對滬教版高中物理必修2中的一個實(shí)驗(yàn)處理與編者商榷

王忠峰

前言

物理，是一門以實(shí)驗(yàn)有基礎(chǔ)的學(xué)科. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中物理教學(xué)中必不可少的內(nèi)容，在高中物理教學(xué)中開展一系列的實(shí)驗(yàn)活動，可以使學(xué)生能將理論與生活實(shí)際有機(jī)的聯(lián)系在一起，促進(jìn)了學(xué)生學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣，有利于學(xué)生思維能力與實(shí)踐能力的提高.

在高中物理教材中，編者有時(shí)會加入一些學(xué)生實(shí)際可完成的實(shí)驗(yàn)，作為對教學(xué)內(nèi)容的補(bǔ)充，這些實(shí)驗(yàn)的加入，可以使學(xué)生能夠直觀的來理解某一物理概念，或者掌握某一物理方法，以達(dá)到對本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容的理解，或者是對物理教學(xué)重難點(diǎn)的突破. 在設(shè)計(jì)這些實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，個人認(rèn)為一定要切合實(shí)際，尤其是一些實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，不能隨心編造，這樣的話，會使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識產(chǎn)生一些偏差，也會造成他們對于學(xué)習(xí)的過程中的一些思維生成產(chǎn)生一定的不良影響. 本文中，筆者對上?？萍冀逃霭嫔绯霭娴母咧形锢肀匦?教材中的一個實(shí)驗(yàn)提出一個看法，與編者商榷.

一、題材

滬教版高中物理必修2第9頁第一章《怎樣研究物體的運(yùn)動》第一節(jié)《飛機(jī)投彈與平拋運(yùn)動》一節(jié)中的實(shí)驗(yàn)探究：研究平拋運(yùn)動的頻閃照片。

原問題如下截圖所示.（注：圖片保持原書中尺寸大小）

二、分析教材中本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)目的：

教材設(shè)計(jì)這個實(shí)驗(yàn)的目的是通過測量小球在不同時(shí)刻的水平方向與豎直方向的位移并計(jì)算，對比小球的實(shí)際運(yùn)動軌跡與伽利略用幾何方法得到的軌跡是否一致，從而進(jìn)一步驗(yàn)證伽利略對平拋運(yùn)動在水平方向和豎直方向的分運(yùn)動的假設(shè)的正確性

筆者結(jié)合自身在教學(xué)過程中遇到的一些實(shí)際情況，對教材上的該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了充分的論證與調(diào)查，認(rèn)為教材對該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)存在一定的缺陷。下面，筆者就將個人看法提出來，與大家共同探討。

三、教材設(shè)計(jì)缺陷：對數(shù)據(jù)表格的設(shè)計(jì)和對照片比例的設(shè)計(jì)

原表格要求測A球在x方向的位移，筆者認(rèn)為，此處測量A球在x方向的位移是毫無意義的，因?yàn)锳球在做自由落體運(yùn)動這一點(diǎn)學(xué)生已明知，實(shí)際中學(xué)生測量時(shí)此處數(shù)據(jù)均填為零，而且從測量的角度來看，小球在水平方向的位移無須測量，也無法做到用刻度尺進(jìn)行實(shí)際測量。

表格中需測量的四個物理量分別為A球x、y方向位移和B球x、y方向位移，而給出的測量單位為m. 學(xué)生在測量時(shí)，不可能在照片中測出實(shí)際的位移，更談不上以m做單位。

四、筆者建議此處問題設(shè)計(jì)上可采取以下兩種改進(jìn)方法

改進(jìn)方法1：將原表格中的單位m改成cm，以學(xué)生在照片中測到的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，這樣通過比對可以發(fā)現(xiàn)B球每相鄰兩次照相時(shí)在水平方向的位移是相同的，同一時(shí)刻在豎直方向與A球保持相同的高度，從而結(jié)論得以驗(yàn)證。

而此種改進(jìn)方法，筆者認(rèn)為也不是最理想. 此種改進(jìn)方法，雖可通過比對達(dá)到驗(yàn)證的目的，但學(xué)生用實(shí)際測到的數(shù)據(jù)通過計(jì)算，豎直方向根本不符合自由落體運(yùn)動的規(guī)律，這樣不能說明豎直方向就是自由落體運(yùn)動，甚至可以說，實(shí)驗(yàn)恰證明了豎直方向就不是自由落體運(yùn)動. 這樣會造成學(xué)生對此實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性懷疑，可能會導(dǎo)致學(xué)生對課本描述性實(shí)驗(yàn)的不信任。

改進(jìn)方法2：對此實(shí)驗(yàn)中的圖片及表格中的單位都不用改動，而是給出該照片的實(shí)際縮放比例. 這樣學(xué)生在測量后可根據(jù)比例尺得到實(shí)際小球的各運(yùn)動位移，在計(jì)算后即可證明豎直方向確實(shí)為自由落體運(yùn)動，這樣就增加了該實(shí)驗(yàn)的可信度. 筆者通過測量計(jì)算，該照片的縮放比例大致為1：7. 83左右。

筆者建議在教學(xué)中若無給定精確比例進(jìn)可按改進(jìn)方法1處理，只讓學(xué)生比對；若有精確縮放比例，可按改進(jìn)方法2處理. 這樣能更好地達(dá)到讓學(xué)生探究的目的，學(xué)生自己得出結(jié)論，從而驗(yàn)證了伽利略對平拋運(yùn)動的兩個方向分運(yùn)動的假設(shè)，達(dá)到教學(xué)所預(yù)期的目標(biāo)。

其實(shí)，在一節(jié)物理課堂中，強(qiáng)烈的好奇心和旺盛的求知欲是引發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維的動力和源泉，如果能在課堂上親自動手做本實(shí)驗(yàn)，再去進(jìn)行計(jì)算，這樣就可能使物理實(shí)際現(xiàn)象在課堂中顯現(xiàn)出來，能最大限度地激發(fā)學(xué)生的思維欲望，促進(jìn)學(xué)生去探索和思考. 在本節(jié)課的教學(xué)中，教師完全可以利用現(xiàn)代教學(xué)手段，在課堂上對物體的平拋運(yùn)動進(jìn)行錄像，再對錄像內(nèi)容進(jìn)行分幀截圖，從而得到類似于課本內(nèi)容的圖片，這樣的素材來自于生活實(shí)際，對學(xué)生來講，其可信度就要高得多。