莊慶華

摘 要： 中學(xué)物理教師應(yīng)在認(rèn)真解讀教材的基礎(chǔ)上，盡可能創(chuàng)造機(jī)會(huì)，讓學(xué)生有更多參與實(shí)驗(yàn)、領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)思想的途徑，從而增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值。教師應(yīng)發(fā)揮自身的引領(lǐng)作用，充分利用教材，挖掘出有價(jià)值的教學(xué)資源，特別是實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源。

關(guān)鍵詞： 高中物理教材 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 拓展 創(chuàng)新 挖掘

諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者楊振寧教授曾題詞“物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為本的科學(xué)”。他不僅抓住了物理學(xué)的根本特征，更重要的是點(diǎn)出了實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)發(fā)展中的重要地位。物理學(xué)實(shí)驗(yàn)是人類認(rèn)識世界的一種重要活動(dòng)，是進(jìn)行科學(xué)研究的基礎(chǔ)。在教學(xué)中，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)過程能有效提高觀察、分析、自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、有效選擇儀器、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并最終得出結(jié)論等綜合能力，還能培養(yǎng)科學(xué)的探究思想與素養(yǎng)。因此，中學(xué)物理教師應(yīng)在認(rèn)真解讀教材的基礎(chǔ)上，盡可能創(chuàng)造機(jī)會(huì)，讓學(xué)生有更多參與實(shí)驗(yàn)、領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)思想的途徑。

一、立足教材拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)渠道

教師應(yīng)有意識對某些教材的施教方式進(jìn)行大膽處理，盡可能挖掘可讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的教學(xué)環(huán)節(jié)。例如，筆者對選修3-1“串聯(lián)電路的分壓作用和電壓表”及“并聯(lián)電路的分流作用和電流表”的教學(xué)做如下處理。給每組學(xué)生分發(fā)拆去后蓋的電壓表、電流表各一個(gè)（圖1、圖2所示），先讓學(xué)生觀察電壓表的電路結(jié)構(gòu)并畫出電路圖（告知圖中框格內(nèi)為靈敏電流計(jì)）。學(xué)生畫出如圖3的電路圖后，再讓學(xué)生思考不同量程的電路區(qū)別，這樣學(xué)生就很容易理解串聯(lián)分壓原理是如何應(yīng)用到電壓表的改裝中的。緊接著讓學(xué)生觀察電流表的電路結(jié)構(gòu)并畫出電路圖（比較難，先讓學(xué)生按不同量程畫，然后對比），學(xué)生畫出如圖4、圖5電路圖。教師適時(shí)引入等效內(nèi)阻的觀點(diǎn)，再讓學(xué)生找出兩圖的共性，不難發(fā)現(xiàn)兩者具有如圖6電路圖的共同效果。這時(shí)，學(xué)生就很容易發(fā)現(xiàn)并聯(lián)分流原理在電流表中的應(yīng)用，之后讓學(xué)生應(yīng)用并聯(lián)分流原理分析實(shí)際電流表是如何在同一電流計(jì)上實(shí)現(xiàn)改裝成0.6A、3A兩個(gè)不同量程的。通過這樣的教學(xué)處理，筆者發(fā)現(xiàn)相對原來直接從串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流原理入手講授表頭改裝的從理論到理論式傳統(tǒng)教法，學(xué)生理解更透徹，同時(shí)對物理知識在生活中的實(shí)際應(yīng)用也有較深體會(huì)，學(xué)習(xí)興趣逐漸提高。

圖1 圖2

圖3 圖4

圖5 圖6

二、用創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)彌補(bǔ)教材存在的缺憾

教材往往因課堂教學(xué)條件或?qū)W生的認(rèn)知因素，會(huì)對一些知識或認(rèn)知環(huán)節(jié)有意規(guī)避。經(jīng)常給授課教師帶來一定的教學(xué)困擾，也不可避免地在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中留下困惑。對于教材中的這種缺憾，教師應(yīng)充分利用學(xué)?，F(xiàn)有設(shè)備或?qū)W生身邊可替代的材料進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

高中物理選修3-4教材在處理“探究影響單擺振動(dòng)周期的因素”實(shí)驗(yàn)中，只體現(xiàn)探究振幅、小球質(zhì)量及擺長對單擺周期的影響，始終避開探究重力加速度g對單擺周期是否存在影響的內(nèi)容。這往往會(huì)造成學(xué)生對單擺周期公式中突兀出現(xiàn)的g有認(rèn)知上的排斥，通常教師只能用物理學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)得出二者具有相關(guān)性進(jìn)行解釋。筆者對這個(gè)探究做了個(gè)小補(bǔ)充，如圖7所示，鐵架臺(tái)上懸掛兩個(gè)擺長及擺球質(zhì)量相等的單擺，互相隔開一段距離，在其中一個(gè)擺球正下方放置一條形磁鐵，然后將兩球拉開相同角度釋放。學(xué)生很明顯可以觀察到下方有磁鐵的擺球擺得快，振動(dòng)周期小。這時(shí)教師只需引導(dǎo)學(xué)生從受力差異比較，就能得出其他條件相同時(shí)，受到吸引力大的單擺振動(dòng)周期小，根據(jù)牛頓第二定律，沒有磁鐵的擺球加速度a=（mg）/m=g，有放磁鐵的擺球加速度a=（mg+F■）/m=g/（等效重力場，相當(dāng)于所受重力變大，重力加速度增大）。經(jīng)過如此處理，學(xué)生就能明白為何單擺振動(dòng)周期與g有關(guān)，同時(shí)也能掌握等效重力場這種物理學(xué)常見的等效思想。課后筆者布置一道拓展題：

圖7 圖8

如圖8所示，有一個(gè)帶電量為q的擺球，擺長為L，讓它在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中豎直面內(nèi)擺動(dòng)，求該單擺的振動(dòng)周期。最終學(xué)生均能正確完成此題。

三、充分挖掘教材中經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)的科學(xué)之魂

高中教材中有些物理學(xué)史上的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)簡介，它們都極其豐富地體現(xiàn)了物理學(xué)思想和科學(xué)研究方法，最主要的是向我們呈現(xiàn)了物理學(xué)家的精妙物理思維。然而由于這些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)在課堂教學(xué)中的不可呈現(xiàn)性，往往導(dǎo)致教師將其當(dāng)成科普材料讓學(xué)生自行閱讀，最終導(dǎo)致學(xué)生錯(cuò)過了與這些物理學(xué)家的一次次“思想與靈魂交流”的機(jī)會(huì)。物理教師有義務(wù)帶領(lǐng)學(xué)生充分體驗(yàn)和感悟。

例如，筆者在處理卡文迪許實(shí)驗(yàn)時(shí)，先用課件動(dòng)畫展示實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)動(dòng)態(tài)過程，然后闡述實(shí)驗(yàn)原理。

如圖9卡文迪許用兩個(gè)質(zhì)量一樣的鉛球分別放在扭秤的兩端。扭秤中間用一根韌性很好的鋼絲系在支架上，鋼絲上有個(gè)小鏡子。用準(zhǔn)直的細(xì)光束照射鏡子，細(xì)光束反射到一個(gè)弧形刻度尺上，標(biāo)記下剛開始細(xì)光束從弧形刻度尺上，照射出的刻度及此時(shí)細(xì)光束反射所在點(diǎn)的刻度，通過刻度差值可以算出旋轉(zhuǎn)角度。在此基礎(chǔ)上，筆者提出問題讓學(xué)生思考：①裝置設(shè)計(jì)中采用哪些物理原理？②為何采用兩個(gè)小球而不用一個(gè)？③此實(shí)驗(yàn)裝置如何實(shí)現(xiàn)變不可測的微小量為明顯可測？④實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心思想是什么？在哪些環(huán)節(jié)體現(xiàn)這一思想？最終通過學(xué)生、師生間的討論，讓學(xué)生理解該實(shí)驗(yàn)利用的是二次放大思想設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)裝置的。一是盡可能地增大了T型架連接兩球的長度使兩球間萬有引力產(chǎn)生較大的力矩，使桿能偏轉(zhuǎn)；二是盡可能地增大弧度尺與T型架的距離使小鏡子的反射光在弧線上轉(zhuǎn)動(dòng)了較長弧度，是弧長明顯可測。通過這樣的教學(xué)處理，學(xué)生能經(jīng)歷整個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思考?xì)v程，從而了解該實(shí)驗(yàn)蘊(yùn)含的物理思想和科學(xué)方法，更深刻地了解卡文迪許的智慧之光。此類經(jīng)典實(shí)驗(yàn)還有物理必修一中牛頓第一定律的伽利略理想實(shí)驗(yàn)、選修3-4光學(xué)中的托馬斯·楊的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)等。

總之，實(shí)驗(yàn)是物理課程改革的重要環(huán)節(jié)，是落實(shí)物理課程目標(biāo)，全面提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑，也是物理課程改革的重要條件和重要課程資源。這就要求教師發(fā)揮自身的引領(lǐng)作用，充分利用教材，挖掘出有價(jià)值的教學(xué)資源，特別是實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源。這將使學(xué)生更充分地體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源中蘊(yùn)含的物理思想及方法，也能使學(xué)生擁有更寬廣的視野，更好地提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]安忠.中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究[M].高等教育出版社，1986.

[2] 廖伯琴，張大昌.物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）解讀[M].湖北教育出版社，2004.4.endprint

摘 要： 中學(xué)物理教師應(yīng)在認(rèn)真解讀教材的基礎(chǔ)上，盡可能創(chuàng)造機(jī)會(huì)，讓學(xué)生有更多參與實(shí)驗(yàn)、領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)思想的途徑，從而增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值。教師應(yīng)發(fā)揮自身的引領(lǐng)作用，充分利用教材，挖掘出有價(jià)值的教學(xué)資源，特別是實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源。

關(guān)鍵詞： 高中物理教材 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 拓展 創(chuàng)新 挖掘

諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者楊振寧教授曾題詞“物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為本的科學(xué)”。他不僅抓住了物理學(xué)的根本特征，更重要的是點(diǎn)出了實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)發(fā)展中的重要地位。物理學(xué)實(shí)驗(yàn)是人類認(rèn)識世界的一種重要活動(dòng)，是進(jìn)行科學(xué)研究的基礎(chǔ)。在教學(xué)中，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)過程能有效提高觀察、分析、自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、有效選擇儀器、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并最終得出結(jié)論等綜合能力，還能培養(yǎng)科學(xué)的探究思想與素養(yǎng)。因此，中學(xué)物理教師應(yīng)在認(rèn)真解讀教材的基礎(chǔ)上，盡可能創(chuàng)造機(jī)會(huì)，讓學(xué)生有更多參與實(shí)驗(yàn)、領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)思想的途徑。

一、立足教材拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)渠道

教師應(yīng)有意識對某些教材的施教方式進(jìn)行大膽處理，盡可能挖掘可讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的教學(xué)環(huán)節(jié)。例如，筆者對選修3-1“串聯(lián)電路的分壓作用和電壓表”及“并聯(lián)電路的分流作用和電流表”的教學(xué)做如下處理。給每組學(xué)生分發(fā)拆去后蓋的電壓表、電流表各一個(gè)（圖1、圖2所示），先讓學(xué)生觀察電壓表的電路結(jié)構(gòu)并畫出電路圖（告知圖中框格內(nèi)為靈敏電流計(jì)）。學(xué)生畫出如圖3的電路圖后，再讓學(xué)生思考不同量程的電路區(qū)別，這樣學(xué)生就很容易理解串聯(lián)分壓原理是如何應(yīng)用到電壓表的改裝中的。緊接著讓學(xué)生觀察電流表的電路結(jié)構(gòu)并畫出電路圖（比較難，先讓學(xué)生按不同量程畫，然后對比），學(xué)生畫出如圖4、圖5電路圖。教師適時(shí)引入等效內(nèi)阻的觀點(diǎn)，再讓學(xué)生找出兩圖的共性，不難發(fā)現(xiàn)兩者具有如圖6電路圖的共同效果。這時(shí)，學(xué)生就很容易發(fā)現(xiàn)并聯(lián)分流原理在電流表中的應(yīng)用，之后讓學(xué)生應(yīng)用并聯(lián)分流原理分析實(shí)際電流表是如何在同一電流計(jì)上實(shí)現(xiàn)改裝成0.6A、3A兩個(gè)不同量程的。通過這樣的教學(xué)處理，筆者發(fā)現(xiàn)相對原來直接從串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流原理入手講授表頭改裝的從理論到理論式傳統(tǒng)教法，學(xué)生理解更透徹，同時(shí)對物理知識在生活中的實(shí)際應(yīng)用也有較深體會(huì)，學(xué)習(xí)興趣逐漸提高。

圖1 圖2

圖3 圖4

圖5 圖6

二、用創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)彌補(bǔ)教材存在的缺憾

教材往往因課堂教學(xué)條件或?qū)W生的認(rèn)知因素，會(huì)對一些知識或認(rèn)知環(huán)節(jié)有意規(guī)避。經(jīng)常給授課教師帶來一定的教學(xué)困擾，也不可避免地在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中留下困惑。對于教材中的這種缺憾，教師應(yīng)充分利用學(xué)?，F(xiàn)有設(shè)備或?qū)W生身邊可替代的材料進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

高中物理選修3-4教材在處理“探究影響單擺振動(dòng)周期的因素”實(shí)驗(yàn)中，只體現(xiàn)探究振幅、小球質(zhì)量及擺長對單擺周期的影響，始終避開探究重力加速度g對單擺周期是否存在影響的內(nèi)容。這往往會(huì)造成學(xué)生對單擺周期公式中突兀出現(xiàn)的g有認(rèn)知上的排斥，通常教師只能用物理學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)得出二者具有相關(guān)性進(jìn)行解釋。筆者對這個(gè)探究做了個(gè)小補(bǔ)充，如圖7所示，鐵架臺(tái)上懸掛兩個(gè)擺長及擺球質(zhì)量相等的單擺，互相隔開一段距離，在其中一個(gè)擺球正下方放置一條形磁鐵，然后將兩球拉開相同角度釋放。學(xué)生很明顯可以觀察到下方有磁鐵的擺球擺得快，振動(dòng)周期小。這時(shí)教師只需引導(dǎo)學(xué)生從受力差異比較，就能得出其他條件相同時(shí)，受到吸引力大的單擺振動(dòng)周期小，根據(jù)牛頓第二定律，沒有磁鐵的擺球加速度a=（mg）/m=g，有放磁鐵的擺球加速度a=（mg+F■）/m=g/（等效重力場，相當(dāng)于所受重力變大，重力加速度增大）。經(jīng)過如此處理，學(xué)生就能明白為何單擺振動(dòng)周期與g有關(guān)，同時(shí)也能掌握等效重力場這種物理學(xué)常見的等效思想。課后筆者布置一道拓展題：

圖7 圖8

如圖8所示，有一個(gè)帶電量為q的擺球，擺長為L，讓它在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中豎直面內(nèi)擺動(dòng)，求該單擺的振動(dòng)周期。最終學(xué)生均能正確完成此題。

三、充分挖掘教材中經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)的科學(xué)之魂

高中教材中有些物理學(xué)史上的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)簡介，它們都極其豐富地體現(xiàn)了物理學(xué)思想和科學(xué)研究方法，最主要的是向我們呈現(xiàn)了物理學(xué)家的精妙物理思維。然而由于這些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)在課堂教學(xué)中的不可呈現(xiàn)性，往往導(dǎo)致教師將其當(dāng)成科普材料讓學(xué)生自行閱讀，最終導(dǎo)致學(xué)生錯(cuò)過了與這些物理學(xué)家的一次次“思想與靈魂交流”的機(jī)會(huì)。物理教師有義務(wù)帶領(lǐng)學(xué)生充分體驗(yàn)和感悟。

例如，筆者在處理卡文迪許實(shí)驗(yàn)時(shí)，先用課件動(dòng)畫展示實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)動(dòng)態(tài)過程，然后闡述實(shí)驗(yàn)原理。

如圖9卡文迪許用兩個(gè)質(zhì)量一樣的鉛球分別放在扭秤的兩端。扭秤中間用一根韌性很好的鋼絲系在支架上，鋼絲上有個(gè)小鏡子。用準(zhǔn)直的細(xì)光束照射鏡子，細(xì)光束反射到一個(gè)弧形刻度尺上，標(biāo)記下剛開始細(xì)光束從弧形刻度尺上，照射出的刻度及此時(shí)細(xì)光束反射所在點(diǎn)的刻度，通過刻度差值可以算出旋轉(zhuǎn)角度。在此基礎(chǔ)上，筆者提出問題讓學(xué)生思考：①裝置設(shè)計(jì)中采用哪些物理原理？②為何采用兩個(gè)小球而不用一個(gè)？③此實(shí)驗(yàn)裝置如何實(shí)現(xiàn)變不可測的微小量為明顯可測？④實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心思想是什么？在哪些環(huán)節(jié)體現(xiàn)這一思想？最終通過學(xué)生、師生間的討論，讓學(xué)生理解該實(shí)驗(yàn)利用的是二次放大思想設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)裝置的。一是盡可能地增大了T型架連接兩球的長度使兩球間萬有引力產(chǎn)生較大的力矩，使桿能偏轉(zhuǎn)；二是盡可能地增大弧度尺與T型架的距離使小鏡子的反射光在弧線上轉(zhuǎn)動(dòng)了較長弧度，是弧長明顯可測。通過這樣的教學(xué)處理，學(xué)生能經(jīng)歷整個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思考?xì)v程，從而了解該實(shí)驗(yàn)蘊(yùn)含的物理思想和科學(xué)方法，更深刻地了解卡文迪許的智慧之光。此類經(jīng)典實(shí)驗(yàn)還有物理必修一中牛頓第一定律的伽利略理想實(shí)驗(yàn)、選修3-4光學(xué)中的托馬斯·楊的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)等。

總之，實(shí)驗(yàn)是物理課程改革的重要環(huán)節(jié)，是落實(shí)物理課程目標(biāo)，全面提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑，也是物理課程改革的重要條件和重要課程資源。這就要求教師發(fā)揮自身的引領(lǐng)作用，充分利用教材，挖掘出有價(jià)值的教學(xué)資源，特別是實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源。這將使學(xué)生更充分地體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源中蘊(yùn)含的物理思想及方法，也能使學(xué)生擁有更寬廣的視野，更好地提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]安忠.中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究[M].高等教育出版社，1986.

[2] 廖伯琴，張大昌.物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）解讀[M].湖北教育出版社，2004.4.endprint

摘 要： 中學(xué)物理教師應(yīng)在認(rèn)真解讀教材的基礎(chǔ)上，盡可能創(chuàng)造機(jī)會(huì)，讓學(xué)生有更多參與實(shí)驗(yàn)、領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)思想的途徑，從而增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值。教師應(yīng)發(fā)揮自身的引領(lǐng)作用，充分利用教材，挖掘出有價(jià)值的教學(xué)資源，特別是實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源。

關(guān)鍵詞： 高中物理教材 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 拓展 創(chuàng)新 挖掘

諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者楊振寧教授曾題詞“物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為本的科學(xué)”。他不僅抓住了物理學(xué)的根本特征，更重要的是點(diǎn)出了實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)發(fā)展中的重要地位。物理學(xué)實(shí)驗(yàn)是人類認(rèn)識世界的一種重要活動(dòng)，是進(jìn)行科學(xué)研究的基礎(chǔ)。在教學(xué)中，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)過程能有效提高觀察、分析、自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、有效選擇儀器、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并最終得出結(jié)論等綜合能力，還能培養(yǎng)科學(xué)的探究思想與素養(yǎng)。因此，中學(xué)物理教師應(yīng)在認(rèn)真解讀教材的基礎(chǔ)上，盡可能創(chuàng)造機(jī)會(huì)，讓學(xué)生有更多參與實(shí)驗(yàn)、領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)思想的途徑。

一、立足教材拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)渠道

教師應(yīng)有意識對某些教材的施教方式進(jìn)行大膽處理，盡可能挖掘可讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的教學(xué)環(huán)節(jié)。例如，筆者對選修3-1“串聯(lián)電路的分壓作用和電壓表”及“并聯(lián)電路的分流作用和電流表”的教學(xué)做如下處理。給每組學(xué)生分發(fā)拆去后蓋的電壓表、電流表各一個(gè)（圖1、圖2所示），先讓學(xué)生觀察電壓表的電路結(jié)構(gòu)并畫出電路圖（告知圖中框格內(nèi)為靈敏電流計(jì)）。學(xué)生畫出如圖3的電路圖后，再讓學(xué)生思考不同量程的電路區(qū)別，這樣學(xué)生就很容易理解串聯(lián)分壓原理是如何應(yīng)用到電壓表的改裝中的。緊接著讓學(xué)生觀察電流表的電路結(jié)構(gòu)并畫出電路圖（比較難，先讓學(xué)生按不同量程畫，然后對比），學(xué)生畫出如圖4、圖5電路圖。教師適時(shí)引入等效內(nèi)阻的觀點(diǎn)，再讓學(xué)生找出兩圖的共性，不難發(fā)現(xiàn)兩者具有如圖6電路圖的共同效果。這時(shí)，學(xué)生就很容易發(fā)現(xiàn)并聯(lián)分流原理在電流表中的應(yīng)用，之后讓學(xué)生應(yīng)用并聯(lián)分流原理分析實(shí)際電流表是如何在同一電流計(jì)上實(shí)現(xiàn)改裝成0.6A、3A兩個(gè)不同量程的。通過這樣的教學(xué)處理，筆者發(fā)現(xiàn)相對原來直接從串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流原理入手講授表頭改裝的從理論到理論式傳統(tǒng)教法，學(xué)生理解更透徹，同時(shí)對物理知識在生活中的實(shí)際應(yīng)用也有較深體會(huì)，學(xué)習(xí)興趣逐漸提高。

圖1 圖2

圖3 圖4

圖5 圖6

二、用創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)彌補(bǔ)教材存在的缺憾

教材往往因課堂教學(xué)條件或?qū)W生的認(rèn)知因素，會(huì)對一些知識或認(rèn)知環(huán)節(jié)有意規(guī)避。經(jīng)常給授課教師帶來一定的教學(xué)困擾，也不可避免地在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中留下困惑。對于教材中的這種缺憾，教師應(yīng)充分利用學(xué)?，F(xiàn)有設(shè)備或?qū)W生身邊可替代的材料進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

高中物理選修3-4教材在處理“探究影響單擺振動(dòng)周期的因素”實(shí)驗(yàn)中，只體現(xiàn)探究振幅、小球質(zhì)量及擺長對單擺周期的影響，始終避開探究重力加速度g對單擺周期是否存在影響的內(nèi)容。這往往會(huì)造成學(xué)生對單擺周期公式中突兀出現(xiàn)的g有認(rèn)知上的排斥，通常教師只能用物理學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)得出二者具有相關(guān)性進(jìn)行解釋。筆者對這個(gè)探究做了個(gè)小補(bǔ)充，如圖7所示，鐵架臺(tái)上懸掛兩個(gè)擺長及擺球質(zhì)量相等的單擺，互相隔開一段距離，在其中一個(gè)擺球正下方放置一條形磁鐵，然后將兩球拉開相同角度釋放。學(xué)生很明顯可以觀察到下方有磁鐵的擺球擺得快，振動(dòng)周期小。這時(shí)教師只需引導(dǎo)學(xué)生從受力差異比較，就能得出其他條件相同時(shí)，受到吸引力大的單擺振動(dòng)周期小，根據(jù)牛頓第二定律，沒有磁鐵的擺球加速度a=（mg）/m=g，有放磁鐵的擺球加速度a=（mg+F■）/m=g/（等效重力場，相當(dāng)于所受重力變大，重力加速度增大）。經(jīng)過如此處理，學(xué)生就能明白為何單擺振動(dòng)周期與g有關(guān)，同時(shí)也能掌握等效重力場這種物理學(xué)常見的等效思想。課后筆者布置一道拓展題：

圖7 圖8

如圖8所示，有一個(gè)帶電量為q的擺球，擺長為L，讓它在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中豎直面內(nèi)擺動(dòng)，求該單擺的振動(dòng)周期。最終學(xué)生均能正確完成此題。

三、充分挖掘教材中經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)的科學(xué)之魂

高中教材中有些物理學(xué)史上的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)簡介，它們都極其豐富地體現(xiàn)了物理學(xué)思想和科學(xué)研究方法，最主要的是向我們呈現(xiàn)了物理學(xué)家的精妙物理思維。然而由于這些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)在課堂教學(xué)中的不可呈現(xiàn)性，往往導(dǎo)致教師將其當(dāng)成科普材料讓學(xué)生自行閱讀，最終導(dǎo)致學(xué)生錯(cuò)過了與這些物理學(xué)家的一次次“思想與靈魂交流”的機(jī)會(huì)。物理教師有義務(wù)帶領(lǐng)學(xué)生充分體驗(yàn)和感悟。

例如，筆者在處理卡文迪許實(shí)驗(yàn)時(shí)，先用課件動(dòng)畫展示實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)動(dòng)態(tài)過程，然后闡述實(shí)驗(yàn)原理。

如圖9卡文迪許用兩個(gè)質(zhì)量一樣的鉛球分別放在扭秤的兩端。扭秤中間用一根韌性很好的鋼絲系在支架上，鋼絲上有個(gè)小鏡子。用準(zhǔn)直的細(xì)光束照射鏡子，細(xì)光束反射到一個(gè)弧形刻度尺上，標(biāo)記下剛開始細(xì)光束從弧形刻度尺上，照射出的刻度及此時(shí)細(xì)光束反射所在點(diǎn)的刻度，通過刻度差值可以算出旋轉(zhuǎn)角度。在此基礎(chǔ)上，筆者提出問題讓學(xué)生思考：①裝置設(shè)計(jì)中采用哪些物理原理？②為何采用兩個(gè)小球而不用一個(gè)？③此實(shí)驗(yàn)裝置如何實(shí)現(xiàn)變不可測的微小量為明顯可測？④實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心思想是什么？在哪些環(huán)節(jié)體現(xiàn)這一思想？最終通過學(xué)生、師生間的討論，讓學(xué)生理解該實(shí)驗(yàn)利用的是二次放大思想設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)裝置的。一是盡可能地增大了T型架連接兩球的長度使兩球間萬有引力產(chǎn)生較大的力矩，使桿能偏轉(zhuǎn)；二是盡可能地增大弧度尺與T型架的距離使小鏡子的反射光在弧線上轉(zhuǎn)動(dòng)了較長弧度，是弧長明顯可測。通過這樣的教學(xué)處理，學(xué)生能經(jīng)歷整個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思考?xì)v程，從而了解該實(shí)驗(yàn)蘊(yùn)含的物理思想和科學(xué)方法，更深刻地了解卡文迪許的智慧之光。此類經(jīng)典實(shí)驗(yàn)還有物理必修一中牛頓第一定律的伽利略理想實(shí)驗(yàn)、選修3-4光學(xué)中的托馬斯·楊的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)等。

總之，實(shí)驗(yàn)是物理課程改革的重要環(huán)節(jié)，是落實(shí)物理課程目標(biāo)，全面提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑，也是物理課程改革的重要條件和重要課程資源。這就要求教師發(fā)揮自身的引領(lǐng)作用，充分利用教材，挖掘出有價(jià)值的教學(xué)資源，特別是實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源。這將使學(xué)生更充分地體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源中蘊(yùn)含的物理思想及方法，也能使學(xué)生擁有更寬廣的視野，更好地提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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