实验在物理教学中的功能

刘刚

摘要：本文主要从自己在教学中的具体授课和他人成功的教学经验初略概述了实验在物理教学中的一些功能。

关键词：功能；实验；物理；教学中图分类号：G633.7文献标识码：B文章编号：1672-1578（2016）08-0282-02 物理学是一门最基础的自然科学，然而它又是现代科学技术的先导和基础，它在培养学生的科学素质和创新精神方面有独特的作用。那么如何才能使学生更好地接受老师所传授的物理知识，使其成为学生知识系统的一部分呢？实验，也只有实验才有这个独特的功效。

在调查酆都县29所中学物理教育现状统计及分析得出：酆都县现有初级中学29所，1995年教学毕业班83个，共计学生3530人。1995年毕业会考。合格率65.95%，优生率32.60%，其中1202人物理成绩不合格，占总人数得34.05%，物理成绩不合格出在哪里呢？据调查，普遍出现的现象是演示实验开出率低于学生实验开出率；对比毕业会考成绩，演示实验开出率最低者，恰好会考成绩最低；演示实验开出率最高，毕业会考成绩也最高。由此可见，实验在物理教学中的确有着举足轻重的地位。实验，物理教学中必不可少的组成部分，我想从自己在教学中的具体授课和他人的成功教学经验对它的功能作一些初略论证：

1.实验开路，驱散疑团

液体的压强公式，它是初二物理教学的重点之一；由于公式P=pgh是由固体压强公式P=F/S为前提推导出来的，推导过程涉及了物理量重力G、面积S和体积V，但由此导出的公式与G、S、V无关，对于这一点，学生不易理解，成为教学中的难点；如果我们在授课中，配备以下实验，则问题就易解决。

1.1先验证液体内部压强与G、V无关。分别取直径一大一小且等高、底部的侧壁开有小孔的圆筒各一个；内盛深度相同的有色水，可看见水从侧壁小孔喷出，喷出水的缓急、距离相等，说明两筒内液体对底部的压强相等。

再用量筒量出等量的两分水，分别注入上述两个圆筒中，看见两圆筒侧壁小孔喷出水的缓急和距离相差很大。从这个实验让学生确信了压强与G、V无关，消除了P与G、V成正比的错误说法。

1.2验证液体内部压强与面积S无关。取两端开口的玻管、长颈漏斗各一个，用相同的 橡皮模将它们的下端口扎住。明显可见漏斗的底面积比玻管的底面积大几倍，给它们注入深度相同的有色水后，看见底部的橡皮模鼓出的程度却一样，这个实验起到了'百闻不如一见'的效果，使学生信服了液体的压强与容器底面积无关。

再验证液体压强只与深度、密度有关，这样就能驱散学生心中的疑团，巩固、加深了所学的知识。

2.激发学生学习兴趣，为建立概念、归纳规律提供感性认识

无论学什么，兴趣是最好的老师，它可以起到事半功倍的效果。物理实验的现象和结果，往往能激发学生的学习兴趣，使学习处于一种积极主动的状态，且能在实验中为建立概念，归纳规律提供感性认识。我在上大气压强时，让同学参与做了一次吸水实验，取得了极佳的效果，具体过程如下：

在上新课前，我让两位学生做了一个有趣的实验，看谁先吸完瓶中的饮料。这两位学生为一男一女，男生长的五大三粗，班上的大力士，且他又是全年级出了名的懒鬼，上课从未专心过；女生则是一名文静瘦弱的女孩；两瓶饮料均是同样的，只是有一瓶用带玻管的橡皮塞塞住瓶口，另一瓶直接用玻管吸；我把带有橡皮塞的给男生，另一瓶则给那位女生；让他们同时喝，女生轻松地喝完了，而那位男生费了九牛二虎之力，却依然只能'望水兴叹'。作了这个实验把全班的学习兴趣一下调动起来了；事后，我让学生分析其中的原因，然后写下了这节课所讲的内容大气压强，上完这节课后，那些对物理不感兴趣的学生竟爱问一些物理问题了，自然那位懒学生对我上的课也感兴趣了；可见实验对学生的学习兴趣有多么至关重要，且做实验时，使学生对所学的知识有了一定的感性认识。

3.用实验解答疑难问题

在上完大气压强后，让学生思考一问题：如果一量筒装满水，然后在装满水的容器中倒置，不断向上提量筒（筒口未离开水表面）量筒是否一直充满水，许多学生对此感到茫然，竟连班上的佼佼者在我讲了后仍持怀疑态度。我决定用事实说话，当场演示了这个实验，让学生亲眼看到量筒内充满了水（筒口未离开水面），从而用实验解答了学生的疑问。

又如有这样一道题；某人站在台秤上，当其迅速蹲下时，台秤的读数为：A先变小，后变大最后等于它的重量；B先变小，后 变大，最后等于它的重量；C变大，后等于它的重量；D变小 ，最后等于它的重量；这道题选对的很少，原因在哪里？一是没有体验，二是对下蹲为什么产生加速度不理解。针对这个问题，可将一台秤搬到教室，让一同学做实验，请学生观察台秤示数的变化，从而得其正确答案为B，怎样解释呢？有学生列出方程mg-N=ma ，求出 N=m（g-a），但对方程的物理意义不理解，为此可叫学生拿5千克的铅球不动，观察台秤的示数，然后让学生的身体不动，用双手将铅球从人的上部迅速移到下部，在这一过程中，观察其示数也是先变小，后变大，最后等于人和铅球的总重量。学生从这个实验得到启发：人体虽然未动，但人和球组成的系统的重心在做向下运动，从而理解到mg-N=ma式中的a指超重或失重物体重心的加速度。同理人迅速蹲下是人的重力和支持力的合力产生的加速度（先向下后向上）。

用实验解答疑难问题，不仅直观，学生也易接受，而且有利于培养学生分析问题解决问题的能力。

4.实验在教学中培养学生发散思维

在中学物理实验教学中，培养学生的发散思维可以提高学生探索问题和解决问题的能力，使实验教学成为培养创造型人才的一个重要方面，下面就说说具体的作法：

4.1在学生分组实验中培养发散思维。在学生完成测定冰的溶解热后，让学生设计一个实验，提出实验方案后供应冰块，学生经过热烈讨论，提出如下几个方案：A测定冰块的密度；B观察冰浮在水面上，杯子作上下加速运动时冰的沉浮情况；C观察冰在水中溶解后，液面是否上升；D将盐放入冰中，观察冰与盐水共存时的温度。

在进行D实验时，当同学们观察到冰和盐水共存时的温度为零下十几度时，均很高兴，用这么简单的方法便获得如此低的温度。现马上让学生把盛冰的内筒取出来，大多数均不能拿出来。问为什么？是不是热账冷缩。经讨论，这不是热账冷缩造成的，而是内筒外面的水在低温下结冰，把内筒与隔热层泡沫冻在一起了，结果用力拉出内筒一看，外面果真结了一层冰。当看到的结果与分析一致时，同学们得到了莫大的鼓舞。

4.2在演示实验中进行发散思维训练。在电磁感应这节课中，总结了产生感生电流的条件后，马上放置如图所示的装置，A、B是电磁铁，中间为一闭合线圈。

问如果要产生感生电流，用什么方法？

大家讨论得出：（1）将线圈拉出；

（2）改变电磁铁中电流的大小；

（3）改变电磁铁线圈的匝数；

（4）让线圈转动：

（5）让线圈发生形变；

（6）电磁铁运动。

对于学生提出的方案，能够演示的都一一进行演示；

由于学生人多思维广，有些方法教师备课时不曾想到，对于这种情况，鼓励学生进行发散思维的积极性。

5.作好演示实验，提高教学效果

根据教学内容，设计一些能说明问题的演示实验，这在教学中可起到极佳的效果。我在讲大气压强这一节时，我用百事可乐瓶子做了一个有趣的实验：用针在瓶子的四周和底部刺一些小洞，然后往瓶里装满水（如图）问水会从小孔射出来吗？大家均说要射出来；问为什么？答：液体对容器底和侧壁均有压强。我当场演示。我再问：如果让瓶子装满水后用盖盖住瓶口结果怎样？他们认为水还是应该从小孔射出；我马上演示了这个实验，同学们看到水并未从小孔射出，感到诧异；我分析并讲解其原因。这样。学生对大气压强有了更深一步的认识，也比较容易接受这一抽象的概念。

综上所述，实验在物理教学中的作用是举足轻重的，我们这些站在讲台上的教师，面对中学物理教育，必须把实验落实到教学措施的各个环节中去，真正让实验在教学中发挥其优势，调动学生的积极性，使他们对物理产生浓厚的兴趣。