完善物理实验情境——以“二力平衡”为例

□江苏省镇江市第三中学 黄青

一、创新原有物理实验的必要性

1.原有物理实验存在的问题。原有的物理实验多是建立在已知结论的验证型演示实验，学生在观察教师演示前都知道教师大概要做什么动作，得到什么结论。如此一来，学生失去了新奇感，失去了自主探究的乐趣，而且往往验证型的实验只急于得出结论，而不考虑实验结论是否全面。以“二力平衡”这节中探究二力平衡条件的实验为例，就存在着上述两个问题：一是教师演示实验论证物体静止时二力平衡条件，二是教师只演示了静止时的二力平衡条件，而物体的平衡状态应该包括保持静止状态和匀速直线运动状态两种情况，但是因为匀速直线运动的效果很难达到，教师一般都选择只完成静止状态的实验，条件不够充分,所以结论并不全面。

2.针对原有物理实验问题的改进创新。改进原有的物理实验，需要动一番脑筋。以“二力平衡“为例，不能说演示实验不好，就放手让学生漫无目的地探究。在学生探究前，教师应该安排一系列的铺垫，比如受力分析、小游戏等让学生大概明白应该探究的方向，从而有针对性地探究。另外，针对结论不够全面的问题，教师采用了电动机匀速转动来拉动细绳的方法，改进了实验器材，从而完成了匀速直线运动情况下二力平衡的探究，将结论全面化。

二、基于完善物理实验情境的教学设计——苏科版八年级下《二力平衡》

1.教学设计思路。平衡状态是物体运动状态中最基本的一种状态，也是初中物理中重点要求掌握的一种状态。从学生的认知角度，根据力的作用效果，学生了解到物体的运动状态与它受到的力的作用是密不可分的。遵循“从生活走向物理，从物理走向社会”的设计理念，本课在设计时首先通过生活中最常见的几个场景，引入平衡状态的概念，再根据学生已经掌握的知识，对这些物体进行受力分析，使学生对物体处于平衡状态时的受力特点有初步了解，在此基础上通过一个小游戏进一步启发学生对二力平衡的条件进行猜想，并设计实验，动手探究，得出结论。由于实验器材的限制，在以往的教学中，教师和学生的实验都是针对物体处于静止状态时的探究，而本节课的创新之处在于，教师依靠对实验器材的改进，在学生实验的基础上，演示物体做匀速直线运动时对二力平衡的条件进行探究，将整个探究过程完整化，最后将二力平衡运用到社会生活，解决实际问题。

2.教学目标：（1）知道平衡状态以及物体在平衡力的作用下保持平衡状态。（2）知道二力平衡以及二力平衡的条件。（3）学会解决实际社会生活中的二力平衡问题。

3.教学重点。探究二力平衡的条件。

4.教学难点。学会应用二力平衡的条件解决实际问题。

5.教学资源。多媒体，小卡片，细线，钩码，弹簧测力计，氢气球，匀速测力计。

6.教学设计。引入：教师提问：氢气球在空中静止，处于平衡状态。它受几个力？学生：两个力。重力和浮力。教师：这个氢气球受到重力和浮力而平衡，为什么有些组的氢气球也是受到重力和浮力却不能平衡？同学们根据这个现象想研究点什么呢？学生：物体所受两个力在什么情况下可以平衡呢？教师：根据我们刚刚的小游戏和前面的受力分析，同学们认为在什么情况下物体可以二力平衡呢？学生回答，教师将学生的猜想写在黑板上。教师：请同学们用桌上的实验器材，设计实验方案验证你们的猜想，交流讨论。根据讨论后的方案动手实验。请同学在讲台上演示成果。教师提问：同学们刚刚通过实验得出了结论，那同学们对自己的实验过程还有什么疑问吗？学生回答。（可能会回答：我们只完成了静止时的平衡情况，匀速直线运动没有验证，结论不全面）教师：很好，是个善于动脑的同学，那你们为什么不试着去验证匀速直线运动的情况呢？学生：因为很难让物体保持匀速直线运动，用手拉太不精确。教师：老师这有一个改进后的实验器材，老师叫它“匀速测力计”请同学们和教师一起来期待它大显神威。教师演示匀速直线运动下的二力平衡。由此证明，物体做匀速直线运动时，也一样满足我们刚刚总结出的二力平衡条件，现在我们可以说，我们的研究是全面的，我们的结论是经得起推敲的。请同学们完成习题检测。回答，交流，评估。介绍二力平衡在生活中的应用。悬浮的磁铁：磁悬浮列车的原理（物理运用于社会）。总结本课知识点。最后，请同学们课后思考一个问题，物体在平衡力作用下可以保持平衡状态，如果物体受到的力不平衡，那物体将会出现什么状态呢，我们将在后面的学习中继续探究。

三、结语

物理实验是物理教学的重要组成部分。一个好的物理实验能调动学生学习本节知识的兴趣，能加深学生对本节知识的记忆，甚至能对学生培养逻辑思维有帮助。所以教师在备课时要着重备好每一个实验。基于创新物理实验的教学设计应该注意以下：1.关注学生的兴趣——兴趣是学生学好知识的关键，这应该已经得到大家的公认了。2.关注学生的探究能力的培养——以物理为代表的理科，最注重的就是实验能力。往往很多伟大的理论都起源于一个很有代表性的物理实验，更不用说一些伟大的发明了。3.关注实验的真实性和全面性——以物理为代表的理科要求有严谨的逻辑思维，有科学的学习方法。所以作为物理教学的重点，实验一定要全面真实可信，严谨性对科学来说是神圣不可侵犯的。