀出空氣的體積V，則空氣的密度ρ=（m2-m3）/V（用足球而非氣球是因為要考慮空氣的浮力，前后兩次質量的測量時球的體積要相同，這樣受到的浮力也相同）.

通過這方面有意識的訓練，有利于學生思維的發展，培養不畏艱難的品質，全面提高他們的素質和能力。

總之，通過物理實驗，學生的動手實驗能力得到增強，思維能力得到培養。實踐證明，充分利用物理實驗對于學生理解物理概念，掌握物理知識，發展思維，形成正確的認知，進而認識世界，有著不容忽視的作用。

（作者單位 南京下關中等專業學校）

編輯 趙飛飛