洪天勝

(安徽省六安第一中學(xué) 安徽 六安 237000)

1.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證規(guī)律,突破教學(xué)難點(diǎn)

物理概念的形成和規(guī)律的建立,離不開實(shí)驗(yàn)事實(shí)的探討和驗(yàn)證.物理實(shí)驗(yàn)?zāi)軌騽?chuàng)造出確實(shí)的,排除干擾的物理環(huán)境,學(xué)生在這種實(shí)驗(yàn)環(huán)境下,在教師的啟發(fā)下,通過(guò)觀察,思考獲取最典型的物理環(huán)境,通過(guò)最簡(jiǎn)捷的思維活動(dòng)建立概念,總結(jié)規(guī)律,并把理論運(yùn)用于實(shí)驗(yàn),這對(duì)中學(xué)生來(lái)說(shuō),可對(duì)物理基礎(chǔ)知識(shí)獲得比較深入,牢固的掌握和初步的運(yùn)用。

例如,“楞次定律”歷來(lái)是高中物理教材中的重點(diǎn)和難點(diǎn),為突破這一教學(xué)難點(diǎn),在課堂上讓學(xué)生都有一套儀器,把教師單一演示實(shí)驗(yàn)變成每個(gè)學(xué)生的探索性實(shí)驗(yàn),采用邊教邊演示實(shí)驗(yàn)的方法,通過(guò)教師引導(dǎo),啟發(fā),由學(xué)生自己總結(jié)出“楞次定律”。這樣不但使學(xué)生加深了楞次定律的理解,也有效地提高了教學(xué)效果。

2.實(shí)驗(yàn)探索物理規(guī)律,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

實(shí)驗(yàn)具有趣味性,它能充分運(yùn)用學(xué)生的各種感官,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為,興趣是產(chǎn)生動(dòng)機(jī)的重要條件,是人類認(rèn)識(shí)客觀世界的一種心理表現(xiàn),是一個(gè)人獲得知識(shí),開闊視野,推動(dòng)學(xué)習(xí)的一種內(nèi)部強(qiáng)勁的動(dòng)力.因此,在物理教學(xué)過(guò)程中,通過(guò)實(shí)驗(yàn)為學(xué)生展現(xiàn)出生動(dòng)直觀的學(xué)習(xí)環(huán)境,將極大地吸引學(xué)生的注意力,有利于學(xué)生去研究物理現(xiàn)象,探索物理規(guī)律,激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲。

高中物理課本中有許多物理規(guī)律的探索和得出是建立在物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的。如高二冊(cè)“法拉第電磁感應(yīng)定律——感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小”一節(jié)中,法拉第電磁感應(yīng)定律的得出是建立在三個(gè)演示實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上。在教學(xué)過(guò)程中,通過(guò)演示導(dǎo)體切割磁感線,導(dǎo)體和磁體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),閉合電路的磁場(chǎng)發(fā)生變化,從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出“穿過(guò)閉合電路的磁通量變化越快,感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大”這一結(jié)論。在這一實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基礎(chǔ)上得出了“電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比”這一法拉第電磁感應(yīng)定律。這樣,學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上在頭腦中建立了法拉第電磁感應(yīng)定律,并且對(duì)這一定律的理解極為深刻。

3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué),體現(xiàn)設(shè)計(jì)思想,訓(xùn)練思維方法

3.1 轉(zhuǎn)換法。物理學(xué)科是一門精確的定量化的學(xué)科,在物理實(shí)驗(yàn)中需要準(zhǔn)確地測(cè)定物理量,但許多物理特征,過(guò)程或物理量要想直接觀測(cè)有困難,可以把所要觀測(cè)的變量轉(zhuǎn)換成其他間接觀察和測(cè)量,這就是轉(zhuǎn)換法。高一冊(cè)物理教材中體現(xiàn)轉(zhuǎn)換法的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)有“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”,該實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a,是根據(jù)在各個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間里的位移之差s與a之間滿足關(guān)系Δs=s4-s=s5-s2=s6-s3=3aT2,把對(duì)a的測(cè)量轉(zhuǎn)換為s與T的測(cè)量。

3.2 比較法。比較法就是在一定的實(shí)驗(yàn)條件下找出研究對(duì)象之間的同一性和差異性。比較是認(rèn)識(shí)事物的基礎(chǔ),因而廣泛用于物理實(shí)驗(yàn)中,從而來(lái)探索物理規(guī)律。在高一冊(cè)物理教材中,“平拋物體的運(yùn)動(dòng)”教學(xué)中運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)將平拋運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)相比較,從而說(shuō)明了平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng),水平方向速度的大小并不影響平拋物體在豎直方向上的運(yùn)動(dòng),在此基礎(chǔ)上學(xué)生就較易理解平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律了。

3.3 控制法。在高中物理實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中,往往存在著多種變化的因素,為了研究它們之間的關(guān)系可以控制一些不變量,依次研究某一因素的影響,這種方法稱之為控制法(或控制變量法)。例如,在研究物體的加速度跟物體受的外力及物體的質(zhì)量之間的定量關(guān)系的演示實(shí)驗(yàn)中,為了弄清楚外力F,質(zhì)量m兩個(gè)因子中的每一個(gè)分別對(duì)物體加速度a的影響,必須這樣來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn):在m一定的條件下改變F,考察a―F之間存在的函數(shù)關(guān)系;在F一定的條件下改變m,考察a―m之間存在的函數(shù)關(guān)系.上述研究方法就是控制法的典型例子,由此可見,控制實(shí)驗(yàn)條件的思想是物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思想之一。事實(shí)上,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,我們都必須適當(dāng)?shù)乜刂茖?shí)驗(yàn)的條件,又如在高一冊(cè)“向心力,向心加速度”這一章節(jié)中,用向心演示器進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行這樣的操作:在半徑r和角速度ω一定時(shí),考察向心力F與質(zhì)量m的關(guān)系;在質(zhì)量m和半徑r一定時(shí),考察向心力F與角速度ω的關(guān)系;在質(zhì)量m和角速度ω一定時(shí),考察向心力F與半徑r的關(guān)系;從而得出勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力的公式F=mrω2。在上述實(shí)驗(yàn)操作步驟中,控制條件是為了創(chuàng)設(shè)有利于物理規(guī)則推導(dǎo)的物理環(huán)境,突出反映研究對(duì)象本質(zhì)的物理量間的關(guān)系,以進(jìn)行有目的研究。

3.4 留跡法。在物理實(shí)驗(yàn)中,有些物理現(xiàn)象瞬間即逝,如運(yùn)動(dòng)物體所處的位置,軌跡或圖象等,用一定的方法把這些物理現(xiàn)象記錄下來(lái),然后通過(guò)測(cè)量或觀察來(lái)進(jìn)行研究,這就是留跡法。高一冊(cè)物理學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”和“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”中,就是通過(guò)紙帶上打出的點(diǎn)記錄下小車和重物在不同時(shí)刻的位移,從而求出小車的加速度和重物的速度;又如在“平拋物體的運(yùn)動(dòng)”教學(xué)中,利用閃光照相記錄自由落體運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡來(lái)研究物體平拋運(yùn)動(dòng)所遵循的物理規(guī)律.上述兩例都是在物理實(shí)驗(yàn)中采用了留跡法。

總之，科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法,本身就是要求具有實(shí)事求是的態(tài)度.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要嚴(yán)格要求學(xué)生尊重事實(shí),忠于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),反對(duì)弄虛作假;要求學(xué)生認(rèn)真對(duì)待實(shí)驗(yàn),踏踏實(shí)實(shí)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,逐步養(yǎng)成按科學(xué)規(guī)律辦事的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)作風(fēng)。