用“實(shí)驗(yàn)”給學(xué)生插上學(xué)習(xí)物理的翅膀

黃玉霖

摘 要：高中物理實(shí)驗(yàn)是物理課程改革的重要環(huán)節(jié)。文章將從“注重演示實(shí)驗(yàn)”“重視隨堂實(shí)驗(yàn)”“突出分組實(shí)驗(yàn)”和“開放第二課堂”這四個(gè)方面入手，淺談如何通過實(shí)驗(yàn)推動(dòng)物理教學(xué)，促進(jìn)師生、生生互動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的思維習(xí)慣，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，增強(qiáng)學(xué)生的主體體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗(yàn);多維互動(dòng);主體體驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)物理知識(shí)、研究物理問題的重要方法，也是檢驗(yàn)物理理論的唯一標(biāo)準(zhǔn)。新課程標(biāo)準(zhǔn)提倡，在教給學(xué)生知識(shí)的同時(shí)，還應(yīng)重視其動(dòng)手能力的培養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)與能力的培養(yǎng)。而在實(shí)際教學(xué)過程中，考慮到升學(xué)率，大部分教師過分注重知識(shí)的講授而忽略了實(shí)驗(yàn)的重要性，也忘記了學(xué)生才是課堂的主體。當(dāng)今，大多數(shù)教師還采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，如重視講解，忽視實(shí)驗(yàn);重視知識(shí)，忽視方法;重視結(jié)論，忽視過程。因此導(dǎo)致學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握不牢固，用死記硬背的方法學(xué)物理，實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力差，不懂得學(xué)以致用，對(duì)物理提不起興趣。為了幫助學(xué)生更好地理解知識(shí)，讓學(xué)生養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能，提高其團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新意識(shí)，教師要注重物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。下文將從四個(gè)方面簡(jiǎn)單闡述如何通過實(shí)驗(yàn)推動(dòng)師生、生生互動(dòng)，幫助學(xué)生更好地掌握物理知識(shí)。

一、注重演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)思維能力

演示實(shí)驗(yàn)是以教師為主要操作者的示范性表演實(shí)驗(yàn)，在新課教學(xué)時(shí)，引入演示實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;在建立概念時(shí)，可以提供感性材料，幫助學(xué)生理解知識(shí);在學(xué)生進(jìn)行觀察和思維訓(xùn)練時(shí)，可以讓其應(yīng)用物理知識(shí)，培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣。而教師在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)的時(shí)候要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，確保實(shí)驗(yàn)成功，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯直觀，引導(dǎo)學(xué)生思考與觀察，保證實(shí)驗(yàn)安全。新課標(biāo)要求學(xué)生養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，能用科學(xué)原理和科學(xué)研究方法解決實(shí)際問題。而引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題是培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好思維習(xí)慣，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)解決實(shí)際問題的重要途徑。下文著重講講演示實(shí)驗(yàn)如何啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生思考。

在教學(xué)滬科版初中物理八年級(jí)第九章“物體的浮與沉”這節(jié)課前，大部分學(xué)生認(rèn)為“輕的物體上浮，重的物體下沉”。教師在上課前將體積相同的正方體木塊和鐵塊浸沒在水中，松手后，鐵塊下沉，木塊上浮。教師提問學(xué)生：“是不是重的物體浸沒水中就會(huì)下沉，而輕的物體就會(huì)上浮？”很多學(xué)生都同意這種觀點(diǎn)。接著教師將較重的大木塊和較輕的大頭針同時(shí)浸沒水中，發(fā)現(xiàn)木塊上浮、大頭針下沉，可是大木塊更重，這和剛才的結(jié)論相矛盾。可見物體的浮與沉不是由重力單獨(dú)決定。那么物體的浮與沉由什么決定呢？接著教師引導(dǎo)學(xué)生思考，物體由靜止到上浮或下沉，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變，所以應(yīng)該對(duì)物體進(jìn)行受力分析，物體除了受重力影響還受到浮力影響，由此引入新課。

通過這兩個(gè)簡(jiǎn)單的演示，學(xué)生不僅觀察到上浮和下沉兩種現(xiàn)象，提出問題，又發(fā)現(xiàn)問題，教師啟發(fā)學(xué)生思考，最終找到答案，學(xué)生的思維層層遞進(jìn)，在演示實(shí)驗(yàn)的過程中掌握物理知識(shí)。

二、重視隨堂實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性

演示實(shí)驗(yàn)主要是教師操作，引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考，培養(yǎng)其良好的思維習(xí)慣，而隨堂實(shí)驗(yàn)是穿插在課堂教學(xué)中讓學(xué)生動(dòng)手的小實(shí)驗(yàn)，它與教師的講解密切配合，小型靈活，可以用配套的儀器也可以用自制教具。讓學(xué)生通過隨堂實(shí)驗(yàn)來學(xué)習(xí)知識(shí)，判斷猜想的正誤，排除錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，有助于發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。在進(jìn)行隨堂實(shí)驗(yàn)前，教師應(yīng)該對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行介紹，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)儀器使用的注意事項(xiàng)，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)間隙，教師要多與學(xué)生交流，對(duì)其進(jìn)行幫助、引導(dǎo);實(shí)驗(yàn)后由學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論，并與同學(xué)交流，教師加以評(píng)價(jià)，做出總結(jié)。

在初中物理滑動(dòng)摩擦力與哪些因素有關(guān)的學(xué)習(xí)中，基于生活常識(shí)，學(xué)生容易理解滑動(dòng)摩擦力與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)，但是學(xué)生往往會(huì)覺得滑動(dòng)摩擦力大小和物體與接觸面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)快慢有關(guān)。此時(shí)教師可以提供實(shí)驗(yàn)儀器：物塊、彈簧測(cè)力計(jì)、牛皮紙、鐵架臺(tái)，讓學(xué)生進(jìn)行隨堂實(shí)驗(yàn)。教師指出力可以用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出，當(dāng)用彈簧測(cè)力計(jì)拉著物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，測(cè)力計(jì)的讀數(shù)即物體所受的摩擦力。那具體如何操作呢？學(xué)生提出：“可以用彈簧測(cè)力計(jì)拉著物體，讓物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù) 。”學(xué)生經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：物塊在勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，彈簧測(cè)力計(jì)指針在抖動(dòng)，很難讀數(shù)。怎么解決這個(gè)難題呢？通過小組討論及教師的引導(dǎo)，學(xué)生提出改進(jìn)方法：將彈簧測(cè)力計(jì)固定在鐵架臺(tái)上，用彈簧測(cè)力計(jì)勾住物塊一端，讓彈簧測(cè)力計(jì)和物塊相對(duì)地面靜止，在物塊底下墊上牛皮紙，此時(shí)只要拖動(dòng)牛皮紙就可以準(zhǔn)確讀出彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)了，相對(duì)地面靜止的物塊受到的摩擦力等于彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)它的拉力。明確了實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)方法后，教師就可以讓學(xué)生分組進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn)了。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生發(fā)現(xiàn)無(wú)論是快速拖動(dòng)牛皮紙還是緩慢拖動(dòng)牛皮紙，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)都沒有變化。這說明了物體所受摩擦力的大小與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的快慢無(wú)關(guān)。

教師在學(xué)生進(jìn)行隨堂實(shí)驗(yàn)前的引導(dǎo)過程中，應(yīng)發(fā)現(xiàn)問題，引導(dǎo)學(xué)生討論，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，最后讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，排除困惑，驗(yàn)證猜想。在這個(gè)過程中，教師起到引路人的作用，學(xué)生通過動(dòng)手獲得知識(shí)，心中充滿成就感，對(duì)學(xué)習(xí)有著積極性和主動(dòng)性。

三、突出分組實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)是指在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生利用完整的一段時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分組實(shí)驗(yàn)可以訓(xùn)練學(xué)生對(duì)基本儀器的操作能力，或者作為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、讓學(xué)生進(jìn)行探究的實(shí)驗(yàn)。下文從分組進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)方面淺談如何增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是在教師教給學(xué)生知識(shí)后，再讓學(xué)生對(duì)所得結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證。在學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)前，教師應(yīng)該讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)所要測(cè)的量，引導(dǎo)學(xué)生選擇實(shí)驗(yàn)儀器，突破實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)和難點(diǎn)，厘清實(shí)驗(yàn)過程，明確注意事項(xiàng)，讓學(xué)生真正明白實(shí)驗(yàn)的目的、內(nèi)容及方法。下面以驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)為例談?wù)劮纸M實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

首先，教師要提出實(shí)驗(yàn)的目的：驗(yàn)證物體加速度與所受合外力及質(zhì)量之間的關(guān)系。這讓學(xué)生容易想到物體的質(zhì)量可以用天平測(cè)量，加速度可以用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量。接下來，教師向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)桌上的儀器，并提問：要驗(yàn)證三個(gè)量之間的關(guān)系應(yīng)該用什么方法？學(xué)生大都知道用控制變量法，教師指出：首先控制小車的質(zhì)量不變，驗(yàn)證加速度與物體所受合外力之間的關(guān)系;接著，控制物體所受合外力不變，驗(yàn)證加速度與小車質(zhì)量的關(guān)系;再引導(dǎo)學(xué)生理解本實(shí)驗(yàn)的重難點(diǎn)——平衡摩擦力。教師先讓學(xué)生分析“實(shí)驗(yàn)時(shí)水平放置的小車受到哪些力”，學(xué)生通過畫圖分析得出：小車受到4個(gè)力，在豎直方向受到重力和支持力，它們是一對(duì)平衡力，水平方向受到繩子的拉力和摩擦力。教師接著提問：“繩子對(duì)小車的拉力是不是小車受到的合外力呢？”學(xué)生指出：“繩子的拉力減去摩擦力才是小車受到的合外力。”教師提醒，此處摩擦力不好求出，我們要想辦法抵消摩擦力。由此，教師向?qū)W生講授平衡摩擦力的方法，在沒有掛重物的情況下，將軌道無(wú)滑輪的一端墊高，如果讓平行軌道的重力分量垂直于軌道的分量，此時(shí)小車所受的合外力為零。這樣就巧妙地用重力沿軌道方向的分量抵消摩擦力了，這時(shí)候再掛上砝碼，小車所受的合外力就為繩子的拉力了。講完本實(shí)驗(yàn)最精彩的部分，教師要幫助學(xué)生厘清實(shí)驗(yàn)步驟，并將步驟寫在實(shí)驗(yàn)室的黑板上以便學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中參考。最后，教師再次強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)以及數(shù)據(jù)的處理方法。接下來便可以讓學(xué)生動(dòng)手進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn)了。這里有必要指出，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，分組尤為重要，教師平時(shí)應(yīng)該了解各個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，盡量讓動(dòng)手能力較強(qiáng)的學(xué)生帶動(dòng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ι匀醯膶W(xué)生，每個(gè)學(xué)生各有所長(zhǎng)，分工合作，互相學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步。這樣就可以避免有的學(xué)生完成不了任務(wù)，能力得不到提高的現(xiàn)象。

在分組實(shí)驗(yàn)的過程中，教師作為學(xué)生的指導(dǎo)者，要幫助學(xué)生復(fù)習(xí)所學(xué)知識(shí)，讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)步驟以及注意事項(xiàng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)中的重難點(diǎn)，教師引導(dǎo)學(xué)生共同分析，加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，接著放手讓學(xué)生去做實(shí)驗(yàn)，這充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位。這樣的過程不僅提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，也讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)對(duì)所學(xué)的知識(shí)有了更直觀的理解，更讓學(xué)生體會(huì)到團(tuán)隊(duì)合作的力量。

四、開放第二課堂，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

開放第二課堂則是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要方式，它可以讓學(xué)生走出課堂，將所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際，主動(dòng)地去尋找方法解決問題。現(xiàn)在大部分中學(xué)有科技節(jié)，而物理教師要抓住這一機(jī)會(huì)，鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手做小發(fā)明、小制作，或者提出一個(gè)可探究的問題，讓學(xué)生在課后去操作，最后舉辦比賽，對(duì)學(xué)生的勞動(dòng)進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)與評(píng)價(jià)。比如，筆者所在的湖里實(shí)驗(yàn)中學(xué)，每年都會(huì)舉行“高空落蛋”比賽，學(xué)生可以用任何材料保護(hù)雞蛋，并讓雞蛋從四樓落下，看看哪位學(xué)生能用質(zhì)量最輕的材料讓雞蛋安全著地，并保證材料完好無(wú)損。材料越輕、雞蛋著地點(diǎn)離靶心越近，分?jǐn)?shù)越高，最后根據(jù)分?jǐn)?shù)高低評(píng)出名次，給予獎(jiǎng)勵(lì)。這樣的比賽趣味性較強(qiáng)，能夠充分地調(diào)動(dòng)學(xué)生參與的積極性，獎(jiǎng)品只是一種鼓勵(lì)形式，學(xué)生真正收獲的是將知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的能力。而且往往這樣的比賽會(huì)讓教師有意想不到的收獲，不同的學(xué)生想法不同，做法更是各式各樣。

在第二課堂中，教師是活動(dòng)的組織者，而學(xué)生是參與者，是整個(gè)活動(dòng)的主體。教師通過鼓勵(lì)學(xué)生積極參與趣味科技活動(dòng)，在緩解學(xué)生學(xué)習(xí)生活中的緊張的同時(shí)還可以挖掘?qū)W生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的精神。

在物理教學(xué)中，教師改變傳統(tǒng)的以講授為主的教學(xué)模式，有目的地進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生多動(dòng)手操作，掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，提高學(xué)生的合作能力，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的意識(shí)和創(chuàng)新能力。實(shí)驗(yàn)教給學(xué)生的不僅僅是知識(shí)，更是一種思維、一種能力，對(duì)學(xué)生的終身發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響。都說教學(xué)是一門藝術(shù)，實(shí)驗(yàn)讓物理變得更加栩栩如生，用“實(shí)驗(yàn)”給學(xué)生插上學(xué)習(xí)物理的翅膀，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人！

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