張茂健
(普蘭店市第十九中學(xué),遼寧 普蘭店 116200)
眾所周知,物理學(xué)是由實(shí)驗(yàn)和理論兩部分組成,物理學(xué)實(shí)驗(yàn)是人類認(rèn)識世界的一種重要活動,是進(jìn)行科學(xué)研究的基礎(chǔ),物理學(xué)則是人類對自然界最基本、最普遍規(guī)律的認(rèn)識和概括。所謂“物理”,就是通過“物”——物理實(shí)驗(yàn)引入物理概念,研究物理規(guī)律。即以“物”喻出“理”的本質(zhì),以“物”明了“理”的內(nèi)涵,以“物”揭示“理”的真諦。
概念是對客觀事物本質(zhì)屬性的抽象和概括,要正確地理解概念,就必須引導(dǎo)學(xué)生找出概念的本質(zhì)屬性,讓學(xué)生真正理解概念的內(nèi)涵和外延,從而正確地掌握概念,切不可只進(jìn)行文字說明,讓學(xué)生死記硬背。在引入有些新概念時,如能用趣味性實(shí)驗(yàn)開頭,不但能激起學(xué)生的興趣,喚起他們強(qiáng)烈的求知欲,還能在腦海中產(chǎn)生更深刻的印象。如:大氣壓強(qiáng)概念的引入,可以演示了這樣兩個實(shí)驗(yàn):
(1)演示馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。
(2)演示試管自動上升實(shí)驗(yàn):將粗試管裝滿水后,再將較細(xì)的空試管插入粗試管里一半深處,當(dāng)試管倒置后,學(xué)生看到細(xì)試管在粗試管中緩緩上升,甚感興趣。在演示過程中,全體學(xué)生疑竇叢生,興致很高,都想知道是什么給半球這么大的力,是什么使試管自動上升。學(xué)生處在一種欲知而不能的狀態(tài),教師可自然地引入新概念——大氣壓強(qiáng)。
運(yùn)用實(shí)驗(yàn)不但能夠?qū)Ω拍钣猩羁痰挠∠?,更可以對概念深化理解,避免出現(xiàn)片面性。例如:講完液體內(nèi)部壓強(qiáng)公式之后,根據(jù)學(xué)生對這個公式出現(xiàn)的偏見,設(shè)計實(shí)驗(yàn)來幫助學(xué)生糾偏扶正。由于在《液體的壓強(qiáng)》引入的時候有“液體因?yàn)槭艿街亓ψ饔?,所以對容器底要產(chǎn)生壓強(qiáng)”這句話,學(xué)生對此有片面理解,認(rèn)為液體的壓強(qiáng)必跟液體的總重有關(guān)。為此,我設(shè)計了這樣一個實(shí)驗(yàn)。在塑料袋內(nèi)灌滿水后,小心地抓住袋口提起來,塑料袋不破。然后把袋內(nèi)水倒出一半至空水槽,把乳膠管一端緊緊地接在塑料袋里,把水槽內(nèi)的水灌滿乳膠管,水槽仍有余水,把漏斗位置升高到一定程度,可看到塑料袋被水壓破。從而生動地說明了液體的壓強(qiáng)只跟液體的密度和深度有關(guān),與總重和體積無關(guān)。
物理規(guī)律(包括定律、定理、原理、法則和公式等)是物理現(xiàn)象、過程在一定條件下發(fā)生、發(fā)展和變化的必然趨勢及其本質(zhì)聯(lián)系的反映。它是中學(xué)物理基礎(chǔ)知識最重要的內(nèi)容,是物理知識結(jié)構(gòu)體系的樞紐。因此,規(guī)律教學(xué)是中學(xué)物理教學(xué)的中心任務(wù)。在物理學(xué)的建立和發(fā)展過程中,物理實(shí)驗(yàn)既是歸納物理規(guī)律、產(chǎn)生物理假說的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),也是驗(yàn)證物理預(yù)言和物理假設(shè)的主要依據(jù),并且物理學(xué)科學(xué)理論的根本手段,實(shí)驗(yàn)則是認(rèn)識物理規(guī)律的基礎(chǔ),又是學(xué)習(xí)物理學(xué)的基本方法。例如:在講《二力平衡》一節(jié)中,自制一個正方形硬紙片,如圖
放置,以硬紙片為研究對象,說明硬紙片處于靜止?fàn)顟B(tài)時,F(xiàn)1、F2是平衡力。然后由實(shí)驗(yàn)研究二力平衡的四個條件。對于兩個力在同一直線上和作用在同一物體上這兩個條件初中學(xué)生掌握不好,對此我對實(shí)驗(yàn)做了如下處理:轉(zhuǎn)動硬紙片,保持F1、F2大小相等、方向相反、在同一物體上但不在同一直線上,松手后硬紙片不平衡而發(fā)生轉(zhuǎn)動;硬紙片靜止后,用剪刀沿對角線剪開硬紙片,紙片不再平衡,鉤碼掉到了地上。學(xué)生在笑聲中自然理解了二力平衡的條件。
每個實(shí)驗(yàn)都包含著相關(guān)的物理知識,實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過程就是對知識的再現(xiàn)和再學(xué)習(xí)過程。通過一些課上課下的實(shí)驗(yàn),學(xué)生能夠更進(jìn)一步加深理解物理知識與物理規(guī)律,提高學(xué)習(xí)效率。
在學(xué)習(xí)光的直線傳播后,我讓學(xué)生課下用罐頭盒做小孔成像實(shí)驗(yàn),絕大多數(shù)同學(xué)課后都有制作,而且收獲還不小,學(xué)生不僅從實(shí)驗(yàn)中知道了小孔成像的原理,而且觀察到了成像的性質(zhì),更讓人驚喜的是,很多同學(xué)還通過自己的探究得出了像的大小與燭焰到孔的距離以及盒的大?。ㄆ恋娇椎木嚯x)關(guān)系的結(jié)論,為后面的凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)的教學(xué)打下了良好的基礎(chǔ);在變阻器的教學(xué)之后,要求學(xué)生做“自制滑動變阻器來控制小燈泡的亮度”的小實(shí)驗(yàn),來加深滑動變阻器原理的理解,有的學(xué)生還設(shè)計出了能將燈泡完全調(diào)滅的電路,更好的理解了部分短路的規(guī)律;“音調(diào)可變的哨子”的制作可以讓學(xué)生明白音調(diào)與振動快慢(空氣柱長度和粗細(xì))的關(guān)系;自制不倒翁來理解穩(wěn)度與重心高度以及底面積大小的關(guān)系,明白不倒翁不倒之謎;“筷子提米”實(shí)驗(yàn)學(xué)生在做的時候不太好把握,有的學(xué)生將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn),用紙杯、細(xì)沙、粗糙木棒(一次性筷子)很好的完成了這個實(shí)驗(yàn),更進(jìn)一步的理解了摩擦力與壓力和粗糙程度的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)不僅提高了學(xué)生的動手動腦能力,而且還可以有效地幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識,突破學(xué)習(xí)中的難點(diǎn),并消除學(xué)生對知識的模糊或錯誤認(rèn)識,加深對物理知識的理解。
總之,實(shí)驗(yàn)是連接認(rèn)識的主體和認(rèn)識的客體的紐帶。物理概念和規(guī)律的建立離不開表象作基礎(chǔ),而表象的感性材料的獲得,在很大程度上依賴于物理實(shí)驗(yàn)。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)能使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí),開發(fā)智力提高素質(zhì),增加了鍛煉的機(jī)會,增強(qiáng)了適應(yīng)社會發(fā)展的意識。而其在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體實(shí)施,也會給我們培養(yǎng)大量的適應(yīng)現(xiàn)代化社會需要的人材提供一個可行的方式方法。讓我們在教學(xué)中不斷創(chuàng)新,敢于試驗(yàn),大膽改革,提高我們的物理教學(xué)水平。