教学反思――中学物理实验教学功能研究

杭州学军中学葛德成

物理教学要切实做到以实验为基础，就必须充分展现实验的魅力，淋漓尽致发挥它的教学功能，我们在实验教学的实践中，归纳和总结出物理实验教学的功能主要有以下诸方面。

一、 调控课堂

课堂45分钟是教学的主战场，也是学生获得知识、发展能力、提高思想水平的主渠道。高效率的课，应该是在课堂有限的时间和空间内，实现耳、眼、口、手、脑“全频道”式接受，“多功能”协调，“立体”式渗透。教师要运用教学艺术对课堂的各个环节进行调控，使学生大脑皮层处于积极的兴奋状态，保持全神贯注而又轻松愉快地上好每一节课。教学实践证明，运用物理实验进行调控课堂是有效方法之一。

• 引入新课

俗话说，良好的开端是成功的一半。在物理教学中，巧妙地运用实验引入新课，就如在

平静地湖面上投石，能激起一片思维涟漪，可以点燃思维火花，产生急欲一听的感染力。例如，在“自感”一节课的引入时，我们设计一个“触电”实验（如图），用4－6V直流电源与自感线圈（日光灯镇流器中的线圈）串联，电路中留一个缺口，缺口两端的屑去绝缘，裸体金属外露，演示时，让一位学生上讲台，当用两手握住裸体导线的两端时，学生因“触电”而全身抖动一下，引起全班同学兴趣。这个实验虽然简单，演示却非常成功，完全吸引了学生。接着，教师围绕着实验提出系列问题：①高压是哪里产生的？②高压何时产生？③为何会产生高压？④何处电流发生变化？在热烈愉快的讨论中引出自感的课题。这样的引入新课起到先声夺人，课亦始，趣亦生的效果。

• 创设情景

创设问题情景，提供一定的刺激模式，能激起学生认识和解决矛盾的心向，拨动学生的

心弦，点燃好奇之火，扫除障碍，矫治思维“盲点”，拨正思维歧途，师生进入“积极思维的王国”，教学相长。运用实验创设问题情景，一要考虑适时性；二要考虑针对性；三要考虑启发性。同时要兼顾问题本身的性质和学生的接受能力、思维特点，并适时启发、点拨。例如， “导体与绝缘体”一节教学中，在研究导体与绝缘体可以转化时，首先提出矛盾性的问题，玻璃可以导电吗？接着，按如图所示实验，当用酒精灯对玻璃加热后，便看到玻璃渐渐变软发红，同时也看到指示灯的灯丝先暗红、再发亮、然后正常亮光。学生对实验装置，实验现象及教师的操作一目了然，对“玻璃在常温下是绝缘体，在高温下是导体”确信无疑。这一实验，不仅有效地创设问题情景，而且使问题在情景中得以解决，学生在问题的前景中取得最大收益。

• 设计高潮

心理学研究表面，中学生维持高度注意时间，一般来说25分钟，一堂课内学生的注意力集中将出现两次波峰，它一般出现在课间15分钟和35分钟左右。教师必须要抓住这一点，有意无形地把一堂课分为两个阶段，在每个阶段学生注意波峰期，用节奏语言和新颖内容激发学生思维，使教师的情感和学生的思维发生“共鸣”，整个课堂气氛形成高潮，在物理教学中，物理实验能够有效激发课堂高潮。例如：在浮力的产生一节教学中，我们采用“假设有一个正方体完全浸没在水中”的方法，得出水对物体向上和向下的压力差是水对物体的浮力后，我们设计如下实验：取一只塑料大雪碧瓶，剪去底部，制成一只漏斗。如图（a）所示，把一乒乓球放在里面，从上面倒入水，只见有少量的水从乒乓球周围隙缝流下来。但乒乓球不上浮。这时，用手或橡皮块堵住下部流水处，立即见到乒乓球浮起[如图（b）]。这时，课堂气氛就活跃起来，教师进一步提出，堵住下孔后为什么乒乓球会上浮，这是，学生展开了热烈的讨论，课堂气氛达到高潮，在课堂高潮中，学生自然地理解浮力形成的原因。

二、激发思维

1、诱发思维

当学生求知心理达到平衡时，往往需要教师通过一定的教学手段去打破学生的心里平衡，从而激发思维，其过程是：创设不协调→探究→发现→解决问题（达到第二次平衡）。从认识论的角度来看，只有不断的打破学生原有的认识结构，使他们的思维远离平衡状态，才能有效地调动起学习新课题的积极性。为此，我们可以运用实验手段，将新旧知识的矛盾，尖锐地摆在学生面前，使得他们的思维处在激烈的不平衡状态之中，从而带着要解决问题的迫切心情投入学习。例如：用伏安法测电阻，学生在初中就学习过原理，也做过实验，尽管高中对此课题的教学要求已经提高，要讨论安培表内接和外接时两种电路的误差情况。但是，面对这两种电路，学生开始的反应时淡漠的，因为他们原有的认识图式中，这两种电路原来是等价的，所以他们的思维处于平衡状态之中。为了能使学习引向深入，我们可以通过演示实验来激化矛盾，打破平衡，采用大型示教电表，分别以两种电路去测量同一只大电阻的阻值，两次测出的数据是5.2千欧和2.0千欧；然后又去测量同一只小电阻，测出的数据是5.0欧和2.0欧。悬殊的测量结果，造成了一种外来的强刺激，学生的思维被迅速地激发起来，从而促使他们积极主动地参与新课题地学习。

2．点拨思维

学生能否积极地进行思维和语言交流与他们的思维是否受到“点拨”有关，教师在授课中不仅要善于巧设疑，同时还要善于导疑、点拨。当学生在学习过程中陷入困境或对某个问题发生争执无法深入时，教师就要迅速而细心地分析学生成疑的原因，及时以适当的方式点破迷津，另辟新径。这时教师要根据教材的实际和学生的认识能力，预测学生学习新知识时可能产生的思维障碍，并通过实验，突破难点和关键。例如：《变压器原理》一节教学中，在引出理想变压器的概念，推出了电流公式后，为使学生加深对“输入功率随输出功率的变化而变化”的因果关系的认识，我们在教学中可利用如图实验来点拨学生思维，当输出功率为零时，即变压器空载时，串联在原线圈电路中的交流电流表读数接近零，说明输入功率也为零，当副线圈中的小灯泡增加（负载电阻减小）时，电流表读数也增大，说明功率随输出功率的增大而增大，运用实验去点拨思维，可起到“千言万语说不清，一看实验就分明”的效果。

• 收拢思维

在教学过程，常常会遇到学生对某一问题争论不息，教师用抽象的理论知识解释，也难以满足学生的需要，这时，演示实验做到一点可破，把学生的发散思维，收拢到一起来。例如：牛顿第三定律教学后，可以让学生讨论如下几个问题：①将绳子一端固定，另一端用力F拉着，则绳子受到的拉力是多少。②两个人用大小相等，方向相反的两个力F分别拉绳子的两端，则绳子所受的拉力是多少。③如果在上述两种情况下，分别把绳剪断后连入一个测力计（既在绳子中间），则以上两种情况下测力计的读数各是多少？对第一问题，学生能够运用牛顿第三定律，得出正确的答案。但对于第二个问题，学生则讨论得非常激烈，他们的思维都处于高度激发状态，提出了多种多样得想法，有的认为“此时绳子所受的拉力为2F”;有的认为此时“绳子所受的拉力为零”；有的虽然能运用牛顿第三定律得出“此时绳子所受拉力也是F”但又感到怀疑，不能信服。对于第三个问题学生的讨论也是非常激烈的，也有类似上述的多种想法，其答案也是各不同，甚至，会得到互相矛盾的解释，正当学生迫切希望解决问题，思维处于积极活跃之际，教师因势利导，抓住学生对这些模糊不清的看法或互相矛盾的回答，通过如图的演示实验的观察，启发学生的思维，引导学生分析，然后揭露出现象的本质，最后把学生的思维收拢到正确轨道上。这样，学生才能消除了疑团，对牛顿第三定律的理解也就比较深刻了。

三、丰富表象

列宁在《哲学笔记》一书中指出：“从生动的直观到抽象的思维，并从抽象的思维到实践，这就是认识真理，认识客观世界的辨证的途径”。这也是教学基本的认识过程，从感知过渡到思维的中间环节是表象，教学的目的之一，就是要引导学生自觉的进行表象活动，以促进形象思维跟抽象思维的顺利转化，对于抽象思维处于急剧发展时期的中学生，表象活动尤其重要，进行表象活动选择的实例越是为学生所熟知，越充分运用学生的经验，其效果就越好。

• 建立概念

物理概念和规律，都是物理现象的本质联系在人们头脑中反映。因此，我们在物理教学

中，应向学生提供足够的感知材料，尽量使得所要研究的现象和过程形象鲜明，本质突出，以便于学生分析和概括。现以“电容”教学为例，对学生来说，这是个抽象难学的概念。如果照本宣科，先讲什么叫“电容”：电容器所带电量跟两极电势差的比值叫电容器的电容；再介绍它的国际单位，然后举个例题。这种教法是形而上学，学生并不体会为什么要学“电容”，为什么这样定义“电容”。为使学生能建立起这个概念，我们运用实验手段，通过灯泡的亮度的变化，粗略而又形象地表明电容器容纳电量多少地变化，教学效果大不一样。其教学过程如下。①、演示电容器的充放电现象：先把日光灯电容器接入直流高压电源充电取下后短路放电，学生在看到耀眼地闪光时，同时还听到了尖脆地声响；再取一只电解电容器，充电后与音乐成相连，奏出了悠扬悦耳地乐曲声；最后将大型示教电流表按入电容的充放电回路，观察电流大小和方向的变化，从而使学生对电容器的本质特性有了深刻的认识。②、演示不同规格的电容器的特性不同：如图所示电源电压6伏，用电容器1500F和3000F的电容器分别接入电路，当K接1时，L1灯亮，接2时，L2灯亮，可以观察到两次实验中两灯的亮度不同，前者两等较暗，后者两灯较亮。说明不同规格的电容器的特征是不同的。③、定性实验研究：用1500F的电容器，改变电源电压，从6V变到12V，观察两灯的亮度，电压增加两灯变亮。说明电容器所带电量随两极电势差的增加而增加。④、教师进一步指出：电容器所带电量跟电势差成正比，他们的比值是一个恒量，再与水容器进行类比，从而说明可用这个比值来表示电容器的特性。然后启发学生思考，为什么这样定义“电容”就可以用它表示电容器的特性。这种教法是把概念建立在感性认识的基础上，符合学生的认识规律。

• 软化难点

物理教学中诸多难点的形成，往往是由于学生缺乏相应的感性材料，表象单薄，甚至畸化。因而不能建立起准确清晰的物理图景，例如摩擦力是高一学生学习的难点。为此，我们改进传统的演示实验，取得较好效果。用如图所示装置在小木块下方粘一块海绵，保持木块静止不动，由小到大缓慢向上用力拉测力计，同时，提醒学生观察测力计指针位置的变化，在此过程将看到测力计弹簧被拉长，指针在0－1牛顿左右的范围内连续变化时，木块仍然静止不动。继续增大拉力，可以看到指针超过某一刻值时，木块开始移动。同时，从海绵的形变中可以形象看到摩擦力方向。

通过以上直观手段的运用，就为学生提供了丰富的表象材料，使他们在头脑中建立一幅较为清晰、准确的物理图景，从而就有可能在根本上突破这个难点。

四、指导解题

为使学生更好地掌握分析解决物理问题地思路和方法，我们还尝试将实验与习题教学有机结合，利用演示实验起到言简意明，画龙点睛地作用。例如：“力的分解”问题是学生难于理解和掌握的知识，是学习中的难点。在很多实际问题中，常常需要把一个已知力分解成互成角度的力，一个力究竟如何分解要根据所研究的具体情况来决定，而学生感到抽象，难于理解。为此，教师需要精心设计制作教具，这些教具力求简单直观，突出主要问题，富有启发性。例如把重物G挂在各种形式的三角支架ABC，如图，研究哪个杆受压力，哪个杆受拉力，我们用图示的教具，通过弹性体（如橡皮膜）变形能直观地显示出两杆受力的性质。通过实验总结出规律，三角形支架中BC杆受拉力作用，AB杆都受压力作用。这样就突破了难点，使学生获得了鲜明地感性认识，在这个基础上，再运用分力与合力的关系进一步提高到理性认识的高度来理解两杆受力的性质，这样学生对问题的理解就比较牢固了。