对沪教版高中物理必修2中的一个实验处理与编者商榷

王忠峰

前言

物理，是一门以实验有基础的学科. 实验教学是高中物理教学中必不可少的内容，在高中物理教学中开展一系列的实验活动，可以使学生能将理论与生活实际有机的联系在一起，促进了学生学科的学习兴趣，有利于学生思维能力与实践能力的提高.

在高中物理教材中，编者有时会加入一些学生实际可完成的实验，作为对教学内容的补充，这些实验的加入，可以使学生能够直观的来理解某一物理概念，或者掌握某一物理方法，以达到对本节课的教学内容的理解，或者是对物理教学重难点的突破. 在设计这些实验的时候，个人认为一定要切合实际，尤其是一些实验的数据，不能随心编造，这样的话，会使学生对实验的认识产生一些偏差，也会造成他们对于学习的过程中的一些思维生成产生一定的不良影响. 本文中，笔者对上海科技教育出版社出版的高中物理必修2教材中的一个实验提出一个看法，与编者商榷.

一、题材

沪教版高中物理必修2第9页第一章《怎样研究物体的运动》第一节《飞机投弹与平抛运动》一节中的实验探究：研究平抛运动的频闪照片。

原问题如下截图所示.（注：图片保持原书中尺寸大小）

二、分析教材中本实验的设计目的：

教材设计这个实验的目的是通过测量小球在不同时刻的水平方向与竖直方向的位移并计算，对比小球的实际运动轨迹与伽利略用几何方法得到的轨迹是否一致，从而进一步验证伽利略对平抛运动在水平方向和竖直方向的分运动的假设的正确性

笔者结合自身在教学过程中遇到的一些实际情况，对教材上的该实验的设计进行了充分的论证与调查，认为教材对该实验的设计存在一定的缺陷。下面，笔者就将个人看法提出来，与大家共同探讨。

三、教材设计缺陷：对数据表格的设计和对照片比例的设计

原表格要求测A球在x方向的位移，笔者认为，此处测量A球在x方向的位移是毫无意义的，因为A球在做自由落体运动这一点学生已明知，实际中学生测量时此处数据均填为零，而且从测量的角度来看，小球在水平方向的位移无须测量，也无法做到用刻度尺进行实际测量。

表格中需测量的四个物理量分别为A球x、y方向位移和B球x、y方向位移，而给出的测量单位为m. 学生在测量时，不可能在照片中测出实际的位移，更谈不上以m做单位。

四、笔者建议此处问题设计上可采取以下两种改进方法

改进方法1：将原表格中的单位m改成cm，以学生在照片中测到的数据为准，这样通过比对可以发现B球每相邻两次照相时在水平方向的位移是相同的，同一时刻在竖直方向与A球保持相同的高度，从而结论得以验证。

而此种改进方法，笔者认为也不是最理想. 此种改进方法，虽可通过比对达到验证的目的，但学生用实际测到的数据通过计算，竖直方向根本不符合自由落体运动的规律，这样不能说明竖直方向就是自由落体运动，甚至可以说，实验恰证明了竖直方向就不是自由落体运动. 这样会造成学生对此实验的真实性怀疑，可能会导致学生对课本描述性实验的不信任。

改进方法2：对此实验中的图片及表格中的单位都不用改动，而是给出该照片的实际缩放比例. 这样学生在测量后可根据比例尺得到实际小球的各运动位移，在计算后即可证明竖直方向确实为自由落体运动，这样就增加了该实验的可信度. 笔者通过测量计算，该照片的缩放比例大致为1：7. 83左右。

笔者建议在教学中若无给定精确比例进可按改进方法1处理，只让学生比对；若有精确缩放比例，可按改进方法2处理. 这样能更好地达到让学生探究的目的，学生自己得出结论，从而验证了伽利略对平抛运动的两个方向分运动的假设，达到教学所预期的目标。

其实，在一节物理课堂中，强烈的好奇心和旺盛的求知欲是引发学生创新意识、创新思维的动力和源泉，如果能在课堂上亲自动手做本实验，再去进行计算，这样就可能使物理实际现象在课堂中显现出来，能最大限度地激发学生的思维欲望，促进学生去探索和思考. 在本节课的教学中，教师完全可以利用现代教学手段，在课堂上对物体的平抛运动进行录像，再对录像内容进行分帧截图，从而得到类似于课本内容的图片，这样的素材来自于生活实际，对学生来讲，其可信度就要高得多。