摘 要：物理作為一門(mén)實(shí)驗(yàn)性、邏輯性與理論性較強(qiáng)的科目，高中物理尤為如此，不僅教師感到難教，學(xué)生也認(rèn)為難學(xué)，令師生雙方頭疼不已，尤其是在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中，他們更是遇到不少障礙.雖然力學(xué)屬于高中物理教學(xué)中的基礎(chǔ)部分，但是同初中相比難度與深度均有所提升，其中在力學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，學(xué)生感覺(jué)十分吃力，教師需傳授一些學(xué)習(xí)方法及技巧，幫助他們學(xué)習(xí)好力學(xué)實(shí)驗(yàn)，使其更好地掌握力學(xué)知識(shí).

關(guān)鍵詞：高中物理；力學(xué)實(shí)驗(yàn)；學(xué)習(xí)方法及技巧

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-0333（2023）24-0083-03

收稿日期：2023-05-25

作者簡(jiǎn)介：陳森（1973.11-），男，福建省永泰人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，從事高中物理教學(xué)研究.

力學(xué)是高中物理課程體系中的關(guān)鍵構(gòu)成部分，還是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)與難點(diǎn)所在，該部分內(nèi)容較為抽象與復(fù)雜，涉及范圍較廣，更是高考中的主要考查點(diǎn)之一，不少題目都同力學(xué)實(shí)驗(yàn)有關(guān).而力學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)關(guān)鍵就在于實(shí)驗(yàn)，只有做好力學(xué)實(shí)驗(yàn)，才能夠更為直觀、清晰地理解深?yuàn)W的力學(xué)知識(shí).在高中物理力學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)格外關(guān)注力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，傳授給學(xué)生正確的學(xué)習(xí)方法及技巧，使其取得事半功倍的效果.

1 注重理論知識(shí)講授，奠定力學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)

針對(duì)任何一門(mén)學(xué)科來(lái)說(shuō)，要想學(xué)好都有一個(gè)共性所在，那就是掌握好基礎(chǔ)知識(shí)，掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)是形成學(xué)科素養(yǎng)的基石.在高中物理力學(xué)教學(xué)中，教師需注重理論知識(shí)的講授，包括概念、原理、定理與規(guī)律等，幫助他們奠定好學(xué)習(xí)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，使其在實(shí)驗(yàn)中擁有穩(wěn)固的理論知識(shí)做支撐^［1］.

比如，在進(jìn)行“科學(xué)測(cè)量：做直線運(yùn)動(dòng)物體的瞬時(shí)速度”教學(xué)時(shí)，教師讓學(xué)生回憶勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生思考現(xiàn)實(shí)生活中物體運(yùn)動(dòng)是不是和理論中的一樣.之后，教師設(shè)計(jì)導(dǎo)入語(yǔ)言：根據(jù)速度的定義，想要知道物體的速度，需要先知道物體的位移和發(fā)生位移使用的時(shí)間，那么，如何才能得知物體的位移與發(fā)生位移使用的時(shí)間呢？通過(guò)問(wèn)題，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行討論.在學(xué)生討論之后，教師向?qū)W生展示電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的圖片，并且講解電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是使用交變電源的計(jì)時(shí)儀器，工作電壓是4～6 V，可以在相同的時(shí)間間隔內(nèi)，在紙帶上連續(xù)打點(diǎn).讓電源頻率是50 Hz，每間隔0.02 s打一次點(diǎn)，紙帶上各點(diǎn)之間的距離就是相同間隔時(shí)間內(nèi)的位移，兩點(diǎn)之間的點(diǎn)的個(gè)數(shù)和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的時(shí)間間隔確定.在講解工作原理之后，引入小車瞬時(shí)速度測(cè)量實(shí)驗(yàn)，提出問(wèn)題：小車在重力牽引下速度隨著時(shí)間變化的規(guī)律研究中，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？需要測(cè)量哪些物理量？如何測(cè)量這些物理量？通過(guò)這些問(wèn)題引導(dǎo)，讓學(xué)生結(jié)合理論知識(shí)和注意事項(xiàng)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)操作，掌握物理知識(shí)內(nèi)容.

2 巧妙聯(lián)系實(shí)際生活，促進(jìn)力學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)

在高中物理力學(xué)教學(xué)過(guò)程中，教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)與力學(xué)現(xiàn)象有關(guān)的情境，將難懂抽象的力學(xué)知識(shí)放置到具體、形象的情境之中，降低學(xué)生的理解難度，助推他們更好地理解力學(xué)知識(shí).對(duì)此，高中物理教師在力學(xué)課堂上應(yīng)當(dāng)同實(shí)際生活巧妙地聯(lián)系起來(lái)，把握好力學(xué)同生活間的銜接點(diǎn)，利用各種實(shí)驗(yàn)器材與道具將生活中的力學(xué)現(xiàn)象展示出來(lái)，直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，促進(jìn)他們對(duì)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)^［2］.

例如，在展開(kāi)“科學(xué)驗(yàn)證：機(jī)械能守恒定律”教學(xué)時(shí)，教師先帶領(lǐng)學(xué)生回顧機(jī)械能守恒定律的相關(guān)內(nèi)容，如驗(yàn)證使用什么樣的方法？滿足機(jī)械能守恒定律的物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程有哪些？選擇哪個(gè)物理模型開(kāi)展實(shí)驗(yàn)比較好？原因是什么？通過(guò)這樣讓學(xué)生進(jìn)行思考回答，如沿光滑斜面下滑的物體、細(xì)線懸掛擺動(dòng)的物體、自由下落的物體以及彈簧振子等.讓學(xué)生思考并且選擇實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng).在具體實(shí)驗(yàn)中，要求學(xué)生思考測(cè)量的物理量，選擇測(cè)量?jī)x器.同時(shí)，針對(duì)測(cè)量中的誤差較大問(wèn)題，讓學(xué)生思考如何才能減小誤差，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，突破課堂教學(xué)難點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生批判思維和創(chuàng)新思維.

3 掌握力學(xué)實(shí)驗(yàn)原理，掌握更多設(shè)計(jì)方法

在高中物理課程教學(xué)中，為學(xué)習(xí)好力學(xué)實(shí)驗(yàn)，就需掌握力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本原理，這不僅是設(shè)計(jì)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的前提所在，還是確定力學(xué)實(shí)驗(yàn)的方向所在，學(xué)生只有理解實(shí)驗(yàn)原理，才能夠明確實(shí)驗(yàn)的目的，設(shè)計(jì)出具體步驟，他們才能弄懂實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)而出或者驗(yàn)證的力學(xué)知識(shí).同時(shí)，高中物理教師還應(yīng)幫助學(xué)生掌握一些常用的力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，包括等效替代法、微量放大法、比值定義法、逐差法和控制變量法等，使其根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)選擇相應(yīng)的方法^［3］.

在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”教學(xué)實(shí)踐中，教師結(jié)合之前知識(shí)引出問(wèn)題：加速度的大小與哪些因素有聯(lián)系？通過(guò)問(wèn)題讓學(xué)生猜測(cè)加速度與力、質(zhì)量有關(guān)系，引入探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng).在探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，教師繼續(xù)提出問(wèn)題：想要探究一個(gè)量與兩個(gè)量有關(guān)系，可以采取什么方式？通過(guò)這樣的方式，讓學(xué)生思考探究實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量以及所要用的實(shí)驗(yàn)儀器和方法，教師提示學(xué)生可以采用控制變量法，使其按照“提出猜想——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——操作驗(yàn)證——總結(jié)規(guī)律”的流程進(jìn)行.之后，教師讓學(xué)生以小組形式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并且讓小組代表簡(jiǎn)述自己小組的實(shí)驗(yàn)方案.如方案一：使用氣墊導(dǎo)軌、氣源、兩個(gè)光電門(mén)、數(shù)字計(jì)時(shí)器、滑塊、刻度尺、小桶、砝碼以及天平等器材開(kāi)展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)；方案二：小車、電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、長(zhǎng)木板、細(xì)繩、小桶、砝碼、刻度尺以及墊木等，研究小車的運(yùn)動(dòng)；方案三：通過(guò)手動(dòng)控制兩個(gè)小車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，通過(guò)位移對(duì)比加速度.通過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，加深學(xué)生實(shí)驗(yàn)原理的理解，探究多樣化實(shí)驗(yàn)探究方案.

4 引入小組合作模式，共同完成力學(xué)實(shí)驗(yàn)

學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)，并非教師傳授給學(xué)生知識(shí)，而是學(xué)生要在教師的引領(lǐng)之下，自覺(jué)去探究實(shí)驗(yàn)內(nèi)容.由于高中物理力學(xué)知識(shí)較為深?yuàn)W與抽象，有時(shí)僅僅依靠個(gè)人很難順利完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)的探究，這時(shí)教師就要引入小組合作學(xué)習(xí)模式，及時(shí)轉(zhuǎn)變以往“單打獨(dú)斗”式的學(xué)習(xí)，組織學(xué)生以小組為單位展開(kāi)合作探究，針對(duì)遇到的難點(diǎn)、疑點(diǎn)主動(dòng)交流各自的看法與見(jiàn)解，使其思維發(fā)生摩擦與碰撞，讓他們共同完成力學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，并增強(qiáng)探究能力^［4］.

在“科學(xué)測(cè)量：用單擺測(cè)量重力加速度”教學(xué)中，教師可以引入問(wèn)題：利用單擺測(cè)量重力加速度的原理是什么？重力加速度的計(jì)算式是什么？測(cè)量哪些物理量？之后，讓學(xué)生選擇好實(shí)驗(yàn)器材，如球心有孔的金屬球、長(zhǎng)度大于1米的尼龍繩、鐵夾、鐵架臺(tái)、游標(biāo)卡尺、米尺和秒表等.之后，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，在實(shí)驗(yàn)中按照步驟進(jìn)行操作，做好小組人員任務(wù)分配，如操作、觀察、記錄、匯總等，通過(guò)這樣的小組合作活動(dòng)，得出最后的結(jié)論，并且對(duì)誤差進(jìn)行分析，獲得實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)讓學(xué)生享受實(shí)驗(yàn)成果，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)與探究物體的運(yùn)動(dòng).

5 利用實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不足，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率

教師在力學(xué)教學(xué)中可以充分借助力學(xué)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)各自的不足之處，且有的放矢地加以彌補(bǔ)、深化，使其將自己的薄弱知識(shí)變得牢固起來(lái)，增進(jìn)實(shí)驗(yàn)同理論之間的聯(lián)系，提高他們的學(xué)習(xí)效率^［5］.

在講授“共點(diǎn)力的平衡”過(guò)程中，本節(jié)課的難點(diǎn)在于判斷物體是否處于平衡狀態(tài)、平衡狀態(tài)的條件，根據(jù)物體的平衡狀態(tài)選擇合適的方法解決實(shí)際問(wèn)題.課堂上，教師先設(shè)置問(wèn)題：勻速行駛的汽車，靜止在桌面上的物塊，放在光滑斜面上的小球初速度為0時(shí)，它們是否處于平衡狀態(tài)？引領(lǐng)學(xué)生從這三個(gè)問(wèn)題切入，幫助他們突破易錯(cuò)點(diǎn)“保持靜止與瞬時(shí)速度為零的不同”.接著，教師指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析與總結(jié)平衡的條件，當(dāng)物體受到兩個(gè)共點(diǎn)力作用時(shí)，平衡條件為兩個(gè)力的大小一樣，方向相反，且位于同一直線上，即為F合＝0；當(dāng)物體受到三個(gè)共點(diǎn)力作用時(shí)，平衡條件也是F合＝0，讓他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握重點(diǎn)內(nèi)容.之后，教師可以設(shè)計(jì)一些練習(xí)題，要求學(xué)生結(jié)合物體的平衡狀態(tài)選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行解決，為其提供學(xué)以致用的機(jī)會(huì)，讓他們體會(huì)到物理知識(shí)的實(shí)用性與價(jià)值，順利突破難點(diǎn)障礙.

6 及時(shí)加強(qiáng)總結(jié)反思，消除力學(xué)實(shí)驗(yàn)疑問(wèn)

高中生在力學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程中，通常不是一帆風(fēng)順的，往往會(huì)產(chǎn)生不少疑問(wèn)，這些疑問(wèn)雖然阻礙整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程的流暢性，但是能夠?yàn)樗麄兊膶?shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)明確方向，使其找準(zhǔn)深入探究的方向，是增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的良好契機(jī).所以，在高中物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中，當(dāng)遇到一些疑問(wèn)時(shí)，學(xué)生應(yīng)該主動(dòng)提出來(lái)向老師發(fā)問(wèn)，雙方積極交流與互動(dòng)，在老師的指點(diǎn)下消除疑問(wèn)，此外，還要加強(qiáng)對(duì)學(xué)習(xí)行為和過(guò)程的反思與歸納，使其查漏補(bǔ)缺，提升他們的實(shí)驗(yàn)理解程度^［6］.

在力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不少學(xué)生都對(duì)“受力分析”感到頭疼不已，當(dāng)分析一些復(fù)雜的受力情況時(shí)往往不知道從何處著手，為有效處理這一問(wèn)題，教師可專門(mén)抽取時(shí)間與他們一起分析與探究，共同歸納出一個(gè)分析物體受力情況的方法：其一，把物體隔離出來(lái)，當(dāng)面對(duì)一個(gè)比較復(fù)雜的受力系統(tǒng)時(shí)，先將目標(biāo)物體從這個(gè)系統(tǒng)中單獨(dú)分離出來(lái)，單獨(dú)分析這個(gè)物體的受力情況，且判斷出被施加哪些力；其二，把受力分析圖畫(huà)出來(lái)，結(jié)合物體具體受力情況畫(huà)出相應(yīng)的分析圖，利用圖像直觀、清晰地展示出物體受力情況.

綜上所述，在高中物理教學(xué)活動(dòng)中，教師需高度重視力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，結(jié)合高中物理力學(xué)知識(shí)的特征與規(guī)律安排相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，帶領(lǐng)學(xué)生以掌握扎實(shí)的理論知識(shí)為基礎(chǔ)，注重同實(shí)際生活之間的聯(lián)系，為其提供更多親自動(dòng)手設(shè)計(jì)、操作與完成實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，親身感受到探究力學(xué)原理的趣味與魅力，由此訓(xùn)練與提升他們的實(shí)踐能力，繼而促進(jìn)完整力學(xué)知識(shí)體系的構(gòu)建.

參考文獻(xiàn)：

［1］ 周啟航，李祖君.例析高中物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)策略［J］.新課程研究，2022（30）：101-103.

［2］ 黃富藝.關(guān)于高中物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的實(shí)踐［J］.高中數(shù)理化，2021（S1）：120.

［3］ 陳磊.例談高中物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)［J］.高考，2021（35）：17-18.

［4］ 洪英蘭.高中物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性探究［J］.教學(xué)管理與教育研究，2021（07）：90-91.

［5］ 范義添.高中物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的實(shí)踐［J］.數(shù)理化解題研究，2021（09）：49-50.

［6］ 楊細(xì)斌.高中物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)有效教學(xué)策略［J］.科普童話，2020（08）：63.

［責(zé)任編輯：李 璟］