物理实验教学对物理学科学习的作用分析

徐凯

（南京六合中等专业学校，江苏 南京 210000）

1 引言

基于学生角度看，中专物理教学较为抽象和单调[1]。中专学生对普通高中学生而言物理基础知识较为薄弱，对物理课程知识点的抽象和单调内容理解起来更加的吃力。基于教学侧重点看，中专物理教学的重点和高中物理教学存在明显的差别。高中物理课程的教学目标是为学生更进一步的学习物理学科知识打基础，而中专物理课程教学的目标则更加偏向于学生动手能力的培养[2]。中专学生物理课程教学过程中，应以提高学生动手能力为目标导向，更注重培养学生物理实验操作的专业性和严谨性，把其打造成更接近于生活应用场景的应用型技术人才。基于设备角度看，中专物理教学欠缺足够的实验设备。物理学科本身需要涉及大量的实验活动，中专物理教学的目标又是培养学生的实验动手能力，因此应该为中专物理教学实践配备更加充足的实验设备。目前，各中专院校因为各种现实原因的考量，在物理实验设备的配备上存在一定的缺口。

2 物理实验教学的四种实验形式

实验教学是物理教学实践活动中较为重要的一种教学形式。物理实验教学分为课外实验、分组实验、课间小实验和示范实验四种具体的实验形式。课外实验指的是老师给学生布置的物理实验类型的课后练习题；分组实验是指老师按照一定原则将学生分成若干小组，然后分别操作具体的物理实验；课间小实验指的是在物理教学活动间隙内进行的小型实验，通常由老师指定学生来操作完成；示范实验主要以老师或老师指定的人进行物理实验表演。其中课外实验要求学生在做实验前，自行准备实验需用的简易实验器材或器具。分组实验要求学生亲自动手操作仪器，并对自己观测获取的实验数据进行分析和总结。课外实验和分组实验都较为强调学生的动手能力，而课间小实验和示范实验更强调学生对具体物理实验概念和过程的理解，更强调实验操作的规范化。另外示范实验是物理试验教学实践中应用最为普遍的一种教学方式，是老师帮学生快速学习物理知识点的重要利器。通常所言的“物理实验教学”默认指代的便是示范实验教学形式。

3 物理实验教学对物理学科学习的作用

3.1 物理实验教学将枯燥的知识点学习转化为有趣的动手活动，提升学生学习物理课程的积极性

物理实验教学能将枯燥的物理学科知识点教学转化成更有趣的动手活动。对中专学生而言，物理学科的课程知识点相对比较抽象和艰深。学生在学习物理学科知识点时，往往缺少足够兴趣和动力。加之物理课程的知识点间存在较为密切的联系，学生若是对前一个物理知识点掌握的不够牢固，便会影响下一个知识点的学习。如此往复，学生一旦对物理课程知识点学习出现盲区，就会不断滚雪球，彻底跟不上课。物理实验教学能更直观的帮助学生们观察到中专课程知识点涉及到的实验现象，有利于学生更深刻的理解物理现象包含的知识点。物理实验教学将枯燥的物理课程知识点学习过程变成一个动手和观察的过程，不仅降低了学生学习的难度，而且通过学生亲自参与物理实验操作过程，增加了学生对物理学知识的学习兴趣和积极性。

例如“超重与失重”知识点的教学实践中，老师可用钩码和纸条做物理学小实验，激发学生好奇心和参与欲望。示范实验前，老师不要直接对学生描述实验过程，要特别强调让学生自行观察实验过程。让学生们通过自己的观察比较课本上的知识点信息和物理实验过程间存在的差异，勾起学生们对物理实验和知识点的好奇心。老师要引导学生们思考，追问“造成这种差异的原因是什么？”具体实验中，老师可以把纸条对折挂在砝码下端，引导学生思考如何将纸条扯断。学生们在开始讨论前，老师可以通过位置临近的原则设置若干学生分组，让学生们各自提出自己的想法，然后分别验证自己的想法。老师要允许学生进行多次试错和细致观察，让其仔细比较缓慢拉动纸条和快速拉动纸条的结果差异，看哪种情况更容易拉断纸条。当学生能准确判断出更容易扯断纸条的方法后，将实验中的纸条更换为测力计来进行。老师可以让学生亲自实验均速和变速拉动测力计上升和下降，比较匀速拉动和变速拉动砝码状态下测力计数据。

为了加深学生对“超重与失重”现象的认知，可让学生站立在体重秤上做起立和下蹲动作，并观察体重秤上的体重数据变化。老师还可以给学生布置课外实验任务，让学生将体重秤搬到电梯内实验，让学生站在体重秤上，观察电梯上行和下行时体重秤数据的变化，让学生认知坐电梯时也会出现超重或失重现象。为进一步拓展学生对“超重与失重”现象的认知，老师还可以让学生们注意在课下观察日常生活中还有哪些和坐电梯一样也会出现超重或失重的现象。

3.2 将物理实验作为学生学习物理知识点的具体抓手，帮助学生理解高难度物理课程知识点

物理学重难点知识点，主要集中在物理学原理上。物理学原理通常较为抽象难懂，简单靠照本宣科的名词解释，很难让学生深刻理解其中知识点。物理实验则可成为学生学习物理知识点的具体抓手，帮助学生理解高难度物理课程知识点。

例如“力的分解”知识点的教学实践中，因为知识点和学生日常生活没有直接的关联，学生很难直接的观察和理解这一知识点，更无法深刻体会力被分解出的各种作用力。学生在接触“力的分解”的知识点内容后，往往认识只能停留在纸面文字上。然而，“力的分解”知识点对之后一系列物理课程知识的学习至关重要，必须要学生深刻理解该知识点，甚至能够熟练的对指定力进行分解。因此老师在物理课程教学实践中，必须将该知识点作为重难点进行突破，以确保学生们在今后的物理课程学习中能够跟得上课程进度。老师在“力的分解”教学中开展实验教学，可以帮助学生在学习这一知识点时，找到一个更加具体的抓手来理解“力的分解”的具体原理。

“力的分解”实验教学过程中，老师准备好实验小道具，要求学生带着“如何求解分力？”“分力大小是多少？”两个问题进行示范实验观摩。注意小道具准备时，实验用的绳子一定要是醒目的红色，以便于学生在课堂实验中能更清晰直观的看到力是如何被具体表现出来的。实验教学中，老师先将力的分解过程和分力求解过程实验示范一次，然后抽选学会的学生进行模仿实验操作。具体实验过程是：老师或学生将一根红绳的两端分别系在橡皮和手指上，之后将笔端固定在细绳上，让红绳系手指的一端出现倾斜，系橡皮的一端竖直向下，之后将笔的末端放在手中，便能清晰感知到红绳上传来的两个方向作用力。实验过程中，老师要注意积极引导学生观察手指、橡皮和手心上留下的勒痕迹，判断力在实验中如何产生的作用。在分力求解实验上，老师指导学生将系红绳的物品换成测力计，并在实验中观察和记录测力计的数据。实验最后让学生们根据观测记录数据，判断哪个力是没有分解前的力，哪个力是分解后的分力，依据是什么。

课堂示范实验完成后，老师可以指导学生进行分组实验，让学生们一边亲自动手操作，一边交流各自的观察和结论，加深对“力的分解”相关知识点的理解深度。在课堂实验教学完成之后，老师还可以指导学生观察生活中还有哪些符合“力的分解”的力学现象。

3.3 帮助学生养成主动探究物理现象，深入学习物理课程知识点的好习惯

物理实验教学能够通过类似小游戏的形式对物理知识点进行更深入的理解，有助于培养学生们在物理学习的动手能力，让其能自主对物理学知识点完成抽象到具象的转变过程。换言之，物理课程教学中，是通过实验教学的具体化形态，来减弱学生们学习物理知识点的难度，给学生学习物理知识点一些更具体的抓手，潜移默化的激发学生对物理学课程学习的求知欲，进而帮助学生进行主动的物理现象探索。就中专物理课程而言，其难度明显超过初中物理课程的难度水平，且相关的物理知识点往往和学生们的日常生活距离较远，在学习过程中学生们对知识点形成直观且有深度的认知相对较难，因此更需要物理试验教学为学生学习物理课程知识点提供一个更加具体的抓手，让学生们依靠这些抓手更加方便的去探索物理现象，以培养学生主动探究物理现象，深入学习物理课程知识点的好习惯。

例如“向心力”知识点的教学实践中，课堂教学中老师可以通过示范实验的形式帮助学生完成对向心力原理的具象化，进而帮助学生能够更好的理解向心力原理。“向心力”指的是物体围绕圆心进行圆周运动时，指向圆心的那个力。从“向心力”的名称看，很容易把向心力理解为一个单一的专有的名称，但事实上，向心力可以由任何一种力和数种力形成的合力来充当。在课堂教学中要清晰准确的告诉学生“向心力”的原理，则必须借助实验教学的形式，把向心力进行力量分解，从而确定向心力大小在具体物体上由哪几种性质的力来决定。物理课堂的实验教学上，老师可以先播放一段汽车转弯的视频。让学生们观察在汽车转弯过程中，“乘客有什么肢体反应”，“为什么？”学生经过影片观察发现：汽车乘客在车辆转弯的过程中，身体会不受控制的发生侧倾，侧倾的方向和车的转向方向基本一致，并且乘客的身体明显承受了一个新出现的力。这个力的方向，指向以车辆转弯弧度为圆的圆心。因为圆心位置并不存在一个真实的发力点，故而可以推断乘客身上承受的力，是汽车转向过程中新产生的作用在该方向的多种性质力的合力，也即是向心力。

老师也可以针对向心力布置课外实验和小组讨论任务，让学生们在乘坐汽车时注意观察，汽车拐弯的速度和向心力大小的关系，在个人观察和结论的基础上进行小组讨论，探究汽车拐弯速度和向心力大小具体存在什么关系。随着观察数据的积累，同学们会很明确的判断出：汽车拐弯时乘客承受向心力的大小和汽车拐弯的幅度呈正相关，也即汽车拐弯的幅度越大，乘客承受的向心力越大。

针对半径对向心力大小的影响，老师还可以让学生们自制各种半径长度的圆盘，在上面挂上测力计，测力计尾部再挂上橡皮，以圆盘中心为圆心缓慢转动，然后用手机录制视频采集测力计的数据，比对不同半径长度下橡皮承受力的差距。经过实验对比后，学生们能准确的判断出：向心力的大小还和物体围绕圆心做圆周运动的半径呈正相关，也即半径越长向心力越大。

4 结束语

物理学科学习过程中，其课程知识点本身具有抽象、枯燥的特点。加上中专学生的物理课程基础知识相对普通高中学生更为薄弱，故而在学习物理课程知识点的过程中更容易丧失信心和学习积极性。中专老师要开展高效的物理课程教学活动，有必要借助物理实验教学，将原本抽象枯燥的物理课程知识点转化为更加直观和生动的物理实验活动来进行。物理实验教学的好处是，能有效帮助学生找到物理课程中枯燥知识点的学习抓手，从而减少知识点学习难度，增强学生学习信心和乐趣。