馮 楠 王 林

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運用演示實驗突破高中物理教學難點的實踐研究＊

馮 楠 王 林

摘要：物理學是一門以觀察和實驗為基礎的自然科學，物理實驗是激發(fā)學生學習興趣、啟迪思維的良好載體，是突破教學難點的有效手段。研究目的是加深教師對演示實驗的作用及地位的理解，提升演示實驗技能，進而應用于解決物理教學難點的教學實踐中?；诖耍岢鲈诟咧形锢斫虒W中運用演示實驗突破高中物理教學難點的方法與途徑，希望對中學物理實驗教學的研究起拋磚引玉的作用。

關鍵詞：物理實驗；教學難點；教學設計；教學實踐

物理學是一門以實驗為基礎的學科，實驗是推動物理學發(fā)展的根本源泉。《普通高中物理課程標準》要求改變傳統(tǒng)的學習方式，建立自主、合作、探究的新的學習方式，注重學生的體驗，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。對科學探究尤其是物理實驗的要求是“觀察現象，進行演示和學生實驗，能夠使學生對物理事實獲得具體明確的認識，這是理解概念和規(guī)律的必要基礎。觀察和實驗對培養(yǎng)學生的觀察和實驗能力，培養(yǎng)實事求是的科學態(tài)度，引起學習興趣，具有不可替代的重要作用。因此，要大力加強演示和學生實驗?！盵1]

一、問題的提出

中學物理教學普遍存在“教師難教、學生難學”的局面，物理真的難學嗎？為什么不少中學教師、學生為如何教好、學好物理而頭疼？通過大量調查研究顯示，實驗是物理教學的“金鑰匙”，演示實驗可直觀、形象地解釋物理教學中學生難以理解的抽象知識點；也可生動、有趣地解決學生對物理學習興趣不高的問題。“現行高中物理教材編入的演示實驗，學生實驗比以前有所增加。對實驗的要求也進一步提高，在總課時減少的情況下，學生實驗課時數占總課時的比例有較大的提高”[2]。幾乎每節(jié)課都要做實驗，真正讓學生在“做中學，學中做?！?/p>

因此，本研究利用演示實驗的方法解決物理教學難點，加深教師對演示實驗在物理教學中作用及地位的理解，提升演示實驗技能從而應用于解決物理教學難點的問題，同時也為課程改革不斷深化提供一些啟示、為長期處于教學環(huán)境下的一線教師和相關人員提供一些思路和教學參考，最終達到促進學生可持續(xù)發(fā)展和健康成長。

二、演示實驗與物理教學難點的概念界定

1.演示實驗

根據當代教育思想和現行新課程理念，我們可以認為演示實驗是教師為了達到一定的教學目的把要研究的物理實驗現象展現給學生，在實驗過程中滲透科學探究的方法和思想，充分發(fā)揮學生學習的主動性，啟發(fā)引導學生進行觀察和思考，讓學生獲得感性的認識，并與學生協(xié)同合作、共同分析討論有關實驗現象，最終指導幫助學生歸納得到實驗現象的本質和規(guī)律的一種實驗教學方式。

2.物理教學難點

在實際的物理教學中，物理教學難點有兩層含義：一是物理教學中難以解決的問題，如學生具有情緒、行為等方面的問題，教材編排難以使學生掌握相關物理概念，學習受時間、空間的限制；二是學生已有知識水平與將要學習的知識之間的差異構成的難理解易混淆的知識。本文中的教學難點是以上兩種思路的結合。那么，如何利用實驗突破物理教學中的難點？如何利用演示實驗達到高效課堂？如何利用演示實驗為學生創(chuàng)設思維臺階？如何使用自制教具的演示實驗方法克服課本已有實驗的不足？如何利用信息技術克服教學在時間空間所受的限制？這些利用演示實驗突破物理教學難點的研究卻鮮有滿意的回答。

三、運用演示實驗突破高中物理教學難點的方法與途徑

1.演示實驗創(chuàng)設情景 突破學習物理興趣不高的難點

在高中物理教學中，學生往往覺得物理難學，不喜歡學習物理，如何突破學生學習物理興趣不高的難點。為此，通過問卷調查以及訪談調查，歸納總結出利用演示實驗創(chuàng)設情景，能有效突破高中物理學習興趣不高的難點。

【案例一】《楞次定律》新課引入

給學生展示自制條形磁鐵，條形磁鐵的磁感線以及方向均已模擬出來，演示當條形磁鐵向下插入或向上拔出過程中閉合回路磁通量的變化情況，并復習產生感應電流的條件：只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應電流。既然閉合回路中有感應電流產生，那么感應電流的方向又如何判定呢？從而引入本節(jié)內容楞次定律。

為了提高學生的學習興趣，引入一個趣味小實驗。如圖1所示，自制一個平板小車和兩個小黑盒，黑盒里面一個裝有鋁環(huán)，另一個裝有磁鐵，當用強力磁鐵分別靠近黑盒時會有不同的運動情況，讓學生猜一猜兩個黑盒中裝的是什么？給學生展示黑盒中的物體并做一分析，磁鐵之間的相互作用力是同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引；鋁環(huán)產生了感應電流，感應電流會激發(fā)出自己的磁場，感應電流的磁場與磁鐵的磁場發(fā)生相互作用。那么感應電流的磁場與原磁場之間有什么樣的關系，遵循什么樣的規(guī)律呢，鋁環(huán)中感應電流的方向又如何判斷，從而引入下一個學生實驗。

圖1 自制實驗小黑盒

2.創(chuàng)設思維臺階 化解物理知識本身的難點

物理概念、規(guī)律通常抽象晦澀，學生難以理解。因此本文提出運用演示實驗在學生建構物理知識時，為其創(chuàng)設思維臺階，降低難度，化解物理知識本身難以理解的難點。

【案例二】《自感》

在高中物理教學中，自感現象摸不著，看不到，自感現象的概念理解成為物理教學中的難點，為此，設計一個演示實驗的小游戲，可以使學生切實感受到自感電流的存在，從而建構自感的物理概念。

當一個線圈中電流變化時，它產生的變化的磁場會在另一個線圈中激發(fā)出感應電動勢，那么在線圈自身會不會激發(fā)出感應電動勢呢？帶著這個問題，接下來做一個非常有趣的實驗——千人震實驗。介紹裝置：2節(jié)干電池，1個線圈，與開關構成了1個回路，在線圈的兩端引出2根導線，15位學生手拉手按如圖2所示方式并聯在線圈兩端，旁邊的2位學生分別握住裸露導線的兩端，人體接入電路的電路示意圖如圖3所示。教師閉合開關，學生沒有觸電的感覺，很高興。實驗結束，教師迅速將開關斷開，學生猛跳起來，有觸電的感覺。

圖2 千人震實驗

圖3 千人震實驗電路示意圖

開關閉合時，加在人體兩端的電壓約為3 V，所以沒有觸電的感覺。開關斷開瞬間，流過線圈的電流突然減小，則穿過線圈的磁通量也突然減小，根據電磁感應定律，線圈中就會產生感應電動勢，較高的自感電動勢使人有強烈的觸電感覺。由于線圈本身電流發(fā)生變化，使得線圈自身產生感應電動勢的現象，我們把它叫作自感現象，產生的感應電動勢我就稱為自感電動勢。

四、結束語

通過研究，筆者認為靈活運用演示實驗對突破高中物理教學難點有很高的實效性。然而，并非所有的物理教學難點都能夠利用演示實驗突破，因此，本課題還需不斷的反思與總結，力求通過探究實驗、演示實驗、學生自主實驗等多種實驗方式，形成一個完整有效的體系，為物理的新課程教學改革作一些積極有益的探索。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準[M].北京:人民教育出版社,2003.

[2] 黃勝勝.運用實驗突破高中物理教學難點的教學設計與實踐[D].甘肅:西北師范大學,2007.

作者信息

馮楠，在讀碩士研究生。王林，碩士，教授。寧夏大學物理電氣信息學院，750021

*基金項目：國家科技部項目(編號：2011DFA11780)；教育廳科研項目(編號：NGY2013012)。