在习题课中引入实验重现物理魅力

林寿木

摘 要：物理实验常常应用在探究物理规律课和概念建立课堂，凸显物理实验的重要性，而在习题课中物理实验往往被淡化了，加强习题课引入实验会重现物理魅力。

关键词：高中物理；习题课；物理实验

引言

习题课教学是中学物理教学的重要组成部分，对物理教学起到举足轻重的作用。但高考的指挥棒、应试教育给学生沉重课业负担，习惯于高密度、大题量机械模仿学习，缺乏独立思考能力，质疑问题意识薄弱，课堂互动没有活力，犹如一潭死水。以教师讲授为中心、以课堂为中心、以练习为中心，不尊重学生人格，没有关注学生个体差异，教师凭借教学经验进行教学。没有针对性，师生处于不同频，使得习题课处于低效率。物理习题课堂渐渐失去生机，失去物理原有的味道。如何能改变这种现状？

从2015全国高考实验题目谈起：

某物理小组的同学设计了一个粗制玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为R=0.20m）。

完成下列填空：

（1）将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图1（a）所示，托盘秤的示数为1.00kg；

（2）将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图（b）所示，该示数为___________________kg；

（3）将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如表1所示：

根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为___________________N；小车通过最低点时的速度大小为___________________m/s [1 ]。

点评：考察圆周运动的“凹形桥”模型应用，传统习题改造成实验题，给人耳目一新的感觉，命题者没有被考试大纲匡住，在意料之外，又在情理之中。给我们一线教师的启示：不仅关注分组实验、演示实验，特别是在习题课中能引入物理实验提供导向。笔者结合共点力平衡习题课教学改革尝试谈谈自己一点拙见。

1 引入实验，为学生设置“台阶”，提升物理素养

物理实验将问题情景化，突破解习题“无源之水无本之木”的尴尬境地，边玩边做，实现学生物理实验素养的提升和知识运用能力。

案例1：如图2所示，有一根长度已知的细绳中央悬挂一件重力已知的重物，然后沿着直尺双手慢慢分开，观察分开到什么距离时细线断了，这样就可以算出细线所能承受的最大的拉力。

请说出计算的依据，并列出计算的公式。

这是一道聚实验与习题于一体的题目，实验材料易得但困难在于：

（1）很多的学生不重视物理实验，懒得动手做实验。

（2）对学生来讲这题目难度很大，没有提供具体物理量，几乎无从下手。

（笔者布置课后作业，学生几乎空白，或抄答案）

先布置让学生准备实验材料，在课堂展示比比谁做的最好，测量出物理量并列出计算的公式，学生积极性很高，但学生展示过程暴露问题：（1）细绳太粗或物体太轻拉不断。（2）尺子太短，细绳太长。（3）操作双手没有慢慢分开，断点位置找的不准确。（4）测量物理量误差大。这些问题暴露高中学生物理实验素养薄弱，动手能力有待于进一步提高，如何选择器材？如何进行有效实验？如何减小实验误差？如何改进实验使得实验顺利进行？学生问题一一暴露出来，教学针对性更强了。将实际问题转化物理模型，受力分析画受力图，正交分解，利用平衡规律和几何知识，求出最大拉力和计算的公式，学生体会：原来物理可以边做边玩。

点评：情景认知理论认为：只有学习被镶嵌在学习者熟悉的生活和自然情景中，有意义的学习才能发生。实验探究情景的创设有效激发学生学习兴趣，形成良好实验氛围，能提升学生物理实验素养和运用平衡解决物理问题能力。

2 引入实验开展习题拓展探究，实现学生深度学习

案例2：如图3所示，一根细绳上吊着A、B两个小球，当两个大小相等、方向相反的水平力分别作用在两个小球上时，可能形成图4所示的哪种情（ ）

学生1：选择A因为球A受到向左的力向左偏，而球B受到向右力向右偏（凭感觉，统计选A接近一半）。

学生2：D不可能的，因为绳AB力不大，球A不可能向右偏，C有可能对（不确定）。

学生3：B可能对的，理由没法说……

点评：充分让学生表达自己的想法，营造自由、民主交流氛围。

老师：大家讲得好，现在我们通过实验来验证我们想法。（由于时间紧，已组装好分组实验器材）

器材：AB球用质量较大的相同钩码（200g）代替、弹簧测力计（量程5N）、铁架台。

实验完后让学生展示实验：原来B答案正确。如图5。

学生4：禁不住的问：为什么会这样呢？

学生七嘴八舌交流讨论起来。

由此引出受力分析、力的合成与分解、连接体、整体和隔离方法应用，特别有的学生引入整体方法很快解决问题。实现一题多解培养学生思维的广度，解决平衡问题知识很自然的和盘托出，而探索脚步永远没有停下来。

学生5：我们组发现：只要弹簧测力计大小相等方向相反且无论沿任意方向，轻绳仍然处于竖直状态。学生探索热情被再一次的点燃，教室再一次沸腾起来。甚至有的学生把选择题A、C、D选项状态下的俩弹簧测力计力大小都记录。并在当堂展示实验结果。

老师：既然只要弹簧测力计大小相等方向相反且无论沿任意方向，轻绳仍然处于竖直状态。那么轻绳所受的弹力一样吗？如图6。

学生：交流讨论、做实验验证，课堂再一次热闹起来。震撼结论是：相等，并且再通过共点平衡知识证明：理论与实践是一致的。

心理学研究表明：人不能长期容忍认知心理不平衡，人都有填补空缺、解决问题的认知本能，一旦引发这种认知冲突，就会激发学生求知欲望和好奇心，这种冲突是实现知识转变的契机和动力。

点评：建立“以学生为中心”的课堂，促进学生学习方式转变，使教学方式由重“教”向重“学”转变，由重“结果”向重“过程”转变，由单向信息传递向综合互动转变，这样的课堂有助于培养学生自主学习意识和良好的学习习惯，这样的课堂既符合新课程标准的目标，又有利于培养学生实验能力、实践能力、探究能力和创新能力，更好促进学习方式的转变 [2 ]。这样的习题课实现了教师少讲，学生多学，重现了物理课堂的魅力。

参考文献：

[1]詹国荣.关注区别 顺应风格——谈全国卷背景下的高中物理教学[J].福建基础教育研究，2015（8）.

[2]戴苾芬.基于高中物理教材课程资源开发与利用的研究[J].物理教师，2016（2）.