怎样淡化高中物理的抽象性

吴光颖

中图分类号：G633.7文献标识码：B文章编号：1672-1578（2016）02-0274-02

因为高中物理知识日渐抽象，这也增加了它的难度。教师因此要努力淡化它的抽象性。高中物理本身就是一门较抽象的学科，这也是造成教师难教和学生难学得一个难题，如何将抽象的知识化为有形，是广大一线教师一直在探索的研究课题。笔者对此也有探究。在物理实验中，本着新课程标准的要求，笔者将传感器引入实验，收效甚好。

实验是物理的基础。要做实验就离不开测量。传统的物理实验是将各种物理量（如温度、时间、力、加速度等）转化为长度进行度量。传感器则是将各种物理量转换成电信号，人们对电信号作出进一步的分析和处理。传感器进入中学物理实验室，成为信息技术与物理课程整合、教育手段现代化的一个新突破口。过去实验测量工具器材是水银温度计、打点器、天平，现在则是用力的传感器、温度传感器、电磁传感器来探测物理量，显示物理实验数据，运用计算机强大的计算功能探索物理规律。学生在这样的环境下体验"做科学"的探究过程，来实现科学素质的培养。

借助数字化实验室提供的先进技术手段突破传统实验手段的限制，大幅度改进原来做不出、做不好的实验，变"不可见"为"可见"，由"抓不住"到"抓得住"，将"不好做的"转变为"好做的"。

1.变“不可见”为“可见”

将力传感器用于超重、失重实验，使用位移传感器研究加速度。

超重、失重是生活中的常见现象，电梯升降、神舟号在太空中遨游时航天员的失重现象等，学生们都能一一列举出来。然而如何从物理学的规律出发来认识超重、失重的原因，却是一个教学难点。原因是学生看不到超重、失重过程中压力的变化。超重、失重现象发生在物体变速运动的过程中，按照传统实验装备只能用弹簧测力计测量压力的变化；而且在课堂中演示超重、失重所经历的时间又很短暂，学生根本看不清弹簧测力计示数，更谈不上记录数据，提供给学生作为分析的依据。而引入力的传感器，便解决了这个问题。

在学习牛顿第二运动定律时，利用传统实验器材，学生只能通过物体的运动速度、位移间接地计算出物体加速度的大小，而且也只能研究匀加速运动物体的加速度（条件：物体受到的外力恒定不变）。利用力的传感器和位移传感器设计实验，直接测量出了物体运动过程受到的外力和加速度的数值，并利用计算机绘制出了力和加速度一一对应关系的图线，提高了实验的直观性和课堂教学效率。并且，由于传感器实验不受物体运动情况的限制，学生还可以研究做非匀加速运动物体的加速度（条件：物体受到的外力不恒定），使学生很容易理解牛顿第二运动定律的瞬时性，很快突破了难点。

2.由“抓不住”到“抓得住”

将电流传感器用于自感现象实验。

在自感现象实验教学中，闭合开关通电，出现了一个灯泡先亮，一个灯泡后亮的现象。这是由于电磁感应引起通过两个灯泡的电流不同产生的自然现象。以往教师只能通过理论分析电流的变化情况，学生无法直接观察到电流变化的情况，只能被动接受教师的分析，头脑中很难有形象的物理情景作支撑，形成了教学中的一个难点。我们引入电流传感器，将电流的变化记录为图像，使学生直观地看到了自感对电流的影响，帮助学生认识了自感现象的本质。在这个基础上，教师又启发学生从电磁感应的理论出发来分析断电时自感现象中电流的变化情况，并利用电流传感器实时记录电流变化图像，印证学生分析推理的正确与否。在这个过程中，学生由被动地听讲变成主动参与，在积极地对话交流过程中，加深了对自感现象本质的理解。这样不但解决了传统实验仪器不能直观反映出本质现象的弊端，增强了教学效果，而且还加强了学生的主动参与，大大提高了课堂教学的效率。

3.将“不好做的”转变为“好做的”

同时使用力传感器和光电门传感器进行向心力研究。

在以往的向心力教学中，由于理论推导和实验证明都很困难，教师只能直接给出向心力公式，无法进行任何理论推导和实验证明。而利用力传感器和光电门传感器，可以直接获得一个做圆周运动物体所受到向心力、线速度的数据，进而从数据分析中得到向心力公式。

4.把传统实验变为“可视演示实验”

针对抽象性较强的物理概念，老师要充分重视物理实验的教学，利用可视性强的实验创设物理情境，为抽象、难懂的物理知识建立一个直观而形象的可视化平台。其实由物理概念所引发的抽象思维障碍，多数并非由于学生的智力因素，而是学生缺乏对日常生活的细心观察，在头脑中没有形成感性经验。其实人的视觉记忆的效率要远远高于听觉记忆的效率，因此老师要加强实验演示，针对抽象性强的概念创设出丰富的情景，最大化体现出教学的直观性。例如：在学习闭合电路线部分导体做切割磁感线运动时，可以做以下实验演示：1.导体在做切割磁感线的运动时必然会产生电流，导体棒顺着磁感线运动时，线路中并无电流产生；2.将条形磁铁放入线圈中运动，在其插入或拔出线圈的过程中，线圈内产生电流，但是一旦其在线圈中静止，则无电流产生；3.进行改变原线圈电流的实验，把原线圈插入副线圈内，在开关接通或者断开的过程中，电流表显示产生电流，如果开关处于接通状态，滑动变阻器的阻值发生改变，电流表中也会显示产生电流。由上述实验可以做抽象的概括：无论何种实验方法，一旦闭合电路中磁通量发生了变化，就会产生电流，即通过磁场的运动使磁通量发生变化而产生电流，这种现象就被称作电磁感应。学生对于某个个别现象的认识会慢慢向着形成总体现象的认识而转变，这个过程需要直观形象的支持。而实验演示通过生动的、直观的、可视的进行物理概念的构建，从而使其更为鲜明的、深刻的印入学生脑海之中，进而对启发和培养学生的抽象思维起到积极的促进作用。