基于實驗情境的物理習題教學探索

馬煒

摘 要：習題教學是物理教學的重要環節之一，習題教學的質量直接影響著學生對物理知識的掌握，影響物理教學的有效性.要想提高習題教學的有效性，我覺得要將文字敘述轉化為物理圖景或者物理情景，將“生活世界”納入課程內容的范疇，把間接經驗真正轉化為學生的直接經驗.而創設實驗情境是獲得直接體驗的很好途徑，本文就借此機會來談談基于實驗情境的物理習題教學探索.

關鍵詞：實驗情境：物理習題教學

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2021）10-0088-02

習題教學是物理教學的重要環節之一，習題教學的質量直接影響著學生對物理知識的掌握，影響物理教學的有效性.

學生覺得物理很難，課上學的東西，課下做題都用不上，感覺物理距離實際生活很是遙遠，開始對物理產生恐懼心理.不少老師常常無奈地這樣抱怨：這道題已經講了好幾遍了，學生怎么還是做錯呢？要打破這種現有模式的習題教學，提高習題教學的有效性，我覺得要將文字敘述轉化為物理圖景或者物理情景，將“生活世界”納入課程內容的范疇，把間接經驗真正轉化為學生的直接經驗.

筆者根據新課程的教學理念，創設學生獲取直接經驗的條件和情景——做實驗.將抽象的物理情景變為形象的實物，最好可以自制教具，達到每小組一副教具，讓學生帶著問題仔細觀察，動手操作，通過實物觸摸、感受，調動他們學習的熱情，激發學生主動求知的欲望，變“被動 ”為“主動”，變“要我學”為“我要學”，使學生的學習由被動的接受到主動的獲取.

通過物理小實驗創設物理情景，使學生獲取直接經驗，在獲取直接經驗的過程中體驗物理，使學生在實驗過程中邊做邊學;在做中領悟書本上間接經驗，即物理概念和物理規律的實質;在實驗過程中體驗探索的艱辛與樂趣，學會學習，學會創新……下面結合幾個具體的案例，談談自己在這方面的一些探索.

一、借助實驗，幫助學生形成空間立體感

由于高二學生剛接觸到立體幾何，學生的空間立體感很差，空間想象能力、分析能力明顯薄弱.立體的情境圖怎么看都是平面圖，想象不出立體的運動情景.在本學年的物理學習中，有很多立體運動，如磁場中帶電粒子的運動，宇宙中天體的運動等等.針對這一情況，我在教學中盡量通過簡單實驗解決這一問題，使學生能夠在體驗中學習.

例1 如圖1所示，一束帶電粒子平行于小磁針沿水平方向飛過小磁針的上方時，發現小磁針的N極向紙里轉.這束帶電粒子可能是（ ）.

圖1

A.向右飛行的正離子

B.向左飛行的正離子

C.向右飛行的負離子

D.向左飛行的負離子

1.學生的解

（1）無從下手，不知道哪個正確.

（2）感覺都不是正確答案.由題意知道，虛線是磁場線的方向，利用右手螺旋定則，應該是通電螺線圈才對.

本題中小磁針的運動是立體的，“向紙里轉”，體現了三維的立體坐標，同時，也是本題的隱含條件——小磁針所處的空間位置有指向紙里的磁場.可即使是提示了學生，仍然達不到預期的效果.為了幫助學生在頭腦中呈現正確的物理情景，形成空間立體感，我有針對性地設計了下面的探究活動.

2.學生實驗

兩人一組，所需器材為：小磁針一個，通電金屬棒一根，通電螺線管一個，直流電源一個，導線若干.實驗時，一人負責觀察小磁針的運動情況;一人負責改變金屬棒或螺線管的電流方向，將實驗結果填入準備好的表格.

情況分類

通電瞬間小磁針的N極運動情況

小磁針在導線（管）上方小磁針在導線（管）下方

通電金屬棒垂直棒與磁針所在平面向外

垂直棒與磁針所在平面向里

垂直棒與磁針所在平面向里

垂直棒與磁針所在平面向外

通電螺線管沿螺線管向右沿螺線管向右

沿螺線管向左沿螺線管向左

通過實驗，學生很快就能總結出，（1）小磁針的N極的運動情況是“順從于”小磁針所處空間位置的磁場線的走向的.（2）小磁針的N極在空間某一位置上的運動情況，說明了這個位置的磁場的有無和磁場線的方向.簡單的一個探究實驗，卻十分有效的使學生形成自己的空間立體感，提取出這類題目中的隱含條件，輕松地解決這一類問題，有效地消除了學生對“場”中問題的恐懼感.

二、借助實驗，引導學生走出思維定勢

例2 如圖2所示，在傾角θ=30°的粗糙斜面上放一物體，重力為G，現用與斜面底

圖2

邊平行的力F推物體，物體恰能在斜面上做勻速直線運動，求物體與斜面間的動摩擦因數.

學生的解

（1）物體做勻速直線運動，受力平衡，故而有F=f=μmgcosθ.

解得μ=Fmgcosθ=23F3G.

（2）物體受到兩個摩擦力作用，一個是滑動摩擦力，與F平衡，即（1）中的f;另一個是靜摩擦力，與重量的下滑分量mgsinθ平衡.

本題中物體的受力是三維的，并非是常見的在某一直線上或某一平面上的受力平衡，上面兩種解法本質是相同的，那就是他們都已認定原先靜止的這個物體在受到力F后，必定是沿著F的方向做勻速直線運動的，這是學生的思維定勢在作怪.

筆者認為在教學中要認真糾正學生的這種錯誤的思維定勢，只是各種方法效果都不是很好，筆者嘗試著通過實驗，讓學生動手操作，真正體驗，效果顯著.

三、借助實驗，指導學生轉變學習方式

例3 高速公路邊的導向牌用鋼管a， b固定在立柱上，如圖3所示，對鋼管a， b受力分析正確的是（）.

A. a被拉伸， b被壓縮

B. a被拉伸， b被拉伸

C. a被壓縮， b被壓縮

D. a被壓縮， b被拉伸

課堂上，我請每位同學拿出物理課本3-1，站起來做兩件事：

（1）用右手的食指和中指夾住課本的上半部分，觀察課本的狀態.感受手指用力的部位.得到圖4.

（2）同時用左右手的食指和中指分別夾住課本的上半部分和下半部分，觀察課本的狀態，感受作用手分別用力的部位.得到圖5.

例4 如圖6甲所示，用一根細繩和一根輕直桿組成三角支架，繩的一端吊在手指上，桿的一端頂在掌心.當在A處掛上重物時，繩與桿對手指和手掌均有作用力，對這兩個作用力方向的判斷完全正確的示意圖是圖6乙中（）.

學生實驗：每人一根繩子，一把直尺，一塊橡皮，如圖6丙所示.接下來，我不用多說什么，學生自己就能做出正確的選擇.

兩個實驗，不過用時七八分鐘，但可以讓學生充分體驗.實驗過程中學生的大腦已知處于興奮狀態，思維積極的活動起來.

從單純的間接經驗的學習中，轉向在直接經驗的獲取中，培養學生觀察、探究的能力，理解物理概念，掌握物理規律，消除學生對物理產生的神秘感和恐懼感，為學生進入體驗性學習做好鋪墊.

上好習題教學課是提高有效教學的重要途徑，因為每一次習題課教學，實際上都是一次發現問題、解決問題的過程，既是學生發現問題、解決問題的過程，又是教師發現教學問題、改進教學問題的過程.在習題教學中增加實驗，不僅可以使學生了解實驗在物理教學中的重要地位，使學生加深對物理概念和規律的理解;同時也是鞏固和深化所學的理論，發展邏輯思維和綜合思考能力，培養學生認真嚴密的科學態度的重要方法.習題教學中增加實驗，不失為提高習題課教學甚至是提高教學有效性的有益嘗試.

參考文獻：

[1]項其杰.實驗探究在習題教學中的應用[J].物理教學，2011，33（02）：49-50.

[2]趙兵.體驗性學習在初中物理教學中的應用

[J].中學物理，2010，28（04）：19-20.

[責任編輯：李 璟]