创新物理实验，突破教学难点

刘美兰

摘要物理实验是中学物理教学的基础。实验创新渗透着实验的每一个环节：从设计思想到演示手段和技巧，从设备组装到自制教具和实验步骤。要充分发挥实验的教育功能，教师就必须进行实验创新。

关键词实验创新教学难点

实验创新应以提高教学效率为目标，以突出教学重点、突破教学难点为目的。下面是几个利用创新实验，突破教学难点的教学实例。

1创新物理实验，形成物理概念

物理概念是基础理论知识的重要组成部分，是构成物理规律和公式的理论基础。力臂的概念和作图是《杠杆》教学中的是难点。学生常常将支点到力的作用点之间的距离当成力臂。常见教法：列举生活中的典型事例，比如开门：支点和力的作用点不变，改变拉力方向，从拉力的变化进行分析说明。一位教师在教学中，利用自制的杆秤，将列举事例变成了实验教学。

师：请同学们用测力计代替秤砣，感受用杆秤称量物体质量的过程。

生：分组实验，体验杠杆在水平位置平衡的平衡。

师：（投影）在秤盘中放上木块，分别在A、B两点用测力计向下拉（图1所示），测力计的示数相同吗？它们之间有何关系？

学生分组实验，测量A、B两点的拉力并展示测量结果。

生1：测力计的示数不相同。我们测得A点拉力是1.5N，B点的拉力是2.2N，B点的拉力比A点大。

生2：我们测得A点拉力是1.8N，B点的拉力是2.5N，所以测力计的示数不相同。B点的拉力大，A点拉力小。

师：若把测力计的拉力看作动力，从刚才的实验看，动力的大小与哪些因素有关？

生3：我认为与动力到支点的远近有关。

生4：动力的大小与动力作用点到支点的距离有关。距离越大，动力越小。

师：很好。（投影）动力的大小与支点到动力作用点的距离有关。

师：（投影）保持测力计的位置不变（作用于B点），改变拉力的方向（如图2所示），测力计的读数变化了吗？这说明什么？

学生进行分组实验。

生：测力计的示数变小了。

师：支点到动力作用点的距离改变了吗？这一现象说明什么问题？

生：距离没有改变，这说明动力的大小还和力的方向有关。

（投影）杠杆平衡时，动力的大小与动力的方向有关。

师：动力的大小既与支点到动力作用点的距离有关，又与力的方向有关，为了把这两个因素都体现出来，物理学家找到一个物理量，那就是从支点到力的方向上的一段距离，我们称之为力臂。

板书：力臂：从支点到力的作用线的垂直距离。

师：你能作图找出力臂吗？

学生练习力臂作图。

这一个简单的创新实验，不仅激发了学生的学习兴趣，成功建立了力臂的概念，而且纠正了学生的常见错误。

2创新实验，建立物理规律

物理规律是物理知识结构体系的枢纽，是中学物理教学的中心任务。功的原理是《功》一节的教学难点之一。常用教法：列举生活实例或演示实验，经过分析、讲解得出结论。一位教师设计了如下学生实验，轻松突破难点。

师：同学们已经掌握了功的概念、公式和基本计算。下面进行个活动。

（投影）：练习测量并计算动力所做的功（图3所示）

（1）用杠杆提升物体。（2）用动滑轮提升物体。

提示：观察动力作用点移动的距离并做记录，同时记录拉力的大小。

说明：（钩码质量：0.2kg，实验中可将钩码提升0.1m，坐标纸上每格长度为0.05m）

学生分组实验，进行测量并展示实验结果。

生1：我们用杠杆提升物体，动力作用点移动的距离是0.2m，测力计的示数是1.1N，动力做的功是0.22J。

生2：我们也是用杠杆提升物体，物体挂在离支点三分之一处，钩码上升0.1m，动力作用点上升0.3m，拉力是0.8N，动力做的功是0.24J。

生3：我们用动滑轮提升物体，动力作用点移动的距离是0.2m，测力计的示数是1.1N，动力做的功是0.22J。

师：（投影）使用简单机械做功多，还是直接用手提升物体做功多？

学生迅速进行计算和比较。

生4：直接用手提升物体做的功是0.2J，所以使用简单机械做功多，直接用手提升物体做功少。

师：使用简单机械做功比直接用手提升物体做功多，我们就说使用机械不能省功。

板书：任何机械都不省功。

通过这一分组实验，学生不仅顺利得出了功的原理，而且加强了功的计算练习。

3创新物理实验，培养学生思维能力

磁场是《磁体与磁场》内容的重点和难点。常见教法：反复演示形象的物理实验。先实验演示“用小磁针探究磁体周围的磁场”，分析讲解磁场的方向，再用铁屑演示磁体周围的磁场分布。下面是一位教师对实验的创新处理：

师：物理学规定，磁场的方向就是小磁针静止时北极所指的方向。下面我们进行一个小活动。

（投影）：用小磁针探究“条形磁体的磁场”

要求：（1）按图示位置（图4所示）叠放好透明胶片和条形磁体。（2）选择6至8个你感兴趣的点，观察并描绘小磁针在磁场中各点的指向。

学生两人一组，分组实验。

教师投影展示搜集到的几组胶片，让学生进行评价。

师：仔细观察，这几个小组描的点位置一样吗？

生1：有的一样，有的不一样。

师：如果我们把胶片叠加起来会怎样呢？

（投影）：5张胶片叠加，10张胶片叠加。

师：你有什么发现？

生2：叠加的胶片越多，描的点越多，就越能准确地表现出磁场。

师：很好。大家能不能找到比小磁针更好的方法来展示磁场呢？

生3：用铁屑代替小磁针来做实验。

师：为什么选铁屑呢？

生3：铁屑细小，受磁体的作用很容易被磁化。

师：请大家尝试用铁屑来探究磁体周围的磁场。（投影）实验注意事项。

学生进行分组实验。

这一分组实验的设计，不仅激发了学生动手实验进行科学探究的欲望，更为学生创新思维能力的培养提供契机。

实验创新对教师提出了更高层次的要求，教师只有对原有实验的不足和教学中出现的新问题不断深入思考，大胆改进，才能丰富我们的课堂，提高我们的教学效果。