淺議小實驗和對比試驗在物理教學中的作用

1、 淺議小實驗和對比實驗在物理教學中的作用 【內容摘要】實驗是物理學研究的基本方法之一，文章從對比實驗和小實驗在物理教學中的作用出發(fā)，依據新課程標準，來分析物理概念的形成，探討物理規(guī)律，并揭示物理現(xiàn)象的本質。幫助學生形成正確的物理概念，掌握物理規(guī)律，突破難點，消除疑點，從而使學生養(yǎng)成發(fā)現(xiàn)問題，探究問題的習慣和能力?！娟P鍵詞】多媒體 實驗 物理現(xiàn)象 案例實驗是物理學研究的基本方法之一。近幾年我常在物理教學中，有目的地安排設計一些對比性的實驗，幫助學生形成正確的物理概念，掌握物理規(guī)律，突破難點，消除疑點，收到了較好的教學效果。一、運用對比性實驗幫助學生形成正確的物理概念有些物理概念比較抽象學生難于理

2、解，設計對比性實驗，邊引導邊實驗邊分析，抽象出事物的本質特征，幫助學生形成概念，完成認識上的飛躍。例如，大氣壓強這一概念，對初中學生來說是比較抽象的，教學中我設計兩個對比性實驗，每做一個實驗，都引導學生觀察現(xiàn)象，思考問題，分析問題，步步深入。講課開始，教師做“水杯-厚紙片”演示實驗，讓學生思考，放開手后，厚紙片會不會掉下來？當學生看到厚紙片不會掉下來這個意想不到的現(xiàn)象時，無不感到新奇有趣。這時，教師因勢利導提出：“上述實驗中厚紙片受到哪些向下的作用？為什么厚紙片不會掉下來？”學生很自然領會到厚紙片不會掉下來一定受到一個向上的壓力作用，這個壓力只能是大氣產生的，由此可見，大氣對厚紙片產生了壓強。

3、進而向學生提出：“課本上要求做這個實驗時，杯里要裝滿水，若杯里只盛少量水，甚至不裝水，這個實驗能不能成功？”為了開闊學生的思路，又進一步提出若用小刀片把厚紙片與杯的接觸處撬開一個小口子，將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？然后再做實驗加以驗證。實驗結果與分析、推理的一致性，加深了學生對大氣壓強的認識，同時也培養(yǎng)了學生的思維能力。接著進行“馬德堡半球”實驗，證明大氣對任何方向都有壓強，而且大氣壓強可以產生很大的力。從而使學生對大氣壓的理解具體而鮮明。二、用對比性實驗糾正學生的錯誤概念為了糾正學生在生活經驗中形成的錯誤觀念，建立正確概念，恰當?shù)剡\用對比性實驗也能收到較好的教學效果。例如關于“自由落體運動”的教學，我

4、針對學生認為質量大的物體下落得快，質量小的物體下落得慢的錯誤認識，設計了以下的對比性實驗。先從相同高度處同時釋放一個小鐵球和一張紙片，結果小球下落得快。不少學生錯誤地認為小鐵球質量大，下落快，因而得出下落加速度由其質量決定的錯誤結論。此時教師不要急于糾正學生的錯誤，而是接著分別演示：兩張相同的紙片，其中一張揉成一個小團，再從同樣高度同時釋放，結果觀察到紙團下落快。將一張質量較小的小紙片揉成一團與一張質量較大的紙片，同時從同樣高度開始下落，可觀察到質量小的紙團反而下落得快。當學生弄清紙片之所以比紙團下落得慢是因為空氣阻力對紙片影響大以后，進而提出：“如果沒有空氣阻力的影響，將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象”，讓

5、學生思考。然后再過渡到解決問題的對比性實驗：“錢毛管”實驗。先觀察抽成真空的“錢毛管”中的金屬片、小羽毛、小軟木塞在沒有空氣阻力時，下落加速度都相同。接著打開“錢毛管”上的開關，讓空氣進入“錢毛管”里，再把“錢毛管”倒立起來，這時可以看到這些物體下落的快慢是不同的，前后兩次實驗的對比分析，突出了阻力對下落快慢的影響，形成了“重力加速度g與質量無關”的正確概念。三、運用對比性實驗導出物理規(guī)律對于學生易于形成片面認識的物理規(guī)律，設計針對性強的對比性實驗，可以幫助學生完成認識上的飛躍，例如，初中學生對“二力平衡”條件覺得很簡單，似乎沒有什么困難，但又往往形成片面的認識。在課堂教學中，我從日常生活中吊

6、在電線上的電燈，放在桌子上的書籍等物體保持靜止狀態(tài)等實例引發(fā)，進而做“二力平衡的條件”的演示實驗（課本中安排的），讓學生仔細觀察并讀出小車保持靜止時兩邊吊盤里砝碼的重力，并向學生提出探索性問題：“二力在什么條件下才會平衡？”學生往往得出片面的結論：“二力平衡條件是二力的大小相等，方向相反?！边@時引導學生再仔細觀察如下兩個有針對性的對比實驗。兩個力大小相等，方向相反，分別作用在兩個物體上（即用兩個小車拼合在一起代替原來的小車實驗）；兩力大小相等，方向相反，作用在同一個物體（小車）上，但兩力的作用線不在同一條直線上。通過這兩個實驗，學生自己否定了原先的片面論斷，從而得出科學的結論：“作用在一個物體

7、上的兩個力，如果在同一條直線上，大小相等，方向相反，這兩個力就平衡?！彼摹⑦\用對比性實驗理解物理現(xiàn)象的本質 在浮力一課的教學中，為了揭示浮力產生的原因是水中的向上和向下的壓強差對物體造成的壓力差，我設計了如下浮力消失和產生的對比實驗，把一塊蠟塊的底面緊壓在平底的玻璃器皿的底面，使之緊密接觸，然后緩慢地注水于容器中，使整個蠟塊都浸沒在水中，蠟塊并不浮起。如果將蠟塊與器皿底接觸處推開一道小縫，讓水浸入，蠟塊則很快就浮起來。通過對比，學生對浮力產生的本質原因的理解就具體而深刻了五、充分發(fā)揮小實驗的作用，降低自學釋疑環(huán)節(jié)中學生遇到問題的難度。學生在預習和自學過程中常會遇到一些疑難問題，對某些新的物理概

8、念似懂非懂，對某些物理規(guī)律將信將疑，有時想不通就會產生畏難情緒，影響自學效果。怎樣幫助學生克服困難呢？指導學生做個小實驗就是好辦法。例如小實驗“筷子提米”，學生通過親自動手實驗，確信了摩擦力的存在，認識了摩擦力與壓力的關系。小實驗可以起到“引導”、“解惑”的推動作用，幫助學生認識和理解物理知識，降低學習難度，通過對實驗的制作、研究、討論、改進和提高，幫助學生逐步掌握一定的學習方法，調動學生的學習積極性和主動性，教學效果會大幅度地提高。更好地發(fā)揮學生在訓練操作中的主體作用。 訓練操作就是要學生把學到的知識轉化為能力，操作是檢驗能力的關鍵。小實驗從開始設計到制作，從演示實驗到觀察現(xiàn)象，從總結規(guī)律到

9、運用理論解決實際問題，都是學生親身實踐，通過耳聽、眼觀、腦想、語言表述和動手操作練習來完成的。例如在學習導體和絕緣體時，學生用導線將電池（三節(jié)）、小燈泡和兩個鱷魚夾組成一個檢驗物體是否導電的實驗組。當鱷魚夾夾住鉛筆芯部分時，小燈泡發(fā)光，說明電路連通，碳質導電是導體；當鱷魚夾夾住鉛筆木質部分時，小燈泡不發(fā)光，說明干木材不易導電是絕緣體；當用兩手各握一個鱷魚夾時，小燈泡亮了，說明人體導電是導體；當松開一只手時燈泡熄滅，這說明空氣不易導電是絕緣體。通過實驗，學生認識了導體和絕緣體。知識在訓練中鞏固，能力在實踐中提高，思維在訓練操作中也得到發(fā)展。充分發(fā)揮小實驗的作用，在反饋環(huán)節(jié)中查缺補漏。調節(jié)教學中最

10、重要的環(huán)節(jié)是反饋矯正。只有在教學中及時接受反饋信息，根據反饋信息調節(jié)教學內容、進度，改進教學方法，盡快糾正偏差，才能做到講課有的放矢，從而提高教學效率、提高教學質量。而學生在學習過程中由于受到來自生活習慣的“前概念”的干擾，受前面所學知識中的“負積累”及知識綜合難度和抽象思維能力等多種因素的影響，學習新知識時會有障礙。充分發(fā)揮小實驗的作用，抓住反饋及時矯正，學生便容易接受。如為了幫助學生區(qū)分熔化和溶解兩個概念，我便讓一個同學親自動手做兩個小實驗，其他同學當參謀。實驗一是把一勺白糖放入盛水的試管中，觀察白糖有什么變化？思考試管里有幾種物質組成？實驗二是把一勺海波放入空試管中，用酒精燈均勻加熱，觀察海波有什么變化？試管里有幾種物質組成？然后引導學生比較兩個實驗有什么區(qū)別，再用熔化概念去對照分析哪種屬于熔化現(xiàn)象，最后讓學生討論?？梢姡柚嶒灴梢孕蜗?、具體、直觀地說明問題，使學生能夠盡快彌補知識和技能上的欠缺。充分發(fā)揮小實驗的作用，使學生在延伸遷移環(huán)節(jié)中舉一反三，觸類旁通 要培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性和邏輯推理能力，將所學知識延伸遷移、進一步深化與升華，就需借助于小實驗開闊學生思路。如小實驗“巧找重心”復習了“重心”和“重力方向”等概念，還可使學生學會用吊掛法求不規(guī)則物體的重心，搞清楚雜技演員“走鋼絲”、“頂碗”、“蹬殺”等技