丁建方

摘 要： 隨著新課改如火如荼地展開，教學(xué)手段日益先進(jìn)，電化教學(xué)媒體，如投影儀、幻燈機(jī)、錄音機(jī)、錄像機(jī)、視頻顯示器、多媒體計(jì)算機(jī)、多媒體實(shí)驗(yàn)演示器等，形象直觀、重復(fù)再現(xiàn)、時(shí)空改變、動(dòng)靜變化、快慢可調(diào)，漸漸的，實(shí)驗(yàn)好像變得可有可無。其實(shí)不然，不做實(shí)驗(yàn)，概念抽象理解難；演示實(shí)驗(yàn)，耳聽眼看印象深；學(xué)生實(shí)驗(yàn)，動(dòng)手動(dòng)腦能力強(qiáng)；多做實(shí)驗(yàn)，概念規(guī)律理解深。

關(guān)鍵詞： 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué) 抽象概念 演示實(shí)驗(yàn) 學(xué)生實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)是人類探索自然奧秘的主要手段，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)改革的重要課題，是大面積提高教學(xué)質(zhì)量，變應(yīng)試教育為素質(zhì)教育的重要措施。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能使學(xué)生了解物理現(xiàn)象，驗(yàn)證物理規(guī)律，而且能幫助學(xué)生加深對(duì)物理概念的理解，啟發(fā)學(xué)生解決問題的思路，變繁為簡(jiǎn)，化難為易。下面我以具體的事例，談?wù)勗诮虒W(xué)中用實(shí)驗(yàn)化解教學(xué)難點(diǎn)的體會(huì)。

1.不做實(shí)驗(yàn)，概念抽象理解難

我們經(jīng)常會(huì)遇到這樣的情況，學(xué)生有了疑難問題，教師給予指導(dǎo)，可經(jīng)過再三講解，他們?nèi)匀凰贫嵌?。比如，在為學(xué)生講評(píng)有關(guān)串聯(lián)、并聯(lián)電路的習(xí)題時(shí)，我就碰到了這種事。串、并聯(lián)電路是電學(xué)中的重要內(nèi)容，正確區(qū)分它們是學(xué)好電學(xué)的關(guān)鍵所在。然而，每年都有許多學(xué)生被復(fù)雜的串、并聯(lián)電路搞得暈頭轉(zhuǎn)向，連聲叫難。例如圖1所示電路，AB連接電源正、負(fù)極。當(dāng)只閉合S■時(shí)，燈？搖 ？搖亮；當(dāng)只閉合S■時(shí)，燈？搖 ？搖亮；同時(shí)閉合S■、S■時(shí)，燈？搖 ？搖亮，是？搖 ？搖聯(lián)電路。

圖1 圖2

按照傳統(tǒng)，教師依靠一支粉筆一張嘴，向?qū)W生傳授知識(shí)，講述解題方法。我在黑板上畫出電路圖后講解：當(dāng)只閉合S■，a S■c就成了一根導(dǎo)線，它與燈L■和L■并聯(lián)，把這兩燈局部短路了，所以只有燈L■亮，當(dāng)只閉合S■時(shí)，b S■d也成一根導(dǎo)線，同理可得只燈L■亮。同時(shí)閉合S■、S■時(shí)，a S■c與b S■d各自成為一根導(dǎo)線，但沒有短路（這里學(xué)生最難理解）。導(dǎo)線是可以拉長(zhǎng)或縮短的，現(xiàn)在把它們都縮短，縮到a與c，b與d分別重疊。電流從電源正極出來，兵分三路，經(jīng)過三燈后匯合，回到電源負(fù)極。我還畫了等效電路，證明三燈并聯(lián)。我連說帶畫，自以為學(xué)生都聽懂了。誰(shuí)知只有四分之一的學(xué)生真正理解掌握，還有幾個(gè)基礎(chǔ)差的學(xué)生仍一竅不通。大多數(shù)學(xué)生則當(dāng)時(shí)聽聽很清楚，過后想想又糊涂。過幾天再讓他們做這道題，有一部分學(xué)生已經(jīng)“不識(shí)廬山真面目”了。把題稍作改動(dòng)，變成如圖2所示電路叫他們解答，隨著電鍵的打開或閉合，又有近一半人敗下陣來。

類似這樣“弄不懂”的題目還可舉出不少。為什么對(duì)學(xué)生的疑難問題作了如此詳細(xì)的講解，用了通俗的比喻、相應(yīng)的圖示，還有這么多學(xué)生一知半解？結(jié)論是，純粹的講解，概念抽象，學(xué)生理解不透，造成了腦中空空的現(xiàn)象。靠死記硬背長(zhǎng)久不了（理解不深的知識(shí)，是不可能記得清楚的），更經(jīng)不起“時(shí)過境遷”的考驗(yàn)。

2.演示實(shí)驗(yàn)，耳聽眼看印象深

要讓“抽象”變“形象”，得靠做實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)。從信息論的角度看，做與不做演示實(shí)驗(yàn)有很大差別。在教學(xué)中，教師演示實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，都可以看做信源。學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)等于接受信息。按所有感官的不同，學(xué)生可以用耳朵接受來自教師的語(yǔ)言（聽覺）信息，也可以用眼睛接受來自演示實(shí)驗(yàn)的視覺信息?，F(xiàn)代腦生理學(xué)者和信息工程的研究表明，把視覺信息與聽覺信息輸入人腦后，學(xué)習(xí)者最后都得出視覺信息比聽覺信息多900倍的結(jié)果。因此，做不做實(shí)驗(yàn)有很大差別（對(duì)學(xué)生掌握知識(shí)的影響有很大差異）。而且這個(gè)差別是不能通過大量的練習(xí)彌補(bǔ)的。只講解，學(xué)生只能得到語(yǔ)言信息，即使教師輔之黑板作圖示之；但作為視覺信息，仍無法與演示實(shí)驗(yàn)的視覺信息相提并論（實(shí)驗(yàn)直觀、具體、又會(huì)“動(dòng)”，有立體效應(yīng)）。語(yǔ)言信息和視覺信息有歷時(shí)性和共時(shí)性的重要區(qū)別，兩者在學(xué)習(xí)者頭腦中引起的神經(jīng)聯(lián)系不同，而對(duì)事物較完整的把握，應(yīng)靠學(xué)習(xí)者不同感官的協(xié)同作用，使之能在大腦皮層中形成多通路的神經(jīng)聯(lián)系。

我用演示實(shí)驗(yàn)解圖1這題。先按電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路（為了使實(shí)驗(yàn)醒目，我注意了導(dǎo)線顏色的區(qū)分）。接著閉合S■，燈L■和L■暗，燈L■亮。為什么？學(xué)生認(rèn)真觀察。S■閉合后，a S■c成了一根紅導(dǎo)線，這紅導(dǎo)線與燈L■和L■并排的，電流不會(huì)流入燈L■和L■內(nèi)了，它從紅導(dǎo)線中過去（電流是“走捷徑”的）。只閉合S■，b S■d也成了一根綠導(dǎo)線，把燈L■和L■局部短路，只有燈L■亮。同時(shí)閉合S■和S■時(shí)，紅、綠兩根導(dǎo)線分別將ac與bd聯(lián)結(jié)，此時(shí)電流怎么“走”？導(dǎo)線的長(zhǎng)短是不會(huì)影響電路的連接方式的，我來拉短ac，一學(xué)生幫我收縮bd（這是最關(guān)鍵，最能說明問題的一著，化解了這道題的難點(diǎn)）。學(xué)生看到了圖3的情形。再把導(dǎo)線理理整齊，使它們橫平豎直，一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)”的并聯(lián)電路就呈現(xiàn)在眼前（圖4），電流分成三路，通過三燈。

圖3 圖4

由于做了演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生既聆聽到了教師的講解，又親眼目睹了電路真切形象的“演變”過程，勢(shì)必在他們的腦海中留下深刻印象。后來再考這類題目，絕大多數(shù)的學(xué)生都能正確解答。

3.學(xué)生實(shí)驗(yàn)，動(dòng)手動(dòng)腦能力強(qiáng)

“利用串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)測(cè)未知電阻R的阻值”，也是令許多學(xué)生“望而生畏”的難點(diǎn)。以往整節(jié)課都由教師“主講”，收效甚微。要學(xué)生獨(dú)立完成有關(guān)的電路設(shè)計(jì)，更是困難重重。

怎樣幫助學(xué)生化解這個(gè)難點(diǎn)呢？我認(rèn)為，只有讓學(xué)生“自己解放自己”——做實(shí)驗(yàn)，從實(shí)踐中求真知。從心理學(xué)的角度看，中學(xué)生的心理特點(diǎn)是好奇、愛問、好動(dòng)、喜歡探索自然的奧秘。這種心理狀態(tài)是學(xué)生學(xué)好物理的原動(dòng)力。不過他們的思維需要有生動(dòng)的具體材料做支柱，物理實(shí)驗(yàn)正好起到這個(gè)作用。尤其是組織學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，激發(fā)了他們的求知欲望，激勵(lì)了他們開動(dòng)腦筋積極思維，培養(yǎng)了他們綜合分析靈活應(yīng)用的能力。

現(xiàn)在我以學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)為主，討論總結(jié)為輔的方法上這節(jié)課。通過復(fù)習(xí)“伏安法測(cè)電阻”，學(xué)生知道可用電壓表和電流表分別測(cè)出電阻兩端的電壓和通過電阻的電流，再利用歐姆定律求之。那么，現(xiàn)在只給你一個(gè)電源，一個(gè)已知電阻R■，電壓表和電流表只能任選一個(gè)，電鍵、導(dǎo)線若干，怎么測(cè)R■值？如果把已知電阻R■換成已知阻值范圍的滑動(dòng)變阻器R′，其他條件不變，那么怎么測(cè)出R■值？

學(xué)生開始分組實(shí)驗(yàn)，教師不做示范（在教室里巡視查看，對(duì)能力較差的小組略作指導(dǎo)）?！捌仁埂睂W(xué)生帶著問題自己去發(fā)現(xiàn)、探索解決的方法。學(xué)生很投入，手腦并用，二十幾分鐘后實(shí)驗(yàn)基本做完，大多數(shù)小組都做得不錯(cuò)。我請(qǐng)了幾個(gè)“代表”上來畫出電路圖，講出實(shí)驗(yàn)器材、步驟，寫出實(shí)驗(yàn)原理和表達(dá)式。然后大家一起討論歸納。一問：用電壓表或電流表有什么不同？電路連接方式不同，實(shí)驗(yàn)原理不同。用電壓表測(cè)，R■與R■要串聯(lián)，利用串聯(lián)電路電流相等求解。也可用串聯(lián)電路電壓與電阻成正比的道理來解。用電流表測(cè)，R■與R■要并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路電壓相等得結(jié)果，或用并聯(lián)電路電流與電阻成反比的道理來解。有學(xué)生立即補(bǔ)充，用電流表測(cè)也可串聯(lián)，把R■與R′串聯(lián)，用移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片的方法，使R′一次為零，一次最大。或把R■與R■串聯(lián)，讓一個(gè)開關(guān)與R■并聯(lián)，可用開關(guān)的閉合或斷開達(dá)到目的。再問如果只能連一次線，則可有幾種電路設(shè)計(jì)？學(xué)生又討論歸納了幾種，如圖5。我們還討論了哪種電路不能連（或不起作用），哪種電路要注意滑動(dòng)變阻器阻值不能為零，等等，這節(jié)課圓滿結(jié)束。

圖5

學(xué)生通過自己動(dòng)手操作，辨清了“真?zhèn)巍保日莆樟思寄?，又鞏固了知識(shí)，鍛煉了思維能力，增強(qiáng)了分析判斷能力，為日后解決變化多端的設(shè)計(jì)題打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4.多做實(shí)驗(yàn)，概念規(guī)律理解深

輕視實(shí)驗(yàn)，只在講授，練習(xí)上下工夫，花時(shí)間，效果往往事倍功半。有些教師常常抱怨學(xué)生：“講了多少遍，還是做錯(cuò)！”原因在于教師自己沒有認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)。

做實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中所起的作用非常重要。我們不要怕麻煩，要多花時(shí)間準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，多做實(shí)驗(yàn)，做好實(shí)驗(yàn)。把現(xiàn)代化教學(xué)手段引入課堂，開展合理的、成功的電化教學(xué)，可幫助學(xué)生掃清認(rèn)知道路上的障礙。讓我們運(yùn)用實(shí)驗(yàn)和電教手段，在講解知識(shí)的過程中，達(dá)到化靜為動(dòng)，化虛為實(shí)，循序漸變的演示效果，達(dá)到大容量、深印象、高效率的教學(xué)效果。利用聲、像、圖、文有機(jī)復(fù)合，有效地促進(jìn)學(xué)生感知、理解、消化和運(yùn)用。讓學(xué)生學(xué)得輕松，理解得透徹，掌握得牢固。