物理教学呼唤物理实验

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物理是学生感觉比较难学的科目，有很多学生因为物理难学而弃理从文，有的学生在日记中写道：“物理难，物理难，物理课上难欢颜”。发挥物理实验教学的功能，运用物理实验，可以突出重点，突破难点，通过学生的感悟、体验形成能力，降低物理学习的难度，树立学好物理的信心。但是在物理教学中做实验需要花费比较多的金钱，耗费比较多的时间和精力，而且只通过笔试测验，做过实验的学生和没做过实验的学生相比，往往没有明显的差异。这就导致了长期以来，在中学物理教学中存在很少做实验或根本不做实验的现象，其突出表现是：“教师的理论讲授+学生大量的笔头练习”。

由于学生的知识结构和能力结构与学生参与的活动密切相关，所以这种缺失的教学模式将导致学生畸形的智能结构，毋庸置疑，这会严重影响物理教学的质量。例如：在讲解《分子间作用力》时，如果不采用实验教学，那么比较抽象的这部分知识就会枯燥无味。相反，在教学中采用一些演示实验：“酒精与水混合体积变小”和“两个表面光滑的软铅块可以相互黏合”的实验；再采用几个学生分组的小实验：“拉压橡皮”“将玻璃片拉离水面”等实验。这样，通过演示实验，将作用力加以放大，使学生对“分子间存在空隙并且存在作用力”得以形象理解；同时物理实验教学也可以培养学生的科学精神、科学态度、科学习惯、科学思想、科学方法以及严谨学风、协作精神、健全的人格、激发学生学习物理的兴趣，形成持久的学习内驱力，从根本上解决学生学习负担过重的问题，更重要的是充分发挥实验教学的作用，可以把握课程改革的正确方向。

因此物理教学呼唤物理实验，学生渴望物理实验。这也是由物理感知的特点、学生学习物理的特点和物理教学的本身特点共同决定的。

一、物理感知的特点

物理表象是感知过但又不在眼前的物理客体形象的一种影像。物理表象如果进一步概括和抽象就向物理概念过渡。因此，物理表象是从物理感知到物理概念和物理思维的必要的心理活动。要使学生通过自己的认识活动和教师的定向诱导在物理实验基础上去发现和总结物理规律，第一步应该建立准确而生动的物理表象。

物理现象与物理过程主要以光、声、电、气等为媒介而作用在观察者的感觉器官上，通过这些器官的神经通道进一步与观察者的大脑相互作用。在学生的实际学习过程中，无论是物理现象、物理过程，还是教学信息，都通过几种媒介先与学生的多种感官发生作用，然后是学生的感官与大脑相互作用。物理学是建立在物理现象、物理事实、物理过程的感知基础上的。在物理教学过程中我们也要在物理现象的观察中和物理实验中总结、建立、检验物理规律。

在物理教学中加强实验教学，是扩大学生物理感知量的重要途径，也是最有效的手段。这包括演示实验和学生分组实验。在实验中，声、光、电的刺激给学生展示出了一幅物理现象的奇特景象。学生的感官同时得到刺激，印象往往非常深刻。尤其是出乎意料的物理现象，更让他们兴奋不已。例如：在讲《机械能守恒定律》时，先将一个铅球系于绳子的一端，再将绳子的另一端悬于天花板上。让两名学生背对背站在距铅球平衡位置等距离的两侧，并且使两名学生和铅球的平衡位置在一条直线上。教师先将铅球拉离平衡位置，让铅球贴于一名学生头的后部，然后释放，当铅球在两名学生之间来回摆动时，学生都担心铅球会碰到两名学生的头部，心里非常紧张，当他们看到铅球并没有伤害到学生时，在有惊无险的状态中产生了疑问和兴趣。学生分组实验也是扩大学生物理感知量的很好途径。在实验中，学生亲自观察、分辨、操作、记录、分析。不仅学生的视觉和听觉获得物理信息，同时学生的触觉也有了锻炼和获得物理信息的机会。

二、学生学习物理的特点

高中学生学习物理的兴趣特点主要表现在学习的兴趣与思维的特征上。在实验中，高中学生的观察能力已大大提高，注意力能持久而稳定地依靠意志习惯的努力而聚集，对于实验的理解也较深刻，因而利于从实验中总结规律、推导公式、运算习题。高中学生的思维处于过渡期，即从具体运算向形式运算过渡。

研究学生学习物理的认知机制发现，直观教学和直接的体验也是符合人们认识规律的。如超重和失重的演示实验(如图1所示)，在悬挂的木板上放一块砖，在砖和木板之间放一条纸带。首先，用很大的力拉动纸条而使纸条断裂。接下来，设置悬念，问：“哪位同学能在不接触砖和木板的情况下抽出纸条？”并让他们到讲台上去演示，当学生找不出办法时，再由教师演示剪断悬绳的情况下可以抽出纸条。物理现象很直观，但是这时学生却非常想知道原因。在此基础上进行新课教学。再如在学过力的分解部分知识后，为了便于理解重力产生的作用效果，设计了如图2所示的装置让学生亲身体会重物对木杆和绳产生的力的方向。(用一端带尖的铅笔代替木杆，用钥匙链代替绳子，用钥匙代替重物)这样做既激发了学生学习的兴趣，也丰富了学生的感性经验。

因此，在教学中就必须给学生提供足够的感性经验和活动机会，而物理实验恰恰是最好的手段。

三、物理教学的本身特点

现阶段的高中新课程改革要求物理教学要坚持以创设问题情境为切入点，以观察实验为基础，以培养学生的能力为核心，以提升学生探究能力为重点的基本特征。

物理学本身是一门实验科学。物理从实验中诞生、发展，又在实验中得到检验、验证，并向更高的层次进展。因而物理学的实验特点是直观性原则的主要依据和基础。一个物理现象，语言的描述不能代替对现象和事实的直接感知。物理学习中，学生可以凭借教师的语言、教材的阐述以及自己的物理语言表述，更准确、更快地感知具体的物理现象和物理过程，从而更精细地、有方向性地感知物理客体的结构和细节。

因此实验是物理教学的重要基础，是物理教学的重要内容，是物理教学的重要方法，是物理教学的重要手段，是认知的重要工具，是进行探究的重要手段，是创设情境的有效方法，是获得直接经验的重要途径，是培养科学态度、感悟科学方法、形成科学观念的重要过程，是检验理论的重要标准，是培养合作意识、合作能力的重要途径，是培养创新精神和实践能力的重要基础。物理教学的直观性原则要求给学生提供尽可能多的建立在直接感知基础上的具体形象。物理实验应充分地、恰到好处地运用。

为突破人教版选修部分“静电场”概念抽象的教学特点，结合教学要求和学生特点设计了一系列实验，在教学中收到了很好的效果，现从中选取几个与大家分享。

1.有魔力的棒――摩擦起电、带电体吸引轻小物体

用洁净干燥的毛皮与洁净干燥的有机玻璃棒用力按压快速摩擦后去靠近干燥洁净的碎纸屑、干燥洁净是的乒乓球、干燥洁净的毛发等，观察现象总结结论：用洁净干燥的毛皮与洁净干燥的有机玻璃棒用力按压快速摩擦后，让棒与易拉罐壳的轴线平行靠近易拉罐壳的上侧面并向前移动，会观察到易拉罐跟着向前滚动。

也可以让学生利用给定器材进行比赛，看谁用棒吸起的乒乓球多。器材：有机玻璃棒、铝棒、洁净干燥的毛皮、附有灰尘的毛皮、干燥洁净的乒乓球。

2.银盘散花―感应起电、电荷间相互作用

器材：干燥洁净的有机玻璃板一块、干燥洁净的毛皮一块、一个带绝缘柄的金属盘，适当数量的轻薄纸屑。

操作：将轻薄纸屑散放在带绝缘柄的金属盘中，用洁净干燥的毛皮与洁净干燥的有机玻璃用力按压快速摩擦，右手持绝缘柄将金属盘置于有机玻璃板上方，左手手指接触金属盘表面，移开接触金属盘表面的手指，右手持绝缘柄将金属盘提起，会惊奇地发现金属盘中的小纸屑向上和四周飞散开来，犹如天女散花一样。

3.有感觉的氖管――静电平衡状态导体的电荷分布特点

器材：氖管一个(一般发光电压为50～90V，发光时红光璀璨明亮，电压越高，发光越明亮)、大头针一枚、502黏合剂、带绝缘底座的锥开导体、洁净干燥的毛皮、洁净干燥的有机玻璃棒。

操作：用502黏合剂将大头针的底部黏合在氖管的一个电极上，使用时将另一电极用手指直接拿住。用氖管的尖端去接触用洁净干燥的毛皮用力按压快速摩擦过的洁净干燥的有机玻璃棒，针尖发生尖端放电氖管发红可检验有机玻璃棒带电。用洁净干燥的毛皮用力按压快速摩擦过的洁净干燥的有机玻璃棒给带绝缘底座的锥形导体带电，用氖管的尖端移近导体的不同表面并保持距离相等，观察氖管发光亮度的不同，说明静电平衡状态导体的电荷分布特点。

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4.颤抖的乒乓球――尖端放电

器材：相同的带绝缘柄的圆形平面铝板两块、带铁夹的铁架台、感应起电机、均匀涂有2B铅笔铅的乒乓球两个、硬铜丝两段、导线。

操作：将两段硬铜丝做成相同的稳定的螺旋形底座，上方竖直，在最上方磨成尖端，将两个乒乓球穿在上方的竖直铜线上，其中A乒乓球穿透而B乒乓球不穿透。将两块带绝缘柄的圆形平面铝板用铁夹水平地平行固定在铁架台上，用导线将感应起电机的两电极分别与两铝板相连，将B放在下方的铝板上，摇动感应起电机的手柄使两铝板带电，调整两铝板之间的距离，直到能出现B与上方铝板放电(看到火花，听到声音)，同时看到B在颤抖；取下B，在同样的位置放上A，摇动感应起电机的手柄，看不到火花，听不到声音更看不到颤抖；同时放上A和B，摇动感应起电机的手柄看不到火花，听不到声音也看不到球颤抖。

5.快乐盒――静电植绒

器材：适当大小的透明塑料密封盒，与盒上下表面等大的锡箔纸两张及稍大一点的白纸一张，金属线两小段，适量烧成灰烬的纸灰粉末，感应起电机，细一些的固体胶、导线。

操作：将两锡箔纸分别平铺在盒的内侧上下表面上，两小段金属线穿透上下表面与锡箔纸连接好，盒外留适当长度用导线与起电机的两电极相连，将纸灰粉末置于盒底部平铺均匀。用固体胶在白纸上写上“快乐”“加油”等词语或句子，写字的一面向下，放在盒盖的内侧，将盖子盖好。摇动感应起电机的手柄看到纸灰在快乐舞蹈，经适当时间，将电荷放掉，打开盒子，取下白纸，纸灰已清晰地在白纸上写出“快乐”“加油”等词语或句子。

参考文献

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