基于实验情境的物理习题教学探索

马炜

摘 要：习题教学是物理教学的重要环节之一，习题教学的质量直接影响着学生对物理知识的掌握，影响物理教学的有效性.要想提高习题教学的有效性，我觉得要将文字叙述转化为物理图景或者物理情景，将“生活世界”纳入课程内容的范畴，把间接经验真正转化为学生的直接经验.而创设实验情境是获得直接体验的很好途径，本文就借此机会来谈谈基于实验情境的物理习题教学探索.

关键词：实验情境：物理习题教学

中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1008-0333（2021）10-0088-02

习题教学是物理教学的重要环节之一，习题教学的质量直接影响着学生对物理知识的掌握，影响物理教学的有效性.

学生觉得物理很难，课上学的东西，课下做题都用不上，感觉物理距离实际生活很是遥远，开始对物理产生恐惧心理.不少老师常常无奈地这样抱怨：这道题已经讲了好几遍了，学生怎么还是做错呢？要打破这种现有模式的习题教学，提高习题教学的有效性，我觉得要将文字叙述转化为物理图景或者物理情景，将“生活世界”纳入课程内容的范畴，把间接经验真正转化为学生的直接经验.

笔者根据新课程的教学理念，创设学生获取直接经验的条件和情景——做实验.将抽象的物理情景变为形象的实物，最好可以自制教具，达到每小组一副教具，让学生带着问题仔细观察，动手操作，通过实物触摸、感受，调动他们学习的热情，激发学生主动求知的欲望，变“被动 ”为“主动”，变“要我学”为“我要学”，使学生的学习由被动的接受到主动的获取.

通过物理小实验创设物理情景，使学生获取直接经验，在获取直接经验的过程中体验物理，使学生在实验过程中边做边学;在做中领悟书本上间接经验，即物理概念和物理规律的实质;在实验过程中体验探索的艰辛与乐趣，学会学习，学会创新……下面结合几个具体的案例，谈谈自己在这方面的一些探索.

一、借助实验，帮助学生形成空间立体感

由于高二学生刚接触到立体几何，学生的空间立体感很差，空间想象能力、分析能力明显薄弱.立体的情境图怎么看都是平面图，想象不出立体的运动情景.在本学年的物理学习中，有很多立体运动，如磁场中带电粒子的运动，宇宙中天体的运动等等.针对这一情况，我在教学中尽量通过简单实验解决这一问题，使学生能够在体验中学习.

例1 如图1所示，一束带电粒子平行于小磁针沿水平方向飞过小磁针的上方时，发现小磁针的N极向纸里转.这束带电粒子可能是（ ）.

图1

A.向右飞行的正离子

B.向左飞行的正离子

C.向右飞行的负离子

D.向左飞行的负离子

1.学生的解

（1）无从下手，不知道哪个正确.

（2）感觉都不是正确答案.由题意知道，虚线是磁场线的方向，利用右手螺旋定则，应该是通电螺线圈才对.

本题中小磁针的运动是立体的，“向纸里转”，体现了三维的立体坐标，同时，也是本题的隐含条件——小磁针所处的空间位置有指向纸里的磁场.可即使是提示了学生，仍然达不到预期的效果.为了帮助学生在头脑中呈现正确的物理情景，形成空间立体感，我有针对性地设计了下面的探究活动.

2.学生实验

两人一组，所需器材为：小磁针一个，通电金属棒一根，通电螺线管一个，直流电源一个，导线若干.实验时，一人负责观察小磁针的运动情况;一人负责改变金属棒或螺线管的电流方向，将实验结果填入准备好的表格.

情况分类

通电瞬间小磁针的N极运动情况

小磁针在导线（管）上方小磁针在导线（管）下方

通电金属棒垂直棒与磁针所在平面向外

垂直棒与磁针所在平面向里

垂直棒与磁针所在平面向里

垂直棒与磁针所在平面向外

通电螺线管沿螺线管向右沿螺线管向右

沿螺线管向左沿螺线管向左

通过实验，学生很快就能总结出，（1）小磁针的N极的运动情况是“顺从于”小磁针所处空间位置的磁场线的走向的.（2）小磁针的N极在空间某一位置上的运动情况，说明了这个位置的磁场的有无和磁场线的方向.简单的一个探究实验，却十分有效的使学生形成自己的空间立体感，提取出这类题目中的隐含条件，轻松地解决这一类问题，有效地消除了学生对“场”中问题的恐惧感.

二、借助实验，引导学生走出思维定势

例2 如图2所示，在倾角θ=30°的粗糙斜面上放一物体，重力为G，现用与斜面底

图2

边平行的力F推物体，物体恰能在斜面上做匀速直线运动，求物体与斜面间的动摩擦因数.

学生的解

（1）物体做匀速直线运动，受力平衡，故而有F=f=μmgcosθ.

解得μ=Fmgcosθ=23F3G.

（2）物体受到两个摩擦力作用，一个是滑动摩擦力，与F平衡，即（1）中的f;另一个是静摩擦力，与重量的下滑分量mgsinθ平衡.

本题中物体的受力是三维的，并非是常见的在某一直线上或某一平面上的受力平衡，上面两种解法本质是相同的，那就是他们都已认定原先静止的这个物体在受到力F后，必定是沿着F的方向做勻速直线运动的，这是学生的思维定势在作怪.

笔者认为在教学中要认真纠正学生的这种错误的思维定势，只是各种方法效果都不是很好，笔者尝试着通过实验，让学生动手操作，真正体验，效果显著.

三、借助实验，指导学生转变学习方式

例3 高速公路边的导向牌用钢管a， b固定在立柱上，如图3所示，对钢管a， b受力分析正确的是（）.

A. a被拉伸， b被压缩

B. a被拉伸， b被拉伸

C. a被压缩， b被压缩

D. a被压缩， b被拉伸

课堂上，我请每位同学拿出物理课本3-1，站起来做两件事：

（1）用右手的食指和中指夹住课本的上半部分，观察课本的状态.感受手指用力的部位.得到图4.

（2）同时用左右手的食指和中指分别夹住课本的上半部分和下半部分，观察课本的状态，感受作用手分别用力的部位.得到图5.

例4 如图6甲所示，用一根细绳和一根轻直杆组成三角支架，绳的一端吊在手指上，杆的一端顶在掌心.当在A处挂上重物时，绳与杆对手指和手掌均有作用力，对这两个作用力方向的判断完全正确的示意图是图6乙中（）.

学生实验：每人一根绳子，一把直尺，一块橡皮，如图6丙所示.接下来，我不用多说什么，学生自己就能做出正确的选择.

两个实验，不过用时七八分钟，但可以让学生充分体验.实验过程中学生的大脑已知处于兴奋状态，思维积极的活动起来.

从单纯的间接经验的学习中，转向在直接经验的获取中，培养学生观察、探究的能力，理解物理概念，掌握物理规律，消除学生对物理产生的神秘感和恐惧感，为学生进入体验性学习做好铺垫.

上好习题教学课是提高有效教学的重要途径，因为每一次习题课教学，实际上都是一次发现问题、解决问题的过程，既是学生发现问题、解决问题的过程，又是教师发现教学问题、改进教学问题的过程.在习题教学中增加实验，不仅可以使学生了解实验在物理教学中的重要地位，使学生加深对物理概念和规律的理解;同时也是巩固和深化所学的理论，发展逻辑思维和综合思考能力，培养学生认真严密的科学态度的重要方法.习题教学中增加实验，不失为提高习题课教学甚至是提高教学有效性的有益尝试.

参考文献：

[1]项其杰.实验探究在习题教学中的应用[J].物理教学，2011，33（02）：49-50.

[2]赵兵.体验性学习在初中物理教学中的应用

[J].中学物理，2010，28（04）：19-20.

[责任编辑：李 璟]