妙用实验提高物理课堂教学有效性

吕培红

(南京大学附属中学，江苏 南京 210008)



妙用实验提高物理课堂教学有效性

吕培红

(南京大学附属中学，江苏 南京 210008)

有效教学是教师不断追求的目标，本文结合高中物理教学实例,说明如何在课堂教学中巧妙地运用实验，充分发挥实验的功能，从而提高课堂教学的有效性.

高中物理；物理实验；有效教学

物理学是一门以实验为基础的自然科学，实验在中学物理教学中占有重要位置，高中物理教学应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考.如何借助实验提高物理教学的有效性，是物理教师不断探索的问题.

1 创设实验情境，帮助学生突破重、难点

物理教学中很多概念的建立是以学生的生活经验为基础，我们往往展示大量的图片或文字来唤醒学生的记忆，为何不让学生实际体验一下呢？

图1

以“圆周运动”教学为例，本节课的教学目标是知道圆周运动，知道描述圆周运动快慢的物理量.借助于日常生活中圆周运动的实例以及演示实验，学生很容易理解圆周运动的特点，但描述圆周运动快慢的物理量以及物理量之间的关系是学生理解的难点.我们可以利用课外活动时间，组织学生到操场依次排开，绕杆的一端做圆周运动(如图1)，然后设问：这几位同学中谁运动得比较快？同学们各抒己见，外圈的同学认为自己跑得快，因为相同时间里自己走得多；而内圈的同学认为大家跑得一样快，因为相同的时间内转过的角度相同.那么如何比较圆周运动的快慢呢？学生通过讨论，归纳：在相同时间里比路程、相同时间里比角度、转一圈所需时间、相同时间内转的圈数，这样线速度、角速度、周期、频率这些物理量也就呼之欲出了，学生也通过运动实际体验了物理量之间的关系，化解了教学难点.

2 精心设计实验过程，培养学生尊重科学的习惯

课堂教学中实验的效果有时也跟魔术表演一样，讲究过程，环节和顺序不能颠倒.例如在闭合电路欧姆定律的教学中，可做以下演示实验.

实验器材：电池盒、四节一号干电池(其中一节干电池比较旧)、“3.8V 0.3A”的小灯泡、导线、开关.

实验过程：先将两节新的干电池与小灯泡串联组成闭合电路，提醒学生观察小灯泡的亮度，设问：如果三节干电池与灯泡串联，灯泡亮度如何变化？学生凭经验异口同声回答灯泡变亮，实验检验，灯泡确实变亮，猜测准确，学生情绪高涨，兴奋无比.教师继续追问：如果四节干电池与灯泡串联呢？此时同学们相争不下，部分同学认为灯泡会变得更亮，另一部分同学认为灯泡会被烧毁.如何知道哪个同学的观点正确？同学们异口同声回答：实验.此时在三节电池的基础上再增加一节旧电池(学生看不出是旧电池)，实验结果令同学们傻眼了，两个观点都不对，灯泡既没变亮，也没烧毁，而是变暗了，此时关于内电路、外电路以及闭合电路的教学也就水到渠成了.教师再适时地进行情感态度价值观的教育，提醒学生一切不要凭直觉、凭经验，要尊重实验事实，尊重科学.

3 多方设计实验方案，培养学生科学思维能力

图2

通过实验方案的设计，可让学生触类旁通，培养学科思维能力.例如，在摩擦起电实验中，除了验电器或验电羽外，怎样让学生直观地感受到产生的电荷呢？用毛皮或丝绸来回摩擦空心吸管几次，然后将验电笔中的氖泡一个电极沿着空心吸管的表面慢慢移动，氖泡会断断续续的发出橙色闪光，同时也发出噼啪放电声(如图2).尽管氖泡发出的橙色辉光滞留时间不长，但只要房间内光线较暗，就能看清氖泡内橙色的闪烁光.

再如，在演示电荷间相互作用时可设计如下几个实验方案.

方案一

实验器材：铁架台、细线、毛皮、丝绸、橡胶棒、有机玻璃棒.

图3

实验过程：(1) 如图3所示，将橡胶棒悬挂在铁架台上，用毛皮摩擦悬挂在铁架台上的橡胶棒.

(2) 用毛皮摩擦另一根橡胶棒，将其靠近悬挂在铁架台上的橡胶棒，观察悬挂在铁架台上的橡胶棒的转动情况.

(3) 用丝绸摩擦有机玻璃棒，将其靠近悬挂在铁架台上的橡胶棒，观察悬挂在铁架台上的橡胶棒的转动情况.

图4

方案二

实验器材：丝绸、带有底座的灯泡、圆珠笔笔芯、有机玻璃棒、塑料袋.

实验过程：(1) 如图4所示，用塑料袋摩擦笔芯，将其平放在灯泡上.

(2) 用塑料袋摩擦另一笔芯，将其靠近灯泡上的笔芯，观察灯泡上的笔芯的转动情况.

(3) 用丝绸摩擦有机玻璃棒，将其靠近灯泡上的笔芯，观察灯泡上的笔芯的转动情况.

方案三

实验器材：吸管、细线、毛皮、丝绸.

实验过程：(1) 如图5所示，用细线将两根吸管的一端缠住，拎起细线的中间，观察两根吸管的相对位置.

(2) 如图6所示，用毛皮(丝绸)来回摩擦两根吸管，拎起细线的中间，观察两根吸管的相对位置.

(3) 如图7所示，用手接触吸管，使吸管不带电，再用毛皮摩擦一根吸管，用丝绸摩擦另一根吸管，拎起细线的中间，观察两根吸管的相对位置.

方案四

实验器材：电子起电机、电学实验底板、电源适配器、导线、通用底座、电容极板、挂杆、泡沫球、细线、箔片.

实验过程：(1) 如图8所示，用箔片将泡沫球包住，将挂杆、电容板、通用底座安装到电学实验底板上.

图8

(2) 用导线将两个电容极板连接到电子起电机上，打开电子起电机开关，观察泡沫小球在两板间的运动情况.

(3) 断开开关，用导线消除两板上的剩余电荷.

实验原理：带电体可以吸引轻小物体，当两电容极板连接电子起电机的两极时，两电容板带相反的电荷，两板间的泡沫球会被近处带电荷的极板吸引，泡沫球带与该电容板带相同的电荷，由于电荷间的相互作用，泡沫球向另一电容板靠近，当接触另一电容板时，泡沫球又带与该电容板相同的电荷，又飞向另一电容板，以此类推，泡沫球就一直在两板间运动，并与板碰撞发出声响.

方案五

实验器材：电子起电机、电学实验底板、电源适配器、导线、植绒盒、泡沫球、箔片.

实验过程：(1) 如图9所示，将植绒盒安装在实验底板上，将泡沫小球用箔片包住并放入植绒盒中，盖上盒盖.

图9

(2) 用导线将植绒盒的上下两极板连接到电子起电机上，并接通电源，调节电子起电机输出电压，观察泡沫小球的运动情况.

(3) 断开开关，用导线消除两极板上的剩余电荷.

该实验原理类似于方案四的原理，但现象更明显，当调高电子起电机上的电压时，泡沫球运动加剧，并看到较强的电火花，对学生的视觉和听觉冲击较大，吸引了学生的注意力，激发了学生的好奇心.

在传统教学中，教师往往会拘泥于教材，只做教材中现有的实验，其实，我们可以利用现有的实验教学条件，积极地创造条件，根据教学内容合理设计实验，使实验与教学内容水乳交融，让学生在启发中思索，充分调动其主观能动性，从而达到有效教学的目的.

[1] 陈爱国.刍议高中物理课堂演示实验的有效性[J].中学物理教学参考，2013，(1-2).

[2] 刘玲，姜晓梅.对高中物理演示实验进行创新的几点思考[J].物理教师，2016，(2).