呂培紅

(南京大學附屬中學，江蘇 南京 210008)

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妙用實驗提高物理課堂教學有效性

呂培紅

(南京大學附屬中學，江蘇 南京 210008)

有效教學是教師不斷追求的目標，本文結(jié)合高中物理教學實例,說明如何在課堂教學中巧妙地運用實驗，充分發(fā)揮實驗的功能，從而提高課堂教學的有效性.

高中物理；物理實驗；有效教學

物理學是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學，實驗在中學物理教學中占有重要位置，高中物理教學應促進學生自主學習，讓學生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考.如何借助實驗提高物理教學的有效性，是物理教師不斷探索的問題.

1 創(chuàng)設(shè)實驗情境，幫助學生突破重、難點

物理教學中很多概念的建立是以學生的生活經(jīng)驗為基礎(chǔ)，我們往往展示大量的圖片或文字來喚醒學生的記憶，為何不讓學生實際體驗一下呢？

圖1

以“圓周運動”教學為例，本節(jié)課的教學目標是知道圓周運動，知道描述圓周運動快慢的物理量.借助于日常生活中圓周運動的實例以及演示實驗，學生很容易理解圓周運動的特點，但描述圓周運動快慢的物理量以及物理量之間的關(guān)系是學生理解的難點.我們可以利用課外活動時間，組織學生到操場依次排開，繞桿的一端做圓周運動(如圖1)，然后設(shè)問：這幾位同學中誰運動得比較快？同學們各抒己見，外圈的同學認為自己跑得快，因為相同時間里自己走得多；而內(nèi)圈的同學認為大家跑得一樣快，因為相同的時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度相同.那么如何比較圓周運動的快慢呢？學生通過討論，歸納：在相同時間里比路程、相同時間里比角度、轉(zhuǎn)一圈所需時間、相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)的圈數(shù)，這樣線速度、角速度、周期、頻率這些物理量也就呼之欲出了，學生也通過運動實際體驗了物理量之間的關(guān)系，化解了教學難點.

2 精心設(shè)計實驗過程，培養(yǎng)學生尊重科學的習慣

課堂教學中實驗的效果有時也跟魔術(shù)表演一樣，講究過程，環(huán)節(jié)和順序不能顛倒.例如在閉合電路歐姆定律的教學中，可做以下演示實驗.

實驗器材：電池盒、四節(jié)一號干電池(其中一節(jié)干電池比較舊)、“3.8V 0.3A”的小燈泡、導線、開關(guān).

實驗過程：先將兩節(jié)新的干電池與小燈泡串聯(lián)組成閉合電路，提醒學生觀察小燈泡的亮度，設(shè)問：如果三節(jié)干電池與燈泡串聯(lián)，燈泡亮度如何變化？學生憑經(jīng)驗異口同聲回答燈泡變亮，實驗檢驗，燈泡確實變亮，猜測準確，學生情緒高漲，興奮無比.教師繼續(xù)追問：如果四節(jié)干電池與燈泡串聯(lián)呢？此時同學們相爭不下，部分同學認為燈泡會變得更亮，另一部分同學認為燈泡會被燒毀.如何知道哪個同學的觀點正確？同學們異口同聲回答：實驗.此時在三節(jié)電池的基礎(chǔ)上再增加一節(jié)舊電池(學生看不出是舊電池)，實驗結(jié)果令同學們傻眼了，兩個觀點都不對，燈泡既沒變亮，也沒燒毀，而是變暗了，此時關(guān)于內(nèi)電路、外電路以及閉合電路的教學也就水到渠成了.教師再適時地進行情感態(tài)度價值觀的教育，提醒學生一切不要憑直覺、憑經(jīng)驗，要尊重實驗事實，尊重科學.

3 多方設(shè)計實驗方案，培養(yǎng)學生科學思維能力

圖2

通過實驗方案的設(shè)計，可讓學生觸類旁通，培養(yǎng)學科思維能力.例如，在摩擦起電實驗中，除了驗電器或驗電羽外，怎樣讓學生直觀地感受到產(chǎn)生的電荷呢？用毛皮或絲綢來回摩擦空心吸管幾次，然后將驗電筆中的氖泡一個電極沿著空心吸管的表面慢慢移動，氖泡會斷斷續(xù)續(xù)的發(fā)出橙色閃光，同時也發(fā)出噼啪放電聲(如圖2).盡管氖泡發(fā)出的橙色輝光滯留時間不長，但只要房間內(nèi)光線較暗，就能看清氖泡內(nèi)橙色的閃爍光.

再如，在演示電荷間相互作用時可設(shè)計如下幾個實驗方案.

方案一

實驗器材：鐵架臺、細線、毛皮、絲綢、橡膠棒、有機玻璃棒.

圖3

實驗過程：(1) 如圖3所示，將橡膠棒懸掛在鐵架臺上，用毛皮摩擦懸掛在鐵架臺上的橡膠棒.

(2) 用毛皮摩擦另一根橡膠棒，將其靠近懸掛在鐵架臺上的橡膠棒，觀察懸掛在鐵架臺上的橡膠棒的轉(zhuǎn)動情況.

(3) 用絲綢摩擦有機玻璃棒，將其靠近懸掛在鐵架臺上的橡膠棒，觀察懸掛在鐵架臺上的橡膠棒的轉(zhuǎn)動情況.

圖4

方案二

實驗器材：絲綢、帶有底座的燈泡、圓珠筆筆芯、有機玻璃棒、塑料袋.

實驗過程：(1) 如圖4所示，用塑料袋摩擦筆芯，將其平放在燈泡上.

(2) 用塑料袋摩擦另一筆芯，將其靠近燈泡上的筆芯，觀察燈泡上的筆芯的轉(zhuǎn)動情況.

(3) 用絲綢摩擦有機玻璃棒，將其靠近燈泡上的筆芯，觀察燈泡上的筆芯的轉(zhuǎn)動情況.

方案三

實驗器材：吸管、細線、毛皮、絲綢.

實驗過程：(1) 如圖5所示，用細線將兩根吸管的一端纏住，拎起細線的中間，觀察兩根吸管的相對位置.

(2) 如圖6所示，用毛皮(絲綢)來回摩擦兩根吸管，拎起細線的中間，觀察兩根吸管的相對位置.

(3) 如圖7所示，用手接觸吸管，使吸管不帶電，再用毛皮摩擦一根吸管，用絲綢摩擦另一根吸管，拎起細線的中間，觀察兩根吸管的相對位置.

方案四

實驗器材：電子起電機、電學實驗底板、電源適配器、導線、通用底座、電容極板、掛桿、泡沫球、細線、箔片.

實驗過程：(1) 如圖8所示，用箔片將泡沫球包住，將掛桿、電容板、通用底座安裝到電學實驗底板上.

圖8

(2) 用導線將兩個電容極板連接到電子起電機上，打開電子起電機開關(guān)，觀察泡沫小球在兩板間的運動情況.

(3) 斷開開關(guān)，用導線消除兩板上的剩余電荷.

實驗原理：帶電體可以吸引輕小物體，當兩電容極板連接電子起電機的兩極時，兩電容板帶相反的電荷，兩板間的泡沫球會被近處帶電荷的極板吸引，泡沫球帶與該電容板帶相同的電荷，由于電荷間的相互作用，泡沫球向另一電容板靠近，當接觸另一電容板時，泡沫球又帶與該電容板相同的電荷，又飛向另一電容板，以此類推，泡沫球就一直在兩板間運動，并與板碰撞發(fā)出聲響.

方案五

實驗器材：電子起電機、電學實驗底板、電源適配器、導線、植絨盒、泡沫球、箔片.

實驗過程：(1) 如圖9所示，將植絨盒安裝在實驗底板上，將泡沫小球用箔片包住并放入植絨盒中，蓋上盒蓋.

圖9

(2) 用導線將植絨盒的上下兩極板連接到電子起電機上，并接通電源，調(diào)節(jié)電子起電機輸出電壓，觀察泡沫小球的運動情況.

(3) 斷開開關(guān)，用導線消除兩極板上的剩余電荷.

該實驗原理類似于方案四的原理，但現(xiàn)象更明顯，當調(diào)高電子起電機上的電壓時，泡沫球運動加劇，并看到較強的電火花，對學生的視覺和聽覺沖擊較大，吸引了學生的注意力，激發(fā)了學生的好奇心.

在傳統(tǒng)教學中，教師往往會拘泥于教材，只做教材中現(xiàn)有的實驗，其實，我們可以利用現(xiàn)有的實驗教學條件，積極地創(chuàng)造條件，根據(jù)教學內(nèi)容合理設(shè)計實驗，使實驗與教學內(nèi)容水乳交融，讓學生在啟發(fā)中思索，充分調(diào)動其主觀能動性，從而達到有效教學的目的.

[1] 陳愛國.芻議高中物理課堂演示實驗的有效性[J].中學物理教學參考，2013，(1-2).

[2] 劉玲，姜曉梅.對高中物理演示實驗進行創(chuàng)新的幾點思考[J].物理教師，2016，(2).