实验在物理教学中的运用

杨微

《普通物理课程标准》明确指出：“物理是一门实验科学.通过演示实验和学生实验，能够使学生理解物理概念和规律的建立与实验的关系，培养学生一定的实验能力.演示实验和学生实验对于培养学生学习物理的兴趣也是十分重要.”由此可见，实验在中学物理教学中具有重要的地位.但是好多教师认为实验可不做就不做，或者做也是应付一下，长久以来认为实验是讲出来的，不是做出来的，教师对实验的教学不到位.导致了学生对实验接受的效果不好，在历次中、高考中都出现了这个情况：学生对实验题无从下手，也不知道如何回答，物理语言组织能力较差，造成得分率较低. 近两年笔者常在物理教学中，有目的地安排设计实验，帮助学生形成正确的物理概念，突破难点，收到了一定的教学效果.本文就实验教学的运用与同行探讨.

1 运用趣味性实验帮助学生形成正确的物理概念

物理是理科，思维较为抽象.但是它和生活、社会联系较为紧密.我们可以用生活中的有趣的物理现象增加物理学科的趣味性：将一个有发条的玩具车放在斜坡的下侧会自动向爬坡；用生活实例来增加物理学科的趣味性：短路理解为拦路抢劫的是电流.在电学内容的教学中，由于电学部分内容相当比较抽象，如果采用直接灌输式的教学，结果可能是学生虽然知道了知识，但对探究能力的培养毫无体现，而且很有可能会让学生对物理产生恐惧心理和厌烦情绪，因此，我们要引导学生，调动学生的激情.比如在电阻定律的教学中，笔者开始做这样的一个演示实验，给一个电阻丝加热，过来一会儿，电线冒烟燃烧.我们可以引导学生：“电阻丝‘怒火中烧，可是电流表这个小兄弟却‘心灰意冷，为什么呢？”以此来调动学生的探究欲望，为后面电阻定律的得出奠定基础.

对于有些比较抽象的物理概念，学生难于理解.可以设计实验边引导边实验边分析，根据实验的现象抽象出事物的本质特征，帮助学生形成概念.例如，大气压强这一概念，对初中学生来说是比较抽象的，教学中笔者引导学生观察实验现象，思考问题，分析问题，步步深入.探究开始，用“水杯——厚纸片”演示实验，让学生思考，放开手后，厚纸片会不会掉下来？学生普遍会认为纸会掉下来，但是当学生看到厚纸片不会掉下来这个意想不到的现象时，无不感到新奇有趣.接着将纸揭开一点口子，就会看到纸和水就会掉下来，溅了一地的水，引起学生的哄堂大笑，接着引导学生分析其中的原因.学生经过思考和讨论后，认识到是大气压的作用，它和用手压的效果一样，这样将现象和本质联系在一起.

2 用实验的精准性纠正学生的错误概念

学生在生活经验中容易形成的错误观念， 为了纠正错误，建立正确概念，恰当地运用实验也能收到较好的教学效果.例如关于空气阻力教学难点，可以借助“自由落体运动”的实验来解决.学生依据生活经验会有这样的认识，认为质量大的物体下落得快，而质量小的物体下落得慢，针对学生的错误认识，可以设计了以下的实验.先从相同高度处同时抛下质量不同的两个物体，观察其下落情况.学生容易得出下落加速度由其质量决定的错误结论.此时教师顺着学生的错误，而是接着分别演示：（1）两张相同的纸片，其中一张揉成一个小团，再从同样高度同时释放，结果观察到纸团下落快；（2）将一张质量较小的小纸片揉成一团与一张质量较大的纸片，同时从同样高度开始下落，可观察到质量小的纸团反而下落得快.当学生弄清纸片之所以比纸团下落得慢是因为空气阻力对纸片影响大以后，进而提出：“如果没有空气阻力的影响，将会出现什么现象”，让学生思考.然后再过渡到解决问题的实验：“真空管”实验.先观察抽成真空的“真空管”中的金属片、小羽毛、小软木塞在没有空气阻力时，下落加速度都相同.接着打开“真空管”上的开关，让空气进入“真空管”里，再把“真空管”倒立起来，这时可以看到这些物体下落的快慢是不同的，前后兩次实验的分析，突出了阻力对物体下落快慢的影响，形成了“物体下落速度与质量无关”的正确概念.

3 用实验现象归纳出物理规律

物理学中的许多规律，都是在大量实验的基础上归纳得到的.我们在通过实验归纳得出物理规律.这对学生来说是一个难点，尤其是力学.例如，初中学生对“二力平衡”条件觉得很简单，但是对于抽象的力理解就有些困难.理解平衡似乎没有什么困难，但又往往形成片面的认识.在课堂教学中，笔者从日常生活中吊在电线上的电灯保持静止状态等实例出发，进而做“二力平衡的条件”的演示实验，让学生仔细观察并读出小车保持静止时两边吊盘里砝码的重力，并向学生提出探索性问题：“二力在什么条件下才会平衡？”学生往往得出片面的结论：“二力平衡条件是二力的大小相等，方向相反.”这时引导学生再仔细观察如下两个有针对性的实验：（1）两个力大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上（即用两个小车拼合在一起代替原来的小车实验）；（2）两力大小相等，方向相反，作用在同一个物体（小车）上，但两力的作用线不在同一条直线上.通过这两个实验，学生自己否定了原先的错误的想法，从而得出科学的规律.

4 运用实验理解物理现象的本质

力学是整个物理的基础.但是力比较抽象，看不见、摸不着，但是我们可以通过一些现象来表示出来.比如为了揭示浮力产生的原因是水中物体受到向上和向下的压力差，笔者设计了浮力消失和产生的对比实验，把一块蜡块的底面紧压在平底的玻璃器皿的底面，使之紧密接触，然后缓慢地注水于容器中，使整个蜡块都浸没在水中，蜡块并不浮起.思考蜡块为什么不浮起来，可以对其受力分析.如果将蜡块从器皿底接触处推开一道小缝，让水浸入，蜡块则很快就浮起来，为什么呢？老师可以将蜡块重新紧压在平底的玻璃器皿的底面，让一个学生用一个向上的力将蜡块拿起来.实际上后两次都受到了竖直向上的力.通过对比，学生对浮力产生的本质原因的理解就具体而深刻了.这样就解决了用具体直观的实验现象来解决抽象的力学知识.

概括起来说，就是要遵从实验的基本要求，体现新课程标准对其的要求，调动学生的实验观察能力、分析能力、总结能力.以上就是本人的一点心得，试想以此抛砖引玉，引起同行的思考.