基于实验情境的物理习题教学探索

马 炜

(浙江省桐乡市高级中学 314500)

习题教学是物理教学的重要环节之一,习题教学的质量直接影响着学生对物理知识的掌握,影响物理教学的有效性.学生觉得物理很难，课上学的东西，课下做题都用不上，感觉物理距离实际生活很是遥远，开始对物理产生恐惧心理.不少老师常常无奈地这样抱怨：这道题已经讲了好几遍了，学生怎么还是做错呢？要打破这种现有模式的习题教学，提高习题教学的有效性，我觉得要将文字叙述转化为物理图景或者物理情景，将“生活世界”纳入课程内容的范畴，把间接经验真正转化为学生的直接经验.

笔者根据新课程的教学理念，创设学生获取直接经验的条件和情景——做实验.将抽象的物理情景变为形象的实物，最好可以自制教具，达到每小组一副教具，让学生带着问题仔细观察，动手操作，通过实物触摸、感受，调动他们学习的热情，激发学生主动求知的欲望，变“被动”为“主动”，变“要我学”为“我要学”，使学生的学习由被动的接受到主动的获取.

通过物理小实验创设物理情景，使学生获取直接经验，在获取直接经验的过程中体验物理，使学生在实验过程中边做边学；在做中领悟书本上间接经验，即物理概念和物理规律的实质；在实验过程中体验探索的艰辛与乐趣，学会学习，学会创新……下面结合几个具体的案例，谈谈自己在这方面的一些探索.

一、借助实验，帮助学生形成空间立体感

由于高二学生刚接触到立体几何，学生的空间立体感很差，空间想象能力、分析能力明显薄弱.立体的情境图怎么看都是平面图，想象不出立体的运动情景.在本学年的物理学习中，有很多立体运动，如磁场中带电粒子的运动，宇宙中天体的运动等等.针对这一情况，我在教学中尽量通过简单实验解决这一问题，使学生能够在体验中学习.

例1如图1所示，一束带电粒子平行于小磁针沿水平方向飞过小磁针的上方时，发现小磁针的N极向纸里转.这束带电粒子可能是( ).

图1

A．向右飞行的正离子

B．向左飞行的正离子

C．向右飞行的负离子

D．向左飞行的负离子

1.学生的解

(1)无从下手，不知道哪个正确.

(2)感觉都不是正确答案.由题意知道，虚线是磁场线的方向，利用右手螺旋定则，应该是通电螺线圈才对.

本题中小磁针的运动是立体的，“向纸里转”，体现了三维的立体坐标，同时，也是本题的隐含条件——小磁针所处的空间位置有指向纸里的磁场.可即使是提示了学生，仍然达不到预期的效果.为了帮助学生在头脑中呈现正确的物理情景，形成空间立体感，我有针对性地设计了下面的探究活动.

2.学生实验

两人一组，所需器材为：小磁针一个，通电金属棒一根，通电螺线管一个，直流电源一个，导线若干.实验时，一人负责观察小磁针的运动情况；一人负责改变金属棒或螺线管的电流方向，将实验结果填入准备好的表格.

情况分类通电瞬间小磁针的N极运动情况小磁针在导线(管)上方小磁针在导线(管)下方通电金属棒垂直棒与磁针所在平面向外垂直棒与磁针所在平面向里垂直棒与磁针所在平面向里垂直棒与磁针所在平面向外通电螺线管沿螺线管向右沿螺线管向右沿螺线管向左沿螺线管向左

通过实验，学生很快就能总结出，(1)小磁针的N极的运动情况是“顺从于”小磁针所处空间位置的磁场线的走向的.(2)小磁针的N极在空间某一位置上的运动情况，说明了这个位置的磁场的有无和磁场线的方向.简单的一个探究实验，却十分有效的使学生形成自己的空间立体感，提取出这类题目中的隐含条件，轻松地解决这一类问题，有效地消除了学生对“场”中问题的恐惧感.

二、借助实验，引导学生走出思维定势

例2如图2所示，在倾角θ=30°的粗糙斜面上放一物体，重力为G，现用与斜面底边平行的力F推物体，物体恰能在斜面上做匀速直线运动，求物体与斜面间的动摩擦因数.

图2

学生的解

(1)物体做匀速直线运动，受力平衡，故而有F=f=μmgcosθ.

(2)物体受到两个摩擦力作用，一个是滑动摩擦力，与F平衡，即(1)中的f；另一个是静摩擦力，与重量的下滑分量mgsinθ平衡.

本题中物体的受力是三维的，并非是常见的在某一直线上或某一平面上的受力平衡，上面两种解法本质是相同的，那就是他们都已认定原先静止的这个物体在受到力F后，必定是沿着F的方向做匀速直线运动的，这是学生的思维定势在作怪.

笔者认为在教学中要认真纠正学生的这种错误的思维定势，只是各种方法效果都不是很好，笔者尝试着通过实验，让学生动手操作，真正体验，效果显著.

三、借助实验，指导学生转变学习方式

例3高速公路边的导向牌用钢管a,b固定在立柱上,如图3所示,对钢管a,b受力分析正确的是( ).

A.a被拉伸,b被压缩 B.a被拉伸,b被拉伸

C.a被压缩,b被压缩 D.a被压缩,b被拉伸

课堂上，我请每位同学拿出物理课本3-1，站起来做两件事：

(1)用右手的食指和中指夹住课本的上半部分，观察课本的状态.感受手指用力的部位.得到图4.

(2)同时用左右手的食指和中指分别夹住课本的上半部分和下半部分，观察课本的状态，感受作用手分别用力的部位.得到图5.

例4如图6甲所示，用一根细绳和一根轻直杆组成三角支架，绳的一端吊在手指上，杆的一端顶在掌心.当在A处挂上重物时，绳与杆对手指和手掌均有作用力，对这两个作用力方向的判断完全正确的示意图是图6乙中( ).

学生实验：每人一根绳子，一把直尺，一块橡皮，如图6丙所示.接下来，我不用多说什么，学生自己就能做出正确的选择.

两个实验，不过用时七八分钟，但可以让学生充分体验.实验过程中学生的大脑已知处于兴奋状态，思维积极的活动起来.

从单纯的间接经验的学习中，转向在直接经验的获取中，培养学生观察、探究的能力，理解物理概念，掌握物理规律，消除学生对物理产生的神秘感和恐惧感，为学生进入体验性学习做好铺垫.

上好习题教学课是提高有效教学的重要途径，因为每一次习题课教学，实际上都是一次发现问题、解决问题的过程，既是学生发现问题、解决问题的过程，又是教师发现教学问题、改进教学问题的过程.在习题教学中增加实验，不仅可以使学生了解实验在物理教学中的重要地位，使学生加深对物理概念和规律的理解；同时也是巩固和深化所学的理论，发展逻辑思维和综合思考能力，培养学生认真严密的科学态度的重要方法.习题教学中增加实验，不失为提高习题课教学甚至是提高教学有效性的有益尝试.