用實驗貫通高中物理教學

劉召新

（余姚市第四中學 浙江 寧波 315400）

自從伽利略奠定了實驗作為物理學研究的基礎，科學有了突飛猛進的發展，取得了許多驕人的成績.用實驗貫穿高中物理教學，不但有利于激發學生的學習興趣，有利于培養學生的科學素養；而且能夠創設有效獲取知識的環境，讓學生深入理解物理原理.同時，實驗也是物理教師專業發展的關鍵.

本文將結合實際教學例談利用實驗貫穿高中物理教學的方法.

1 課堂引入環節

愛因斯坦說，“興趣是最好的老師，它可激發人的創造熱情、好奇心和求知欲.”同時興趣又影響學生的注意力，而注意力是保證學生上課的首要條件.走進物理課堂（課堂引入環節）提出問題，通過實驗建立初步表象.巧妙的課堂引入實驗可以事半功倍，設計的思路如下.

1.1 趣味橫生的小實驗

利用簡單可得的身邊事物設計一些趣味的小實驗，可以很快地縮短學生與所學知識的距離，從而輕松自然地投入到課堂里來.

圖1和圖2是“電源和電動勢”課堂引入的實驗設計.

圖1 自制水果電池

圖2 自制簡易電機

1.2 與認知沖突的實驗

心理學認為，當發生認知沖突時人的大腦皮層將極其活躍，出乎預料的事件激起人的驚奇情緒，然后主觀上就會迫切需要發掘其中的緣由，極大地調動起探究者的興趣，可以最大限度地激發人的探知欲.以下幾個實驗現象都是與學生平時認知不同的實驗.

圖3 電磁阻尼演示器

圖4 錐體上坡

圖5 懸浮紙幣

2 突破重難點

物理學是一門以觀察和實驗為基礎的學科，許多物理知識都是通過觀察實驗，經過認真的思索總結出來的.物理實驗不僅僅是動手的過程，更是動腦思維的過程，所以物理課堂教學過程離不開實驗的探究.物理課堂教學（突破重難點）設計實驗，進行問題探究，找出規律.

2.1 就地取材 用熟悉的生活材料進行實驗探究

實驗設計應盡可能采用與實際生活、生產密切相關的材料，營造熟悉的前提條件.如，高中力學里的摩擦力學習既是重點又是難點，特別是摩擦力的方向判斷和摩擦力與運動的關系問題.以下是筆者利用課本進行的演示實驗.

圖6 物體間摩擦力方向

圖7 摩擦力方向與運動方向關系

2.2 自制教具 填補空白

伴隨著新教材的全面實施，物理課本上增加或者改編的內容缺少相應的配套實驗，給該部分內容的教學帶來了困難.教師把握機會自己動手設計實驗填補教學上實驗的不足和空白，可以提高課堂教學效率和促進自己專業的發展.

圖8 自制向心力演示器

圖9 自制凹凸橋演示器

2.3 化抽象為具體 化枯燥為生動

楊振寧說，“有血有肉的物理學才是活的物理學.很多學生在學習中形成一種印象，以為物理學就是一些演算.演算是物理學的一部分，但不是最重要的部分.物理學最重要的部分是與現象有關的.絕大部分物理學是從現象中來的.現象是物理學的根源.”

所以設計實驗進行物理規律的探究學習尤其重要，特別是一些抽象的問題.如，“電場”、“磁場”和“能量”的問題，可以利用實驗設計化抽象為具體，教學將會變得生動有趣.

圖10 電場力演示器

圖11 靜電風車

圖12 電容器充放電演示儀

3 提升能力

讀萬卷書，不如行萬里路.物理實驗就是重要物理學習之路.課堂學習之后再用實驗來解釋現象，驗證規律.這樣既可以鞏固課堂所學知識，又可以進一步對物理規律進行驗證和評估，甚至再進一步地探究和學習.

3.1 師生共同研究開發實驗

師生課下的合作實驗可以增進師生感情，構筑一種平等的師生關系，調動學生對物理學習的積極性.師生合作實驗的過程本身就是課堂學習的延續，把教和學的活動有機統一起來，進一步提高知識的拓展，體現學以為用的觀念.

圖13 自制數顯摩擦力演示器

圖14 自制微型光學觀察器

3.2 學生自主研究開發實驗

放手讓學生在課下進行獨立自主實驗研究，既可以檢驗學生課堂學習的成果和加強對所學知識的理解，又可以增強學生的動手能力和創新能力，有利于學生終身科學能力的發展.

圖15 變壓器問題綜合探究儀

圖16 自制純電阻、非純電阻探究儀

從提出（發現）問題，到用實驗建立初步表象；再用實驗進行探究，總結歸納規律；最后再用實驗來驗證規律.體現了實踐－理論－實踐的認知規律，物理實驗貫穿了科學探究的全過程，最終使學生感到物理是有趣的，物理是有用的，物理并不難.