淺淡體驗性試驗在物理教學中的運用

丁王清

“物理難學”這是發自大多數高中學生的內心之聲。分析其原因，主要是高中物理理論上的分析、推導、定量研究問題多；應用數學知識解決物理問題的能力要求高，教學進度快，課堂容量大，習題類型繁多，且變化復雜，加上學生理解和分析物理問題的思維能力跟不上。要讓學生學習物理，必須讓學生對物理產生興趣。

如何找到興趣之源呢？興趣之源就是源于生活的實驗。充分發揮實驗的作用，讓學生在實驗中體驗學物理的樂趣；讓學生體會到我們生活在物理的世界中。

例如在《力的分解》教學中設置了這樣的實驗，一個同學可以輕易地將一重物提起，再用一根強度很大的繩子把這個重物懸掛在中間，讓兩個同學各拉繩子的一端，要求他們把繩子拉到水平即平直狀態，他們費了九牛二虎之力卻無法辦到。同學們在躍躍欲試的同時，也產生了強烈的求知欲望。

學習過力的分解的內容后，就已知道分解一個力應從這個力產生的實際效果出發，但是一遇到具體問題，就是不知道這個力產生的實際效果到底是什么。

在教學的過程中設置這樣的問題：如圖1利用豎直墻壁和輕繩及輕桿懸掛物體，AB繩和水平桿成30。角，懸掛物的質量是m，研究桿和繩所受的力。

對這個問題教師如果用一般解題的方式講解，學生或許能接受并作出圖2做出正確解答，但是學生對其本質還是茫然不解。不少學生雖然能解決這個問題，但是如果讓他解釋為什么要這樣做，他還是講不出所以然來。

在教學的時候設計了這樣的實驗，在實驗中體驗繩BC的拉力產生的實際效果。用手掌代替豎直墻壁，一根鉛筆代替桿OB，筆尖與掌心接觸，取一根細線，一端打成一個結套套在中指上，另一端拴一個重物，細線搭在鉛筆的另一端，體驗中指和掌心的感覺。學生會很容易探究出繩BC的拉力產生的實際效果，并輕松作出圖2計算出結果。這樣做激發了學生參與實驗活動的意識，提高了學生學習物理的興趣，能培養學生自主設計實驗學習知識的習慣。學生在這個過程中的體驗遠非教師純粹講解計算可比。

為了讓學生進一步體會到知識源于生活實踐，安排學生兩人一組，其中一人一手叉腰，另一名學生用力向下拉叉腰同學的肘部，兩人再互換角色體會并交流各自的感受（“上拉下壓”）。到此可以提醒學生此問題已推廣到了一般情景：二桿件結構，如圖3所示。

再如教學《機械波》一節時，把學生帶到操場上課，在操場上畫出三條距離均等于2 m的平行直線，讓全班學生手拉著手站在中間一條直線上的1、2、3……位置上，并且相距0。5 m，如圖4所示。

每位學生都以自己所站的位置為平衡位置，沿垂直于兩邊直線的線段做簡諧振動。以隊頭第一個學生為例，老師叫口令“一”時，向前移動到a點，叫口令“二”時又移動到b點，隨著口令的不斷進行，（按廣播體操的節拍）這位學生就在bd之間做前進后退的移動，且每次只移動到一個點的往復運動。而后面的學生依次比前一位學生遲一聲口令才開始做簡諧振動。由于手拉著手，好象前面的學生拉著后面的學生做簡諧振動。隨著口令的不斷進行，振動從隊頭傳到隊尾，形成了壯觀的“隊波”，同學們稱為波舞。跳完波舞。回到教室，打開課本一看《機械波》，同學們完全明白了，原來自己在波舞中扮演了質點這一角色，體驗到了質點的運動規律，手拉手相當彈性介質，振動在介質中的傳播便形成了機械波。對普遍認為難于理解和接受的機械波這一概念，學生在體驗中理解了，并且沒有出現認為質點隨著波的傳播而遷移的錯誤看法（學生常有這種看法），理解了波能傳遞能量的原理。

在課堂上學習的物理知識，理解如果不夠深刻，記憶也不會牢，遺忘的也快。有些物理課的教學內容，讓學生帶著在課堂上學習的物理問題親自進行體驗論證，從而能理解物理理論的正確性，并能增強對物理知識記憶。例如在學習了《牛頓運動定律的應用》后，可讓全班學生帶著“物體放在升降機底板上，物體對升降機底板上壓力大小隨升降機運動狀態而改變的規律”這一問題，到商場分組乘座豎直升降的電梯進行體驗，并要求每位學生注意體驗從一樓到十樓的上升過程有什么感覺，從十樓下降到一樓又有什么感覺。通過體驗后進行討論，大家有一個共同的感覺，上升開始時，先是覺得身體一沉，后什么感覺也沒有了，將要到達十樓時，覺得身體一浮。下降過程先是感覺一浮，將要停止時覺得一沉。同學們將這一過程中的體驗與牛頓運動定律結合起來進行討論，加深了對牛頓定律的理解和應用，再將同學們的討論歸納為表1。

除高中物理課本上演示實驗和學生實驗外，還根據不同章節的知識特點設置了許多小實驗。如在講動量和沖量時，讓兩支相同的粉筆分別從同一高度直接落到桌面上和落到有厚毛巾鋪墊的桌面上，可以發現直接落到桌面上的粉筆斷了，落到厚毛巾墊上的另一支卻完好無損，由此引人動量和沖量知識的講授。同時設置了“用自來水觀察反沖運動”。在學完了“動量守恒定律”后，要求學生完成“水火箭的制作”。

豐富有趣的實驗活動，加深了對物理概念和規律的理解，極大地激發了學生學習物理的興趣，興趣對人的活動將產生巨大的推動作用。一旦對學習發生興趣，就會充分發揮自己的積極性和主動性。濃厚的興趣將是人們刻苦鉆研、勇于攻關的強大動力。孔子曰：知之者不如好之者，好之者不如樂之者。愛因斯坦說：“興趣是最好的教師。”楊振寧博士也說過：“成功的真正秘訣是興趣。”學生只有對物理感興趣，才想學、愛學，才能學好。因此，如何激發學生學習物理的興趣，在物理教學中多一些讓學生親身體驗的實驗是非常好的手段。