运用演示实验突破高中物理教学难点的实践研究

陆培秋

摘 要：物理是一门探索自然界运行规律的实验科学，物理实验不但是发现物理规律、进行物理研究的有效途径，也是激发学生对物理的兴趣、理解物理理论知识的良好办法。文章通过对高中物理教学内容的分析，结合演示实验的优点和设计方法，分析演示实验在高中物理课程设计中的可行性和高效性，以期提高高中物理的教学效果。

关键词：高中物理;教学难点;实践研究

中图分类号：G633.7    文献标识码：A

一、物理与实验

物理学是研究物质运动一般规律和物质基本结构的学科。物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础。它充分地运用数学作为自己的工作语言，以实验作为检验理论正确性的唯一标准，是一门极为精密的自然科学学科。

这是《中国大百科全书（物理学）》第一、二卷中对物理学的定义。从上面我们可以发现，物理的研究内容是物质运动的规律和物质的基本结构，物质包含世间万物，大到银河、宇宙，小到基本粒子。实验是检验理论正确性的唯一标准，实验对于物理而言极为重要。虽然物理是发现规律、总结规律的自然学科，我们先不讨论如何发现规律，单单从验证理论正确性这一重要的情形下，我们就可以感受到实验之于物理的重要性，它是物理不可缺少的一部分，具有十分重要的作用。

实验对于发现物理规律进而总结成套理论是十分重要的。以大家熟知的一个故事为例，苹果掉在牛顿头上的这个事情，大家都非常熟悉。牛顿的思维敏捷自然是毋庸置疑，可是这也是一个活生生的物理实验呀。苹果为什么会掉到地下，因为有重力;苹果的运动是个什么类型的运动？自由落体运动;苹果与铁块下落谁快？一样快。这一件件事情，一系列的分析，不正是通过实验，结合物理猜想，进行理解，分析和总结，从而得到一个广泛应用的理论吗。这也正是物理的魅力所在。一个生活里的普通小事，可能就会蕴含着无穷的物理知识，探索知识、求知的过程正是最充满乐趣、充满魅力的地方。

从生活中发现物理规律、总结物理现象是很难得的。同样的，根据之前物理的定义，实验是检验理论正确性的唯一标准。哥白尼为日心说而死，被很多人所歌颂，其实这也是缺乏实验证明地心说。毕竟从我们的日常生活中，每天日出而作，日落而息，地心说的说法是如此轻易和自然地就在我们心里占据了主要的地位，是那么的自然。这也是为什么哥白尼四处传播日心说，而没有人相信的一个原因。如何证明日心说，这何尝不是一个物理中的有趣的问题呢。现在日心说是我们已经论证和验证过的真理，那么如何利用我们的所见所想来证实呢，这同样也可以作为课堂上的一个有趣的小课题，引发学生思考。

引导学生证明日心说，并通过哥白尼的故事和现在更多证明日心说的实例，不但可以让学生更好地理解相关物理知识，也很自然地就能激发学生的学习乐趣。

二、高中物理教学难点

高中物理教学内容十分广泛，力学、电学、磁学、光学、原子结构等内容，每个部分都有自己的特点。光学相关的内容，我们随时可见，从生活中很多生活小趣事和生活经验就可以深刻理解光学的相关知识，自然就不是教学的难点。原子结构则不然，由于原子太小，观察起来十分困难，在高中物理知识体系中也是仅需了解的层次，所以也不是教学的难点。

力学和电磁学不但是高中物理教学的重点，也是高中物理教学的难点。力学难在物体运动过程的多样性和复杂性，分析问题、推算公式的难度比较大。电磁学，尤其是磁学的相关知识，难以真切地感受到，学生在接触这两个概念之前，脑海中没有一个正确的概念。听上去就感觉比较模糊，再加上电磁学中复杂的概念和繁杂的关系，学生理解起来也很困难。

通过学生的反应，我们可以发现， 物理教学中的难点存在两种情形：其一，物理教学中难以解决的问题，由于学生情绪、行为、心理等方面的问题，仅凭教材内容难以使学生掌握相关的物理概念，学习受时间、空间的限制;其二， 学生已有的知识与将要学习的知识之间容易混淆，对理解形成阻碍。这些都是高中物理教学难点的体现。

三、演示实验的设计

从前面的论述我们可以发现，演示实验在高中物理教学难点的教学中应用存在可行性，以下从两个实例分析如何设计演示实验。

1.楞次定律

楞次定律是电磁学中一个十分重要的知识点和难点。楞次定律指的是感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。这个概念听上去就很绕，学生难以理解，在题目练习中也很容易出现混淆。那么我们可以通过设计一个小实验来引导学生学习。

我们可以自己动手制作一个小车和两个小黑盒子，在两个小黑盒子中，一个里面放上铝环，一个里面放上磁铁。然后將磁铁靠近这两个黑盒子，让学生猜盒子里面放的是什么，并逐一进行分析。磁铁之间满足同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的原则。磁铁在铝环附近移动时，铝环切割磁感线，产生感应电流，感应电流激发自己的磁场，该磁场与磁铁的磁场发生相互作用。两者的感觉很像，区别在于一个磁铁静止就有，一个需要磁铁移动才有。这样的趣味实验不但能够让学生夯实物理知识，也可以激发学生的学习兴趣。

2.自感

自感同样是高中物理教学中的一个难点，它看不到，摸不着。在教学过程中，学生很难理解，无法接受这个现象。自感指的是由于导体本身电流的变化而产生的电磁感应现象。我们可以通过设计一个趣味小实验来让学生理解这个概念。

我们需要两节干电池，一个开关与一个线圈形成一个回路，在线圈两端接出两根导线，20名学生手拉手站在两根导线间，两侧的学生手拿相应裸露导线的两端。教师闭合开关，学生没有电流的感觉;教师断开开关，学生有触电的感觉，很有意思。开关闭合的时候，电路电压为3V，电流比较小，学生没有触电的感觉。断开开关的瞬间，通过线圈的电流突然变小，由电磁感应定律可知，线圈里面会产生感应电动势，较高的电动势就会让学生有强烈的触电感觉，这就是自感现象。

可以发现，通过两个趣味小实验，我们就可以让学生十分清晰地了解两个高中物理的教学难点，不但高效，而且能够激发学生兴趣。

四、总结

通过本文的论述，我们可以发现，演示实验对突破高中物理的教学难点，不但具有可行性，同样能够有效地提高教学质量。通过灵活地设计演示实验，可以大大提高高中物理教学的教学水平。

参考文献：

[1]李永超.高中物理演示实验类微课程设计实践[D].北京：中央民族大学，2016.

[2]菅立英.高中物理演示实验“微课程”设计研究与实验[D].呼和浩特：内蒙古师范大学，2015.

[3]武绍妃.探究理念下高中物理演示实验课堂教学研究[D].重庆：西南大学，2013.

[4]陈庆朋.高中物理实验教学条件和实施过程的调查研究[D].重庆：西南大学，2009.

[5]许文龙.新课程理念下高中物理演示实验教学研究[D].金华：浙江师范大学，2009.

[6]顾建新.高中物理教学创新的五个基点[J].教育探索，2010（2）.