动手动脑,化难化疑
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摘 要： 随着新课改如火如荼地展开，教学手段日益先进，电化教学媒体，如投影仪、幻灯机、录音机、录像机、视频显示器、多媒体计算机、多媒体实验演示器等，形象直观、重复再现、时空改变、动静变化、快慢可调，渐渐的，实验好像变得可有可无。其实不然，不做实验，概念抽象理解难；演示实验，耳听眼看印象深；学生实验，动手动脑能力强；多做实验，概念规律理解深。
关键词： 物理实验教学 抽象概念 演示实验 学生实验
实验是人类探索自然奥秘的主要手段，加强实验教学是物理教学改革的重要课题，是大面积提高教学质量，变应试教育为素质教育的重要措施。实验教学不仅能使学生了解物理现象，验证物理规律，而且能帮助学生加深对物理概念的理解，启发学生解决问题的思路，变繁为简，化难为易。下面我以具体的事例，谈谈在教学中用实验化解教学难点的体会。
1.不做实验，概念抽象理解难
我们经常会遇到这样的情况，学生有了疑难问题，教师给予指导，可经过再三讲解，他们仍然似懂非懂。比如，在为学生讲评有关串联、并联电路的习题时，我就碰到了这种事。串、并联电路是电学中的重要内容，正确区分它们是学好电学的关键所在。然而，每年都有许多学生被复杂的串、并联电路搞得晕头转向，连声叫难。例如图1所示电路，AB连接电源正、负极。当只闭合S■时，灯？摇 ？摇亮；当只闭合S■时，灯？摇 ？摇亮；同时闭合S■、S■时，灯？摇 ？摇亮，是？摇 ？摇联电路。
图1 图2
按照传统，教师依靠一支粉笔一张嘴，向学生传授知识，讲述解题方法。我在黑板上画出电路图后讲解：当只闭合S■，a S■c就成了一根导线，它与灯L■和L■并联，把这两灯局部短路了，所以只有灯L■亮，当只闭合S■时，b S■d也成一根导线，同理可得只灯L■亮。同时闭合S■、S■时，a S■c与b S■d各自成为一根导线，但没有短路（这里学生最难理解）。导线是可以拉长或缩短的，现在把它们都缩短，缩到a与c，b与d分别重叠。电流从电源正极出来，兵分三路，经过三灯后汇合，回到电源负极。我还画了等效电路，证明三灯并联。我连说带画，自以为学生都听懂了。谁知只有四分之一的学生真正理解掌握，还有几个基础差的学生仍一窍不通。大多数学生则当时听听很清楚，过后想想又糊涂。过几天再让他们做这道题，有一部分学生已经“不识庐山真面目”了。把题稍作改动，变成如图2所示电路叫他们解答，随着电键的打开或闭合，又有近一半人败下阵来。
类似这样“弄不懂”的题目还可举出不少。为什么对学生的疑难问题作了如此详细的讲解，用了通俗的比喻、相应的图示，还有这么多学生一知半解？结论是，纯粹的讲解，概念抽象，学生理解不透，造成了脑中空空的现象。靠死记硬背长久不了（理解不深的知识，是不可能记得清楚的），更经不起“时过境迁”的考验。
2.演示实验，耳听眼看印象深
要让“抽象”变“形象”，得靠做实验实现。从信息论的角度看，做与不做演示实验有很大差别。在教学中，教师演示实验装置和实验现象，都可以看做信源。学生学习知识等于接受信息。按所有感官的不同，学生可以用耳朵接受来自教师的语言（听觉）信息，也可以用眼睛接受来自演示实验的视觉信息。现代脑生理学者和信息工程的研究表明，把视觉信息与听觉信息输入人脑后，学习者最后都得出视觉信息比听觉信息多900倍的结果。因此，做不做实验有很大差别（对学生掌握知识的影响有很大差异）。而且这个差别是不能通过大量的练习弥补的。只讲解，学生只能得到语言信息，即使教师辅之黑板作图示之；但作为视觉信息，仍无法与演示实验的视觉信息相提并论（实验直观、具体、又会“动”，有立体效应）。语言信息和视觉信息有历时性和共时性的重要区别，两者在学习者头脑中引起的神经联系不同，而对事物较完整的把握，应靠学习者不同感官的协同作用，使之能在大脑皮层中形成多通路的神经联系。
我用演示实验解图1这题。先按电路图连接实验电路（为了使实验醒目，我注意了导线颜色的区分）。接着闭合S■，灯L■和L■暗，灯L■亮。为什么？学生认真观察。S■闭合后，a S■c成了一根红导线，这红导线与灯L■和L■并排的，电流不会流入灯L■和L■内了，它从红导线中过去（电流是“走捷径”的）。只闭合S■，b S■d也成了一根绿导线，把灯L■和L■局部短路，只有灯L■亮。同时闭合S■和S■时，红、绿两根导线分别将ac与bd联结，此时电流怎么“走”？导线的长短是不会影响电路的连接方式的，我来拉短ac，一学生帮我收缩bd（这是最关键，最能说明问题的一着，化解了这道题的难点）。学生看到了图3的情形。再把导线理理整齐，使它们横平竖直，一个“标准”的并联电路就呈现在眼前（图4），电流分成三路，通过三灯。
图3 图4
由于做了演示实验，学生既聆听到了教师的讲解，又亲眼目睹了电路真切形象的“演变”过程，势必在他们的脑海中留下深刻印象。后来再考这类题目，绝大多数的学生都能正确解答。
3.学生实验，动手动脑能力强
“利用串、并联电路的特点，设计测未知电阻R的阻值”，也是令许多学生“望而生畏”的难点。以往整节课都由教师“主讲”，收效甚微。要学生独立完成有关的电路设计，更是困难重重。
怎样帮助学生化解这个难点呢？我认为，只有让学生“自己解放自己”——做实验，从实践中求真知。从心理学的角度看，中学生的心理特点是好奇、爱问、好动、喜欢探索自然的奥秘。这种心理状态是学生学好物理的原动力。不过他们的思维需要有生动的具体材料做支柱，物理实验正好起到这个作用。尤其是组织学生分组实验，激发了他们的求知欲望，激励了他们开动脑筋积极思维，培养了他们综合分析灵活应用的能力。
现在我以学生分组实验为主，讨论总结为辅的方法上这节课。通过复习“伏安法测电阻”，学生知道可用电压表和电流表分别测出电阻两端的电压和通过电阻的电流，再利用欧姆定律求之。那么，现在只给你一个电源，一个已知电阻R■，电压表和电流表只能任选一个，电键、导线若干，怎么测R■值？如果把已知电阻R■换成已知阻值范围的滑动变阻器R′，其他条件不变，那么怎么测出R■值？
学生开始分组实验，教师不做示范（在教室里巡视查看，对能力较差的小组略作指导）。“迫使”学生带着问题自己去发现、探索解决的方法。学生很投入，手脑并用，二十几分钟后实验基本做完，大多数小组都做得不错。我请了几个“代表”上来画出电路图，讲出实验器材、步骤，写出实验原理和表达式。然后大家一起讨论归纳。一问：用电压表或电流表有什么不同？电路连接方式不同，实验原理不同。用电压表测，R■与R■要串联，利用串联电路电流相等求解。也可用串联电路电压与电阻成正比的道理来解。用电流表测，R■与R■要并联，根据并联电路电压相等得结果，或用并联电路电流与电阻成反比的道理来解。有学生立即补充，用电流表测也可串联，把R■与R′串联，用移动滑动变阻器滑片的方法，使R′一次为零，一次最大。或把R■与R■串联，让一个开关与R■并联，可用开关的闭合或断开达到目的。再问如果只能连一次线，则可有几种电路设计？学生又讨论归纳了几种，如图5。我们还讨论了哪种电路不能连（或不起作用），哪种电路要注意滑动变阻器阻值不能为零，等等，这节课圆满结束。
图5
学生通过自己动手操作，辨清了“真伪”，既掌握了技能，又巩固了知识，锻炼了思维能力，增强了分析判断能力，为日后解决变化多端的设计题打下了坚实的基础。
4.多做实验，概念规律理解深
轻视实验，只在讲授，练习上下工夫，花时间，效果往往事倍功半。有些教师常常抱怨学生：“讲了多少遍，还是做错！”原因在于教师自己没有认真做实验。
做实验在物理教学中所起的作用非常重要。我们不要怕麻烦，要多花时间准备实验，多做实验，做好实验。把现代化教学手段引入课堂，开展合理的、成功的电化教学，可帮助学生扫清认知道路上的障碍。让我们运用实验和电教手段，在讲解知识的过程中，达到化静为动，化虚为实，循序渐变的演示效果，达到大容量、深印象、高效率的教学效果。利用声、像、图、文有机复合，有效地促进学生感知、理解、消化和运用。让学生学得轻松，理解得透彻，掌握得牢固。