實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的作用

鄭學(xué)壘

摘要：物理是一門(mén)以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，不僅僅是知識(shí)的簡(jiǎn)單傳授，更是一種知識(shí)的體驗(yàn)與感知。所謂“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，在物理中實(shí)驗(yàn)探究便是檢驗(yàn)知識(shí)的主要方法?？梢哉f(shuō)，物理實(shí)驗(yàn)既是物理教學(xué)內(nèi)容的一個(gè)重要組成部分，又是物理研究的一種重要方法，同時(shí)也是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生能力的前提。因此，實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的作用是具有不可替代的。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)； 興趣； 演示； 感知

物理實(shí)驗(yàn)是指人們根據(jù)研究目的，利用科學(xué)儀器設(shè)備人為地控制或模擬物理現(xiàn)象，排除干擾、突出主要因素，在最有利的條件下去研究物理規(guī)律的一種活動(dòng) 。

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)芗ぐl(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

物理實(shí)驗(yàn)具有真實(shí)、生動(dòng)的特點(diǎn)，尤其對(duì)初中生具有很強(qiáng)的吸引力，特別是一些新、奇、趣、險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象常常出乎它們的意料之外，使它們興趣盎然，這樣就極易喚起他們的好奇心，激發(fā)它們的求知欲望，喚起它們的直覺(jué)興趣。所謂興趣是最好的老師。利用驚奇實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入新課，能喚起學(xué)生的注意，引起學(xué)生思考，從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲望。在學(xué)習(xí)“流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”內(nèi)容時(shí)，先是組織了一場(chǎng)“小比賽”——看誰(shuí)先把乒乓球吹落下來(lái)。比賽要求剛宣布完畢，許多學(xué)生就開(kāi)始躍躍欲試，我故意挑選幾名有代表性的參賽隊(duì)員——身強(qiáng)體壯者PK身體羸弱者，同級(jí)別男生PK女生。比賽環(huán)節(jié)相當(dāng)激烈，越是想贏得勝利，越是用力氣吹，乒乓球越是“不聽(tīng)話”，仿佛“粘”住了一般。這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象讓大家“費(fèi)解”了，這跟想象中的不太一樣，為什么會(huì)這樣呢，強(qiáng)烈的求知欲驅(qū)使著大家想“一探究竟”，充分激發(fā)和調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、實(shí)驗(yàn)?zāi)茏寣W(xué)生更好的感知書(shū)本知識(shí)

物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，觀察和實(shí)驗(yàn)是研究物理學(xué)的根本方法，物理學(xué)離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)，物理教學(xué)更離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)?？茖W(xué)研究表明：語(yǔ)言信息和形象信息在頭腦里的比例是1：1000，即頭腦儲(chǔ)存語(yǔ)言信息的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及儲(chǔ)存形象信息的能力。有人做過(guò)形象的比喻：一幢華麗的大樓，你看一眼再?gòu)?fù)認(rèn)時(shí)，不用語(yǔ)言表達(dá)，便能認(rèn)出，而讓你讀一遍作家對(duì)這一大樓的文字表述后，再去復(fù)認(rèn)這一指定的大樓時(shí)，始終比不上“你曾看一眼的功夫”，原因是前者一瞬間建立起來(lái)的神經(jīng)聯(lián)系是一種立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而后者是依次性的鏈狀結(jié)構(gòu)。在潘菽先的《教育心理學(xué)》中提到，學(xué)生一般都傾向于對(duì)客觀的事物進(jìn)行感知，并且滿足于自己對(duì)外在事物的感知。只在岸上講道理是不行的，因此要讓學(xué)生動(dòng)手操作[2]。在物理教學(xué)中把概念、規(guī)律通過(guò)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為物理形象感知，便于學(xué)生記憶，例如：在講液體壓強(qiáng)時(shí)，如果沒(méi)有實(shí)驗(yàn)感知，學(xué)生就難以想象、理解這一環(huán)節(jié)的內(nèi)容。

首先是“液體壓強(qiáng)的產(chǎn)生原因環(huán)節(jié)”，給學(xué)生準(zhǔn)備了自制的礦泉水瓶裝置，實(shí)驗(yàn)前先猜想“水會(huì)從瓶的側(cè)壁流出來(lái)嗎”“水會(huì)從瓶子底部流出來(lái)嗎”。。。。。。在猜想環(huán)節(jié)，學(xué)生基本能根據(jù)生活常識(shí)猜出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，其中有一名馬同學(xué)提出了自己的想法“如果把瓶蓋蓋上，就不會(huì)有水從側(cè)壁和瓶底流出來(lái)了”，態(tài)度非常篤定。這是一個(gè)絕佳的實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)，讓學(xué)生自己動(dòng)手驗(yàn)證自己的猜想以及馬同學(xué)的想法。大家在積極的實(shí)驗(yàn)操作中都找到的自己的答案，特別是馬同學(xué)，實(shí)驗(yàn)情緒非常高漲，在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了自己的不足，也增強(qiáng)了自己學(xué)習(xí)物理的興趣和信心。

在接下來(lái)的環(huán)節(jié)中，實(shí)驗(yàn)感知顯得尤其重要。通過(guò)實(shí)驗(yàn)——使用U型液體壓強(qiáng)計(jì)，感知并逐步總結(jié)出“液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)”，這比簡(jiǎn)單的傳授知識(shí)要好的多，能更有效的把間接經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為自己的直接經(jīng)驗(yàn)，在日后的學(xué)習(xí)和生活中，也能通過(guò)回憶此刻的實(shí)驗(yàn)感知，聯(lián)想起相關(guān)的知識(shí)。這些過(guò)程和方法不僅對(duì)形成物理概念和認(rèn)識(shí)物理規(guī)律來(lái)說(shuō)很重要，而且具有廣泛的遷移價(jià)值?？梢哉f(shuō)，如果這一環(huán)節(jié)沒(méi)有實(shí)驗(yàn)感知，知識(shí)只是簡(jiǎn)單的羅列，比較抽象，更不具有系統(tǒng)性和關(guān)聯(lián)性。

三、演示實(shí)驗(yàn)?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生的觀察和分析能力

觀察是一種有目的、有計(jì)劃，并且持續(xù)、反復(fù)的知覺(jué)過(guò)程。首先要有目的地辨明觀察對(duì)象的主要特征，注意發(fā)現(xiàn)引起變化的條件和原因；其次，要使學(xué)生了解：觀察是要經(jīng)過(guò)一定的努力，克服一定的困難，才能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，才能對(duì)事物有正確認(rèn)識(shí)，才能得到正確的結(jié)論。

當(dāng)某些實(shí)驗(yàn)存在一定的危險(xiǎn)性或者對(duì)操作的熟練度和技巧要求非常高時(shí)，教師的演示實(shí)驗(yàn)就有其必要。

空氣是看不見(jiàn)摸不著的，所以在學(xué)習(xí)和感知方面，“大氣壓強(qiáng)”會(huì)比“液體壓強(qiáng)”和“固體壓強(qiáng)”難度更大，學(xué)生對(duì)“大氣壓強(qiáng)”的常識(shí)認(rèn)知有限?；谶@個(gè)問(wèn)題，本環(huán)節(jié)就需要教師演示實(shí)驗(yàn)：

窄口瓶“吞”雞蛋的實(shí)驗(yàn)。這奇跡般的現(xiàn)象立即吸引了學(xué)生們的注意力。引導(dǎo)學(xué)生借助化學(xué)知識(shí)分析：瓶?jī)?nèi)的空氣隨著燃燒越來(lái)越少，瓶外的空氣沒(méi)變化。但具體是什么把雞蛋“推進(jìn)”瓶?jī)?nèi)的呢？大氣壓將為你解開(kāi)這個(gè)謎，在學(xué)生興趣被激發(fā)的情況下轉(zhuǎn)入新課教學(xué)：將一只玻璃杯灌滿水，用一張塑料卡片蓋在杯口上，再按住卡片把水杯倒過(guò)來(lái)。當(dāng)把手移開(kāi)后，會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？

——松手后，紙片沒(méi)有掉落，水更沒(méi)有流出來(lái)。

學(xué)生驚訝不已，紛紛議論，是大氣托著紙片，從而使紙片和杯內(nèi)的水都沒(méi)有掉下來(lái)，大氣的“威力”還是挺大的！這大氣壓到底有多大呢？

大氣壓到底有多大？為了滿足學(xué)生的好奇心和求知欲，引入馬德堡半球裝置。在學(xué)生中抽選兩個(gè)力氣最大的男生配合實(shí)驗(yàn)。第一步，把兩個(gè)半球組合成球體，讓兩同學(xué)分別拉半球，此時(shí)兩半球能輕松被拉開(kāi)。第二步，抽去馬德堡半球抽真空，再次拉半球，結(jié)果用盡力氣也拉不開(kāi)，再換四個(gè)不服氣的同學(xué)，還是沒(méi)有拉開(kāi)。第三步，當(dāng)我把進(jìn)氣閥門(mén)打開(kāi)后，一個(gè)人就很輕松的把兩半球拉開(kāi)了。

提出問(wèn)題，剛才的三步實(shí)驗(yàn)?zāi)阌^察到了什么現(xiàn)象，三者操作的區(qū)別在哪里？（培養(yǎng)學(xué)生的觀察和分析能力）

——不同點(diǎn)是球體內(nèi)部有沒(méi)有空氣（有沒(méi)有抽真空）

這一發(fā)現(xiàn)讓學(xué)生既驚奇又信服，對(duì)“大氣壓不但確實(shí)存在而且還很大”的結(jié)論深信不疑。

實(shí)驗(yàn)是手、腦并用的實(shí)踐活動(dòng)，生活離不開(kāi)物理，物理離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)，由實(shí)驗(yàn)入手，可以幫助學(xué)生更好、更快掌握物理本質(zhì)和規(guī)律。將抽象的概念轉(zhuǎn)化為形象直觀的現(xiàn)象進(jìn)行理解和深入探究，還能幫助學(xué)生建立物理模型，聯(lián)系生活，將生活情境轉(zhuǎn)化到物理模型中，從而解決生活實(shí)際問(wèn)題，還可以增添課堂趣味性，幫助學(xué)生輕松快樂(lè)學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李桂福，段金梅，霍立林.中學(xué)物理教學(xué)法實(shí)驗(yàn)[M].北京師范大學(xué)出版社.1993，6：2-5

[2]狄建蓉.物理實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的地位和作用[EB/OL]. Physics.2009-12-29

（作者單位：山東省泰安市體育運(yùn)動(dòng)學(xué)校 271000）endprint