時(shí)間：2023-07-07 16:11:03
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關(guān)鍵詞：浮力；教材；分析比較
中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2017）5-0070-3
我國(guó)現(xiàn)行初中物理教科書(shū)有多個(gè)版本，在內(nèi)容與結(jié)構(gòu)上存在諸多不同之處，針對(duì)部分教師把單一教材（教科書(shū)）作為唯一教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)常常出現(xiàn)教學(xué)偏差的現(xiàn)象，分析和比較這些教材，能為老師更好地教和學(xué)生更好地學(xué)提供相應(yīng)的理論指導(dǎo)，各種版本的教材其實(shí)也是很好的參考書(shū)。
1 七種版本教材“認(rèn)識(shí)浮力”引入的比較
1.1 七種版本教材“認(rèn)識(shí)浮力”的引入
人教版、蘇科版、滬科版、教科版、上教版都是向?qū)W生展示圖片或進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來(lái)介紹浮力，并在此基礎(chǔ)上給出浮力的定義；滬粵版和北師大版則是向?qū)W生演示實(shí)驗(yàn)或讓學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)浮力，并總結(jié)出浮力的定義。如表1所示：
物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理學(xué)的基本規(guī)律大都是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上歸納總結(jié)出來(lái)的。通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)可以更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，使其積極主動(dòng)地投入到學(xué)習(xí)中，某些物理概念比較抽象，學(xué)生不好理解，讓學(xué)生動(dòng)手自己做實(shí)驗(yàn)，親歷物理知識(shí)的生成過(guò)程，有利于加深學(xué)生對(duì)物理概念的理解。因此，通過(guò)表1的比較可以看出，滬粵版和北師大版教材在內(nèi)容結(jié)構(gòu)上的安排明顯有別于其他五種版本，足見(jiàn)其的一番良苦用心。
1.2 七種版本教材“浮力”概念的描述
七種版本教材“浮力”的定義不盡相同，主要差異在于浮力的方向和物體處于何種物質(zhì)中的描述，如表2所示。
從上述的表格中不難看出，不同版本的教材描述浮力的定義有些許差異。我們應(yīng)該教給學(xué)生一個(gè)怎樣的“浮力”定義，是一個(gè)不可回避的問(wèn)題，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：
（1）浮力產(chǎn)生的原因：浮力是由于流體對(duì)物體向上和向下的壓力差所產(chǎn)生的。因?yàn)樯舷卤砻娴膲毫Σ钆c物體上下表面形成的壓強(qiáng)差有關(guān)，液體和氣體統(tǒng)稱為流體，所以浮力與液體壓強(qiáng)和大氣壓強(qiáng)有關(guān)。
（2）浮力的方向與什么因素有關(guān)：在地球上，由于液體、氣體對(duì)物體表面的壓力都源自于自身的重力，所以浮力的方向與重力方向有關(guān)。物體浸在液體或氣體中，前后、左右受力平衡，因此浮力的方向是豎直向上的。
（3）在對(duì)浮力教學(xué)的過(guò)程中是否要提及氣體的浮力，課程標(biāo)準(zhǔn)中提到：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究了解液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)。知道大氣壓強(qiáng)及其與人類生活的關(guān)系。了解流體的壓強(qiáng)與流速的關(guān)系及其在生活中的應(yīng)用。
從上述表格中可以看到大部分教材只對(duì)液體的浮力，不涉及氣體的浮力。這樣不利于學(xué)生對(duì)浮力概念的正確認(rèn)識(shí)，也不利于后面的教學(xué)，達(dá)不到課程標(biāo)準(zhǔn)中的要求。從“浮力”定義的描述用詞“一切”與“無(wú)論”、“浸在”與“浸入”、“托”的使用上看，值得老師們思考和準(zhǔn)確拿捏。
1.3 七種版本教材“探究空氣浮力”實(shí)驗(yàn)的描述
滬科版教材上有演示探究氣體浮力的實(shí)驗(yàn)，并會(huì)讓同學(xué)深入探究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)浮力的概念，如表3所示。
通過(guò)讓學(xué)生自己動(dòng)手探究氣體的浮力，可以讓學(xué)生更加準(zhǔn)確、全面地理解浮力的概念。
1.4 七種版本教材“探究性實(shí)驗(yàn)”的安排
七種版本教材都有安排探究性實(shí)驗(yàn)，但在細(xì)節(jié)上有所差別。例如：“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”，北師大版和滬粵版是提出猜想―設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)―進(jìn)行實(shí)驗(yàn)―記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（書(shū)上有詳細(xì)的步驟，并設(shè)有填空）―歸納總結(jié)（設(shè)有填空）。其他版本都是提出猜想―設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)―進(jìn)行實(shí)驗(yàn)―記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（省略）―歸納總結(jié)（直接給出一段完整的句子）。具體內(nèi)容如表4所示。
初中物理除了讓學(xué)生掌握物理基礎(chǔ)知識(shí)還注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。在對(duì)問(wèn)題的探究過(guò)程中，學(xué)生應(yīng)積極參與、動(dòng)腦筋思考、動(dòng)手操作、了解和掌握實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程、加深對(duì)知識(shí)的理解。北師大版和滬粵版在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力方面有了不一樣的呈現(xiàn)方式和突出要求。
2 七種版本初中物理教材比較研究的啟示與思考
2.1 初中物理概念教學(xué)也應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)
在初中物理概念教學(xué)過(guò)程中，我們給學(xué)生的定義即使是階段性的，也必須是去偽存真，不能讓學(xué)生在潛意識(shí)中形成偏離發(fā)展方向的、錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)[1]。如果教師在教學(xué)中處理不當(dāng)，學(xué)生容易將概念定位成浮力由液體產(chǎn)生，而忽略了實(shí)質(zhì)，浮力是由壓強(qiáng)差造成，不利于后面階段的教學(xué)。這樣的描寫(xiě)可能使初中學(xué)生在潛意識(shí)中對(duì)浮力概念的構(gòu)建“偏離正道”，因此初中物理概念必須具有嚴(yán)謹(jǐn)性。
2.2 注重呈現(xiàn)物理知識(shí)的重演過(guò)程
教師不是簡(jiǎn)單地把物理知識(shí)呈現(xiàn)給學(xué)生，而是要帶領(lǐng)同學(xué)們經(jīng)歷一個(gè)由“潛在”到“存在”的重演知識(shí)的發(fā)生過(guò)程。教師要鼓勵(lì)學(xué)生自己概括、推理、證明，培養(yǎng)他們分析問(wèn)題和討論問(wèn)題的能力。在科學(xué)理論發(fā)展的過(guò)程中恰恰存在著學(xué)生必須要感受和體驗(yàn)的緘默知識(shí)。
2.3 創(chuàng)造性地“用活”各版本教材
部分教師常常把單一教材（教科書(shū)）作為教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，極易出現(xiàn)教學(xué)偏差，物理教師特別是初級(jí)物理教師需要廣泛收集教材資源，多分析各版本教材。從課標(biāo)和學(xué)生認(rèn)知規(guī)律出發(fā)，深入分析教材資源，了解編者的編寫(xiě)意圖，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況對(duì)教材進(jìn)行取舍、擴(kuò)充、重組，創(chuàng)造性地“用活”新教材，真正做到用教材教[2]，用一個(gè)嶄新的思路去整合教材。
參考文獻(xiàn)：
物理課程重視科學(xué)方法，將科學(xué)方法納入物理課程體系。進(jìn)行科學(xué)方法教育，是新課程改革背景下物理教學(xué)的應(yīng)有之意。本文提出以科學(xué)方法教育引領(lǐng)初中重點(diǎn)物理知識(shí)教學(xué)，采用知識(shí)與方法對(duì)應(yīng)的方式，提煉教材中的方法因素，將科學(xué)方法作為知識(shí)的脈絡(luò)去組織教學(xué)，進(jìn)行顯化科學(xué)方法教育。
一、回歸“方法本質(zhì)”，顯化科學(xué)方法內(nèi)在邏輯
科學(xué)方法具有把不同的物理知識(shí)聯(lián)系起來(lái)從而形成知識(shí)結(jié)構(gòu)的功能，它是理解知識(shí)的綱領(lǐng)和脈絡(luò)。進(jìn)行科學(xué)方法教育的前提，就是要探尋方法的內(nèi)涵，理解方法的本質(zhì)。以初中物理重點(diǎn)知識(shí)密度、功等為切入點(diǎn)，分別顯化比值定義法和乘積定義法的內(nèi)在邏輯，從而給初中物理科學(xué)教育以有益的啟示。
1.密度――比值定義法
在初中物理教學(xué)中，比值定義法是定義物理概念常用的方法之一。它適用于物質(zhì)屬性或特征、物體運(yùn)動(dòng)特征的定義，利用一個(gè)只與物質(zhì)或物體的某種屬性特征有關(guān)的兩個(gè)或多個(gè)可以測(cè)量的物理量的比值來(lái)確定一個(gè)表征此種屬性特征的新物理量。
密度是初中物理的重點(diǎn)內(nèi)容之一，通常的教學(xué)設(shè)計(jì)采取測(cè)量出幾種不同物質(zhì)的質(zhì)量和體積，記錄數(shù)值，然后分別計(jì)算出質(zhì)量和體積的比值，最后分析數(shù)據(jù)得出“同種物質(zhì)的質(zhì)量和體積之間的比值是恒定的，不同物質(zhì)的質(zhì)量與體積之間的比值是不同的”的結(jié)論，從而引入密度的概念。但是這樣的設(shè)計(jì)，忽視了比值定義法運(yùn)用中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題――為什么要用兩個(gè)物理量相比來(lái)定義一個(gè)新的物理量。這一種處理的缺陷在于并沒(méi)有揭示出比值定義法的本質(zhì)。
實(shí)際上，比值定義法本質(zhì)是比較的思想，這種思想在日常生活中早有體現(xiàn)，所以可結(jié)合生活實(shí)際，揭示比值定義法的實(shí)質(zhì)?？梢赃@樣進(jìn)行設(shè)計(jì)：“媽媽買了8斤蘋(píng)果，花了17.6元錢；爸爸花了22.5元買了9斤香蕉，小明想知道是蘋(píng)果還是香蕉貴？你會(huì)怎么辦？”學(xué)生會(huì)直接想到計(jì)算出每斤的售價(jià)，即價(jià)錢與重量的比。而進(jìn)一步思考，就是在相同的標(biāo)準(zhǔn)下再做比較。受到這樣的啟示，對(duì)于解決“不同物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系”問(wèn)題就要選取相同的標(biāo)準(zhǔn)，自然想到要計(jì)算出質(zhì)量與體積的比值，即比較單位體積的質(zhì)量；計(jì)算后發(fā)現(xiàn)：不同物質(zhì)，比值不等，相同物質(zhì)比值相等。為描述物質(zhì)的這種屬性，引入了密度的概念。
2.功――乘積定義法
乘積定義法是用幾個(gè)物理量的乘積定義一個(gè)新的物理量，其中相乘的幾個(gè)物理量均為被定義物理量的決定因素，這種方法所定義的物理量與其他各物理量都有關(guān)系，并會(huì)隨著其他各物理量的變化而變化。
功是乘積法定義的一個(gè)典型例子。多數(shù)教學(xué)往往從一些生活情景中找出具有共性的決定因素，發(fā)現(xiàn)如果在力的方向上有移動(dòng)距離，這個(gè)力就對(duì)物體做功；而對(duì)于力和在力的方向上移動(dòng)的距離這兩個(gè)物理量，相加或相減顯然量綱上不允許，相除與效果矛盾，所以就將力與距離的乘積定義為功。但對(duì)于為什么相乘，卻欲言又止，說(shuō)不清楚。
究其原因，是在教學(xué)中沒(méi)有強(qiáng)調(diào)乘積定義法的內(nèi)涵。追溯其本質(zhì)，還要起源于數(shù)學(xué)上的乘法運(yùn)算，相同的數(shù)據(jù)累加起來(lái)的和可以用這個(gè)數(shù)乘以出現(xiàn)的次數(shù)，乘積體現(xiàn)的是一種累積的思想，所以，乘積定義法本質(zhì)上是一種積累效應(yīng)，這種積累可以是任何物理量的積累，可以是其對(duì)時(shí)間的積累或是在空間上的積累，具體到功是力對(duì)空間的積累。這種積累效應(yīng)，如果用數(shù)學(xué)來(lái)衡量，不只簡(jiǎn)單表現(xiàn)于宏觀上看似一個(gè)物理量在另一個(gè)物理量上的直線變化，也不是坐標(biāo)圖上某一點(diǎn)的累計(jì)，而是它帶動(dòng)的整個(gè)平面面積的擴(kuò)大。
力對(duì)空間的積累效應(yīng)，從物理學(xué)的角度認(rèn)識(shí)，是人們?cè)谡J(rèn)識(shí)能量的歷史過(guò)程中，建立了“功”的概念，如果一個(gè)力對(duì)物體做了功，物體在力的作用下就會(huì)發(fā)生能量的變化。這種積累，也是能量的一種蓄積，是從量變到質(zhì)變的過(guò)渡過(guò)程。
二、關(guān)注“知識(shí)生成”，顯化知識(shí)獲得路徑
科學(xué)方法不僅是理解物理知識(shí)的綱領(lǐng)和脈絡(luò)，而且它還是獲取物理知識(shí)的途徑和手段，根據(jù)科學(xué)方法中心的知能結(jié)構(gòu)圖，物理知識(shí)的獲得途徑為：實(shí)驗(yàn)事實(shí)科學(xué)方法物理知識(shí)（概念、定律等）。顯然，只有通過(guò)科學(xué)方法的參與，才能使客觀存在的物理知識(shí)上升為理論形態(tài)?？茖W(xué)方法的顯性教育，更能揭示科學(xué)方法的本質(zhì)與科學(xué)方法的操作過(guò)程。顯化物理知識(shí)的形成過(guò)程，就是基于科學(xué)方法中介的認(rèn)識(shí)路徑。
1.液體內(nèi)部壓強(qiáng)規(guī)律――演繹推理法
所謂演繹推理法就是指人們以已知的客觀規(guī)律為依據(jù)，推知未知規(guī)律的方法。是由一般到個(gè)別的認(rèn)識(shí)方法。比如液體內(nèi)部壓強(qiáng)規(guī)律就是運(yùn)用演繹推理方法推導(dǎo)得到的物理規(guī)律。取液體內(nèi)一圓柱形液柱作為研究對(duì)象，當(dāng)液柱靜止時(shí)，由二力平衡得到，下表面受到的向上的壓力F與液柱所受的重力G的大小相等，即F＝G（大前提）,又壓力F＝pS，重力G＝ρgSh（小前提），得到p＝ρgh,計(jì)算液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小的計(jì)算公式（結(jié)論）。
在教學(xué)中可以采用如下的顯化方式，讓學(xué)生對(duì)知識(shí)和方法有較深刻的認(rèn)識(shí)：理想液柱 二力平衡（F=G）演繹推理法(F=PS,G=ρgSh,等量代換)液體內(nèi)部壓強(qiáng)規(guī)律p＝ρgh。
另外，教學(xué)方式要同學(xué)生的不同認(rèn)知發(fā)展階段恰當(dāng)配合，才可收到較好的教學(xué)效果。根據(jù)皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展階段論，初中學(xué)生處于具體運(yùn)算階段向形式運(yùn)算階段的過(guò)渡階段，這個(gè)階段的少年，能夠借助具體形象進(jìn)行邏輯推理，但還不能從邏輯上考慮現(xiàn)實(shí)情景，所以現(xiàn)階段的演繹推理是在教師具體抽象的前提下進(jìn)行的，如本例中的“取液體內(nèi)一圓柱形液柱作為研究對(duì)象”。
2.阿基米德原理――猜想驗(yàn)證法
結(jié)合生活實(shí)際進(jìn)行合理猜想，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)施科學(xué)驗(yàn)證，再經(jīng)分析最終得到科學(xué)結(jié)論，這種研究問(wèn)題的方法就是猜想驗(yàn)證法，有些重點(diǎn)規(guī)律都是由猜想引起，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出的。
浮力是初中物理力學(xué)中的重要概念，“阿基米德原理”是測(cè)定物體在液體中所受浮力大小的基本原理。下面以“阿基米德原理”為例，來(lái)談學(xué)習(xí)猜想驗(yàn)證法的顯化途徑。
教師首先創(chuàng)造問(wèn)題情景，并提出“浸入液體中的物體受到的浮力與哪些因素有關(guān)？”學(xué)生結(jié)合生活中的現(xiàn)象進(jìn)行合理猜想：根據(jù)生活中游泳的經(jīng)驗(yàn)，猜想浮力大小可能與物體的體積、物體浸沒(méi)的深度、液體的密度有關(guān)；根據(jù)曹沖稱象的故事猜想到可能與物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)；根據(jù)石頭和木塊一同落入水中時(shí)，常常見(jiàn)到石頭沉底而木塊漂浮，猜想浮力大小可能與物體的密度有關(guān)；又可以繼續(xù)猜想到浮力大小是否與物體的形狀有關(guān)等。
多個(gè)因素都可能對(duì)浮力大小有影響，就必須設(shè)法把其他的因素人為地控制起來(lái)，保持不變，只改變剩下的一個(gè)因素，從而知道浮力是否與所改變的因素有關(guān)，也就是所謂的“控制變量法”。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，影響浮力大小的因素有液體的密度和物體排開(kāi)液體的體積，而兩者結(jié)合起來(lái)可以計(jì)算物體排開(kāi)液體的質(zhì)量（重力），進(jìn)一步猜想到浮力的大小是否等于物體排開(kāi)液體的重力，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，收集物體排開(kāi)的液體，經(jīng)測(cè)量可發(fā)現(xiàn)：浸在液體中的物體受到的浮力等于它排開(kāi)液體所受的重力。教師繼續(xù)揭示，這就是著名的阿基米德原理，也同樣適用于氣體。
三、注重“遷移應(yīng)用”，顯化科學(xué)方法教育功能
一個(gè)方法對(duì)應(yīng)于很多知識(shí)的獲得，那么，就可以應(yīng)用已學(xué)習(xí)的科學(xué)方法去研究那些尚未研究過(guò)的事物，進(jìn)行有效的遷移，即運(yùn)用科學(xué)方法合乎邏輯地推導(dǎo)出新知識(shí)，彰顯科學(xué)方法的教育功能。既讓學(xué)生在運(yùn)用中感受到科學(xué)方法的邏輯力量，也加強(qiáng)他們發(fā)展知識(shí)的能力，為提升科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神奠定基礎(chǔ)。
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比值定義法：在壓強(qiáng)、功率、電流等概念的建立中采取的都是這樣的方法。應(yīng)用比值法定義的物理量，依據(jù)其意義的不同，還有兩種類型：一類是兩物理量的比值是個(gè)常數(shù)，如電阻、密度等，比值反映的是物質(zhì)的性質(zhì)，與兩個(gè)物理量都沒(méi)有關(guān)系；另外一類基于控制變量的思想，如壓強(qiáng)、速度、功率、電流等，比值反映的是效果，受兩個(gè)物理量的影響。但無(wú)論哪一類，其本質(zhì)都是取相同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。
乘積定義法：力在空間的積累被定義為功，在時(shí)間上的積累就是沖量；電功、電熱、熱量等概念采取的都是乘積定義法，是電流在時(shí)間積累的不同效應(yīng)。但以上不同物理量的共同特點(diǎn)，都是過(guò)程量，本質(zhì)上是一種積累效應(yīng)。
演繹推理法：如在推導(dǎo)連通器原理時(shí)，取容器底部一理想液片，根據(jù)平衡分析左右兩端壓力相等F左＝F右，利用F=pS，導(dǎo)出壓強(qiáng)相等(P左=P右)，再依據(jù)P=ρgh，得到“裝有同種液體時(shí)液面總相平”的結(jié)論；再如，串、并聯(lián)電路電阻關(guān)系，以并聯(lián)為例，用如下的演繹過(guò)程更能顯化演繹推理法的邏輯力量：
猜想驗(yàn)證法使用的頻率更高一些，在探究影響串并聯(lián)電路的電流、電壓、電阻的關(guān)系；影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的關(guān)系；液體壓強(qiáng)的影響因素；杠桿平衡條件；影響蒸發(fā)的快慢的因素；影響動(dòng)能、重力勢(shì)能的因素都有體現(xiàn)。提出合理的猜想后，在驗(yàn)證過(guò)程中，常常體現(xiàn)出多種科學(xué)方法的交叉應(yīng)用，如會(huì)用到控制變量法確定研究方案，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析綜合，利用歸納法得出結(jié)論，等等。
四、結(jié)束語(yǔ)
在課堂教學(xué)中，教師的教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是把握科學(xué)方法這條主線。不論是概念教學(xué)還是規(guī)律教學(xué)，都要牢牢抓住科學(xué)方法，以重點(diǎn)知識(shí)的教學(xué)為切入點(diǎn)，進(jìn)行科學(xué)方法的顯化教育，并在其他新知識(shí)的教學(xué)中有目的地實(shí)現(xiàn)科學(xué)方法的有效遷移，將科學(xué)方法的掌握植根于每一個(gè)物理知識(shí)的獲得過(guò)程中，從而讓學(xué)生感覺(jué)到科學(xué)方法教育的真實(shí)性和實(shí)在性，這樣既能加深對(duì)物理知識(shí)的把握，又能落實(shí)科學(xué)方法教育。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：初中；物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)；興趣與能力；培養(yǎng)
物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，觀察和實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)物理的基本方法，它們是獲得感性認(rèn)識(shí)、探索物理規(guī)律、認(rèn)識(shí)物理世界的基本手段，。初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在激發(fā)和穩(wěn)定學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的興趣、提高學(xué)生的觀察能力和動(dòng)手操作能力、培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度、掌握科學(xué)方法方面起著不可替代的作用。
一、充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)性，使課堂教W達(dá)到最佳效果
興趣是人們認(rèn)識(shí)客觀世界的一種內(nèi)部心理傾向，是一個(gè)人獲得知識(shí)、開(kāi)闊視野、推動(dòng)學(xué)習(xí)的一種內(nèi)部強(qiáng)勁的驅(qū)動(dòng)力。孔子曰：“知之者不如好之者，好之者不如樂(lè)之者?！薄芭d趣是最好的老師”。初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵是興趣，初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)性，使學(xué)生從“好學(xué)”到“樂(lè)學(xué)”再到“會(huì)學(xué)”“創(chuàng)造性地學(xué)”，使課堂教學(xué)達(dá)到最佳效果。例如，在《升華和凝華》一節(jié)的教學(xué)中，由于生活中給學(xué)生提供的感性認(rèn)識(shí)不足，所以，學(xué)生盡管能順利地背誦升華、凝華的定義，但到運(yùn)用概念來(lái)解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象時(shí)，往往會(huì)感到束手無(wú)策或發(fā)生許多錯(cuò)誤。針對(duì)這一問(wèn)題，我設(shè)計(jì)了一個(gè)有趣的升華和凝華的演示實(shí)驗(yàn)：取一個(gè)平底燒瓶，底部加入少量萘粉，頂部插入一些枯樹(shù)枝，用酒精燈對(duì)燒瓶底部微微加熱，不一會(huì)兒就看到枯樹(shù)枝上已是銀裝素裹，一場(chǎng)奇異的“六月飄雪”的景致便出現(xiàn)在學(xué)生面前，讓學(xué)生無(wú)比興奮。這個(gè)實(shí)驗(yàn)，既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使他們產(chǎn)生參與和探索這種物態(tài)變化的強(qiáng)烈愿望，又給學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)提供了足夠的感性認(rèn)識(shí)，降低了學(xué)習(xí)的難度。
二、加深學(xué)生對(duì)物理概念、定義的理解和掌握
加深對(duì)物理概念、定義的理解和掌握通常分兩個(gè)過(guò)程：一是從現(xiàn)象（感性認(rèn)識(shí)）歸納出定義（理性認(rèn)識(shí)）；二是運(yùn)用概念、定義去解釋生活、生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題，鞏固、深化對(duì)概念的理解。如何引導(dǎo)學(xué)生輕松地完成這兩個(gè)過(guò)程，物理教育家朱正元先生曾有過(guò)精辟的論述，他說(shuō)，對(duì)于物理概念、物理規(guī)律等一些理論的東西，往往是“千言萬(wàn)語(yǔ)說(shuō)不清，一看實(shí)驗(yàn)便分明。”畫(huà)龍點(diǎn)睛地道出了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象在物理教學(xué)中的重要作用。因而，在進(jìn)行抽象的物理概念和物理規(guī)律的教學(xué)時(shí)，教師可以創(chuàng)設(shè)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)情景，并以學(xué)生獲得的結(jié)論為感性材料展開(kāi)教學(xué)，形成“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題―猜想―實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證―得出結(jié)論”教學(xué)活動(dòng)模式。
如在學(xué)習(xí)《浮力》一節(jié)時(shí)，通過(guò)圖片引入了浮在液面的物體受到浮力后，教師提出問(wèn)題：沉入水中的石頭受到浮力嗎？這時(shí)，教師出示一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，在彈簧測(cè)力計(jì)下端掛一個(gè)物體，教師引導(dǎo)學(xué)生觀察此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)指針的位置，用手托住物體，再引導(dǎo)學(xué)生觀察，彈簧測(cè)力計(jì)的指針縮短了，說(shuō)明物體受到手向上的托力，然后將物體放人水中，引導(dǎo)學(xué)生觀察彈簧測(cè)力計(jì)的指針也縮短了，這時(shí)，巧妙地利用實(shí)驗(yàn)便可以很好的促進(jìn)學(xué)生的思考。我給學(xué)生準(zhǔn)備了大燒杯、石塊、線、水、彈簧測(cè)力計(jì)等實(shí)驗(yàn)儀器，學(xué)生主動(dòng)積極地進(jìn)行思考、討論和反復(fù)的實(shí)驗(yàn)探究，氣氛很熱烈，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)出了實(shí)驗(yàn)方案：將石塊放入水中，彈簧測(cè)力計(jì)指針縮短了，說(shuō)明了石塊放入水中時(shí)受到浮力；教師引導(dǎo)學(xué)生：同學(xué)們得到縮短的多少都相等嗎？從而得出浮力的大小。學(xué)生應(yīng)用此方法，得出浮力的大小等于物體在空氣中的物重減去物體在液體中的物重；再引導(dǎo)學(xué)生觀察，當(dāng)物體浸沒(méi)前彈簧測(cè)力計(jì)指針怎樣變化？物體浸沒(méi)后彈簧測(cè)力計(jì)指針又怎樣變化？這樣，學(xué)生經(jīng)過(guò)自己的思考提出問(wèn)題、自己想辦法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論，很有成就感。
經(jīng)過(guò)這一系列的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，學(xué)生不僅知道了浮力的產(chǎn)生、浮力的大小，還知道物體浸沒(méi)前浮力大小與深度成正比；物體浸沒(méi)后浮力大小與深度無(wú)關(guān)。
三、讓學(xué)生親自動(dòng)手，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)地分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力
古人云：“授人以魚(yú)，不如授人以漁?！焙玫姆椒ㄊ谴蜷_(kāi)知識(shí)寶庫(kù)的金鑰匙。學(xué)會(huì)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法比學(xué)到知識(shí)本身收獲更大，時(shí)效更長(zhǎng)。教師可以盡量多給學(xué)生親自動(dòng)手、動(dòng)腦的機(jī)會(huì)，以此培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)地分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
物理實(shí)驗(yàn)本身就是一個(gè)操作過(guò)程。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，每個(gè)人都有操作機(jī)會(huì)；在演示實(shí)驗(yàn)中，可讓部分學(xué)生配合教師一起完成實(shí)驗(yàn)，條件許可時(shí)，可將演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生實(shí)驗(yàn)；課外小實(shí)驗(yàn)更是學(xué)生操作的天地，如在學(xué)習(xí)量筒、彈簧秤、天平等知識(shí)后，可布置小實(shí)驗(yàn)-自制天平、量筒、橡皮測(cè)力計(jì)等，學(xué)生的積極性一定會(huì)很高，效果一定會(huì)更好。
應(yīng)盡量多給學(xué)生親自動(dòng)手、動(dòng)腦的機(jī)會(huì)，這對(duì)提高學(xué)生的操作能力是很有幫助的。一次在做水的末溫的計(jì)算題時(shí)，通過(guò)計(jì)算求出水的末溫為134.3℃，我巧妙地引導(dǎo)大家一起回憶曾做過(guò)的觀察水沸騰的實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生很快明白：“喔，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水沸騰的溫度保持在100℃，所以水溫不可能達(dá)到134.3℃?！甭?lián)系生活，培養(yǎng)學(xué)生的觀察和應(yīng)用能力，聯(lián)系學(xué)生在生活中十分熟悉的物理現(xiàn)象，巧妙地突破了解題中的難點(diǎn)，學(xué)生既提高了物理解題能力，又進(jìn)行了物理思維訓(xùn)練，從而提高了學(xué)生分析問(wèn)題的深刻性、靈活性。
關(guān)鍵詞：物理概念；物理意義；本質(zhì)屬性；物理現(xiàn)象；物理定義
作者簡(jiǎn)介：李源貴（1986-），男，廣東信宜人，大學(xué)本科，學(xué)士學(xué)位，中學(xué)一級(jí)教師，主要研究方向：初中物理概念的教學(xué).
物理概念是構(gòu)成物理知識(shí)體系的基本要素，它是在大量觀察實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用邏輯思維的方法，把一些事物的本質(zhì)的共同特征集中起來(lái)加以概括而形成的.物理概念包括了物理現(xiàn)象、物理本質(zhì)屬性、物理意義、物理思維形成過(guò)程、物體間的相互作用和規(guī)律等，掌握和界定每個(gè)物理概念才能形成物理學(xué)體系.但是在學(xué)習(xí)中，卻有部分同學(xué)對(duì)物理概念的學(xué)習(xí)存在問(wèn)題，出現(xiàn)物理概念的混淆，物理概念界定不清等現(xiàn)象，在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)出現(xiàn)亂用概念、濫用概念等問(wèn)題.因此，正確認(rèn)識(shí)物理概念，幫助學(xué)生形成完整的物理知識(shí)體系非常重要.
1認(rèn)識(shí)物理概念時(shí)存在的問(wèn)題
11把物理概念等同于定義
初中學(xué)生剛接觸物理，頭腦中缺乏科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢硭季S，在學(xué)習(xí)物理概念時(shí)，部分同學(xué)會(huì)對(duì)物理概念理解不深，簡(jiǎn)單的認(rèn)為物理概念就是物理定義，只是從定義上來(lái)記憶物理概念，而沒(méi)有深入理解到物理概念是從物理現(xiàn)象、物理過(guò)程中歸納出來(lái)的事物的共同特征、本質(zhì)屬性.
例如：在物理學(xué)中，某種物質(zhì)組成的物體的質(zhì)量與它的體積之比叫做這種物質(zhì)的密度.學(xué)生從定義上理解到密度其實(shí)是一個(gè)比值，如同數(shù)學(xué)一樣，通過(guò)公式ρ=mV來(lái)計(jì)算其大小就可以了，但是正確理解密度應(yīng)從它的物理意義上理解，密度是由物質(zhì)的種類來(lái)決定，跟物質(zhì)的質(zhì)量、體積無(wú)關(guān)，它反映的是物質(zhì)的一種特性，單從定義上理解并沒(méi)有正確理解密度的概念.
12沒(méi)有區(qū)別物理概念的個(gè)別現(xiàn)象與一般現(xiàn)象
物理概念是物理事實(shí)的抽象，它是在大量觀察實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用邏輯思維的方法，把一些事物的本質(zhì)的共同特征集中起來(lái)加以概括而形成的.但是物理概念中也有個(gè)別案例是在概念界限之外的，應(yīng)當(dāng)加以區(qū)別.
例如：在學(xué)習(xí)“浮力”時(shí)，一般學(xué)生都是從大量的例子認(rèn)識(shí)到浸在液體中的物體受到向上的力，這個(gè)力叫做浮力.所以就在一般現(xiàn)象中概括形成了“浮力”的概念.但是所有浸在液體中的物體都會(huì)受到浮力嗎？顯然不是的，例如浸在水中的橋墩，它就沒(méi)有受到水的浮力，這個(gè)應(yīng)該從浮力產(chǎn)生的原因進(jìn)行思考.
13沒(méi)有分清“前概念”與“物理概念”
在學(xué)習(xí)物理之前，學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)或現(xiàn)象在頭腦中已經(jīng)形成“前概念”，但“前概念”是一把雙刃劍，既可以幫助學(xué)生形成正確的物理概念，也能阻礙學(xué)生形成正確的物理概念，如果沒(méi)有把“前概念”和“物理概念”區(qū)分，則容易把物理概念混淆.
例如：學(xué)生在學(xué)習(xí)摩擦力前，從大量的生活經(jīng)驗(yàn)中就形成了摩擦力的前概念，而且都認(rèn)為摩擦力總是阻礙物體運(yùn)動(dòng)的，是屬于阻力.但是從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，摩擦力也可以是動(dòng)力，如運(yùn)動(dòng)員起跑時(shí)的摩擦力就屬于動(dòng)力，所以學(xué)習(xí)摩擦力的概念時(shí)，關(guān)鍵要認(rèn)識(shí)到摩擦力只是阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，“相對(duì)”兩個(gè)字就把前概念和正確的物理概念分清.
14沒(méi)有界定清楚概念的范圍
物理教材中出現(xiàn)的概念基本是從大量的實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)象中總結(jié)歸納出來(lái)的，但是每個(gè)概念也有一定的范圍，學(xué)生在學(xué)習(xí)中容易出現(xiàn)概念范圍界定不清的問(wèn)題，導(dǎo)致在知識(shí)點(diǎn)上出現(xiàn)前后矛盾.例如：學(xué)生學(xué)習(xí)聲的產(chǎn)生時(shí)，知道聲是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的.但學(xué)生容易把“聲”等同于生活中的“聲音”，但是他們的范圍不同.人們能夠聽(tīng)到的才叫做“聲音”，把聲音、超聲波、次聲波統(tǒng)稱為聲.聲音只是聲的一部分，所以振動(dòng)的物體能夠產(chǎn)生聲，但不一定能夠聽(tīng)到聲音.
2初中物理概念的分類
在初中階段，學(xué)生學(xué)習(xí)到的物理概念很多，但大致可以歸納為三類：
21對(duì)物理現(xiàn)象描述的概念
在初中物理中，對(duì)物理現(xiàn)象的觀察尤其重要，有些概念就是物理現(xiàn)象的直接描述.例如：把一塊固態(tài)冰放在室溫中慢慢變成了液體的水，對(duì)于這種現(xiàn)象就叫做“熔化”.所以把勻速直線運(yùn)動(dòng)、熔化、凝固、擴(kuò)散、光的直線傳播、反射、折射等概念都?xì)w納為對(duì)物理現(xiàn)象描述的概念.
22反映物理本質(zhì)特性或?qū)傩缘母拍?/p>
在初中階段，有些物理定義只是根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納出總結(jié)，但并沒(méi)有描述出物理的本質(zhì)，當(dāng)我們深入學(xué)習(xí)時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它反映的事物的本質(zhì)屬性或特性.例如：在物理學(xué)中，某種物質(zhì)組成的物體的質(zhì)量與它的體積之比叫做這種物質(zhì)的密度.這個(gè)定義只是給出了密度如何計(jì)算，但實(shí)際上密度反映的是物質(zhì)本身的特性.除此以外，特性還有、比熱容、電阻、熱值等，屬性的有：質(zhì)量、慣性.
23反映物體間相互作用及其規(guī)律的概念
物理概念除了描述物理現(xiàn)象和物理本質(zhì)屬性或特性外，還有就是反映物體間的相互作用及其規(guī)律的，它往往是通過(guò)公式的計(jì)算來(lái)描述.例如：物理學(xué)中如果一個(gè)力作用在物體上，物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)了一段距離，就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功.用公式表示就是W=FS.這就是通過(guò)描述物體間相互作用的概念.除此以外還有力、功率、機(jī)械能、電流、壓強(qiáng)、效率等.
3怎樣學(xué)習(xí)初中物理概念
31理解概念的物理意x
在物理學(xué)中，雖然物理概念很多，但是每個(gè)物理概念都有物理意義，如果學(xué)習(xí)中忽略了物理意義，那就不叫物理了.例如：物理學(xué)中引入了“速度”，如果學(xué)生只是知道速度等于路程除以時(shí)間，當(dāng)路程越遠(yuǎn)，時(shí)間越短時(shí)，速度就越大.這就等同于數(shù)學(xué)中學(xué)習(xí)的速度，物理學(xué)中之所以引入速度的概念目的就是為了描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢，是物體運(yùn)動(dòng)的一種本領(lǐng)，它的大小不是由路程的大小和時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)決定，而是由物體本身的性能決定.所以學(xué)習(xí)物理概念一定要理解它的物理意義.
32分清物理現(xiàn)象與本質(zhì)
物理現(xiàn)象的概念和物理本質(zhì)屬性的概念是物理概念中最難區(qū)分的，有些概念從物理定義上看好像是描述物理現(xiàn)象的，但實(shí)際上是反映物理本質(zhì)的，這樣的概念最容易造成混淆.例如：在物理學(xué)中，用電阻來(lái)表示導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小.從定義上看是一種阻礙現(xiàn)象，但實(shí)際上導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì).因此，學(xué)習(xí)物理概念時(shí)應(yīng)分清現(xiàn)象概念和本質(zhì)屬性概念.
33分清物理概念的范圍
物理概念都有它的適用范圍，界定清楚概念的范圍能讓學(xué)生正確理解和使用物理概念.而物理概念的范圍有大小之分，也有過(guò)程量和狀態(tài)量之分.例如：學(xué)習(xí)“密度”的概念時(shí)，我們清楚密度的大小是由物質(zhì)的種類決定，跟物體的質(zhì)量和體積無(wú)關(guān)，但是這只是針對(duì)固體和液體而言，而對(duì)于氣體則不成立.又例如：在學(xué)習(xí)“熱量”的概念時(shí)，我們知道在熱傳遞過(guò)程中，傳遞能量的多少叫做熱量，“熱量”是一個(gè)過(guò)程量，只會(huì)出現(xiàn)在熱傳遞的過(guò)程中，我們不能說(shuō)某個(gè)物體具有多少的“熱量”，但我們能說(shuō)某個(gè)物體具有多少的“能量”.
34用科學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)物理概念
物理學(xué)是一門(mén)以觀察、實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，人們的許多物理知識(shí)和概念是通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)認(rèn)真的思考而總結(jié)出來(lái)的，但是在做實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要遵循科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，只有正確的實(shí)驗(yàn)才能得出正確的物理概念或知識(shí).例如：在學(xué)習(xí)“分子熱運(yùn)動(dòng)”的概念時(shí)，氣體擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)是把裝有二氧化氮的瓶子放在下面，上面倒扣的是空瓶子，這兩個(gè)瓶子的上下位置不能顛倒，否則不能說(shuō)明分子在不停的做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng).
35用生活實(shí)踐理解物理概念
一、公式便于物理概念的理解
初中物理定義很多、很抽象，不好理解，比如八年級(jí)剛開(kāi)始學(xué)習(xí)物理，接觸到密度的定義：?jiǎn)挝惑w積所含物質(zhì)的多少。初學(xué)物理的學(xué)生很難理解：?jiǎn)挝惑w積是什么？所含的物質(zhì)的多少又是什么？定義是幫助學(xué)生解釋物理概念的，結(jié)果解釋不清楚就達(dá)不到定義的作用了。此時(shí)給學(xué)生出示用公式做的定義，結(jié)果就顯而易見(jiàn)了ρ=：密度就是質(zhì)量與體積的比值。同樣八年級(jí)學(xué)生也對(duì)壓強(qiáng)的定義、壓強(qiáng)的作用效果或者說(shuō)單位面積所受到壓力的大小無(wú)法理解而頭疼。如果用公式P=：壓力和表面積的比值。學(xué)生立馬就明白這個(gè)概念。到了九年級(jí)電學(xué)部分電壓、電阻、電功率、電能都是看不見(jiàn)、摸不著的抽象物理概念，幾乎所有的定義都需要使用公式讓學(xué)生更容易接受，在使用中慢慢加以體會(huì)。
比如，機(jī)械效率和功率的區(qū)別，如果用其他方法解釋可能講了半天學(xué)生沒(méi)法理解，但是利用公式就能事半功倍，兩者公式上可以看出不同P=和η=×100%，一個(gè)是所做的功與時(shí)間之比，一個(gè)是有用功與總功之比。學(xué)生記住公式便能說(shuō)出兩者之間的區(qū)別。再比如阿基米德原理：浸在液體（或氣體）里的物體受到的浮力作用，浮力的大小等于被該物體排開(kāi)的液體的重力。而公式：F浮=G排簡(jiǎn)練地概括出其中的阿基米德原理，學(xué)生理解就非常簡(jiǎn)單了。
二、公式便于了解物理量的影響因素
初中階段知道怎樣改變物理量的大小很關(guān)鍵。初中物理量本身很多，而許多物理量的影響因素又有很多，很難記憶。此時(shí)利用公式就可以簡(jiǎn)化很多記憶過(guò)程。比如，液體壓強(qiáng)的影響因素是：液體的深度和液體的密度，與受力面積和方向沒(méi)有關(guān)系。如果用公式表示P液，=ρ液gh只要學(xué)生理解公式中ρ液表示液體的密度、h表示物體高度。液體的壓強(qiáng)大小只決定于公式中的變量，與其他沒(méi)有任何關(guān)系。
三、公式幫助學(xué)生排除實(shí)驗(yàn)多變量因素的干擾
初中物理探究驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的核心思想就是控制變量法。毫不夸張地說(shuō)，學(xué)不好控制變量法就做不好物理實(shí)驗(yàn)。在驗(yàn)證不同物質(zhì)吸收熱量的能力不同的實(shí)驗(yàn)中變量很多。很多變量都會(huì)影響吸收熱量的效果，比如考慮不考慮散熱問(wèn)題？在用煤油和水的對(duì)比實(shí)驗(yàn)中考慮不考慮濕度問(wèn)題？如果逐一控制變量會(huì)使實(shí)驗(yàn)難度和復(fù)雜程度增加。而沒(méi)有很好地控制變量會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，導(dǎo)致得出錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。如果我們可以通過(guò)公式Q=cmΔt，很清楚地看到影響吸收熱量的多少的主要因素有質(zhì)量、初始溫度最終溫度和物質(zhì)的本身屬性比熱容。所以這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以改成驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，在保證相同質(zhì)量的不同物質(zhì)，在初始溫度相同時(shí)，吸收相同的熱量比較它們升高的溫度。實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路一下就清晰了。在初中物理實(shí)驗(yàn)題中，學(xué)生能夠通過(guò)公式確定實(shí)驗(yàn)中的主要變量有哪些，題目就簡(jiǎn)單化了。例如，如何增大機(jī)械效率的問(wèn)題？學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)不知道從何做起，如果能夠用公式η=×100%?？梢悦黠@地看出機(jī)械效率的兩個(gè)影響因素是有用功和總功。從而可以降低實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)難度，控制總功不變的情況下，增加有用功所占的比重；控制有用功不變情況下減少總功，然后圍繞這個(gè)思路去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。
四、活學(xué)活用公式可以巧解正比和反比問(wèn)題
比例問(wèn)題是初中物理從性質(zhì)到計(jì)算的一種過(guò)渡。中學(xué)物理中很多比例問(wèn)題，比如輪船從大海駛向長(zhǎng)江，請(qǐng)說(shuō)出吃水深度的變化。我們可以根據(jù)阿基米德原理公式F浮=ρgv排得到。
五、活用公式幫助巧計(jì)單位和單位的換算問(wèn)題
初中物理中許多單位都是復(fù)合單位，比如比熱容單位、密度單位、熱值單位、速度單位等。許多單位學(xué)生容易搞混淆，比如錯(cuò)把熱量單位焦耳看成比熱容單位。如果搞清楚公式間簡(jiǎn)單物理量的單位，那么這些符合單位也就迎刃而解了。比如比熱容的單位：J?（kg?C0）-1很不好記。但是根據(jù)比熱容求吸收熱量公式得Q=cmΔt從而可以理解為熱量的單位焦耳與溫度和質(zhì)量單位之比，從而得到J?（kg?C0）-1這個(gè)單位，簡(jiǎn)單了很多。另外，公式還可以解決復(fù)合單位換算的問(wèn)題?？梢酝ㄟ^(guò)平均速度的公式換算出1米每秒等于3.6千米每小時(shí)。
公式是物理的濃縮精華，初中學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)比較重。讓學(xué)生巧學(xué)活學(xué)既能讓老師教得快樂(lè)，也能讓學(xué)生學(xué)得輕松，興趣高昂?；顚W(xué)活用公式旨在：讓學(xué)生記憶公式的同時(shí)理解物理的思維，物理量之間的關(guān)系。同時(shí)把復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題在初中物理公式中得以簡(jiǎn)化，讓學(xué)生從眼花繚亂的物理現(xiàn)象中找到探求物理本質(zhì)的途徑。讓學(xué)生從冗長(zhǎng)繁雜的物理定義和理論中找到自己能夠詮釋的方法。
摘要：物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，觀察和實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)物理的基本方法，它們是獲得感性認(rèn)識(shí)、探索物理規(guī)律、認(rèn)識(shí)物理世界的基本手段，也是檢驗(yàn)物理理論真理的標(biāo)準(zhǔn)。因此，要特別注意物理實(shí)驗(yàn)，搞好物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在激發(fā)和穩(wěn)定學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的興趣、提高學(xué)生的觀察能力和動(dòng)手操作能力、培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度、掌握科學(xué)方法方面起著不可替代的作用。
關(guān)鍵詞：初中；物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)；興趣與能力；培養(yǎng)
物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，觀察和實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)物理的基本方法，它們是獲得感性認(rèn)識(shí)、探索物理規(guī)律、認(rèn)識(shí)物理世界的基本手段，。初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在激發(fā)和穩(wěn)定學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的興趣、提高學(xué)生的觀察能力和動(dòng)手操作能力、培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度、掌握科學(xué)方法方面起著不可替代的作用。
一、充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)性，使課堂教學(xué)達(dá)到最佳效果
興趣是人們認(rèn)識(shí)客觀世界的一種內(nèi)部心理傾向，是一個(gè)人獲得知識(shí)、開(kāi)闊視野、推動(dòng)學(xué)習(xí)的一種內(nèi)部強(qiáng)勁的驅(qū)動(dòng)力?？鬃釉唬骸爸卟蝗绾弥撸弥卟蝗鐦?lè)之者?！薄芭d趣是最好的老師”。初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵是興趣，初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)性，使學(xué)生從“好學(xué)”到“樂(lè)學(xué)”再到“會(huì)學(xué)”、“創(chuàng)造性地學(xué)”，使課堂教學(xué)達(dá)到最佳效果。例如，在《升華和凝華》一節(jié)的教學(xué)中，由于生活中給學(xué)生提供的感性認(rèn)識(shí)不足，所以，學(xué)生盡管能順利地背誦升華、凝華的定義，但到運(yùn)用概念來(lái)解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象時(shí)，往往會(huì)感到束手無(wú)策或發(fā)生許多錯(cuò)誤。針對(duì)這一問(wèn)題，我設(shè)計(jì)了一個(gè)有趣的升華和凝華的演示實(shí)驗(yàn)：取一個(gè)平底燒瓶，底部加入少量萘粉，頂部插入一些枯樹(shù)枝，用酒精燈對(duì)燒瓶底部微微加熱，不一會(huì)兒就看到枯樹(shù)枝上已是銀裝素裹，一場(chǎng)奇異的“六月飄雪”的景致便出現(xiàn)在學(xué)生面前，讓學(xué)生無(wú)比興奮。這個(gè)實(shí)驗(yàn)，既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使他們產(chǎn)生參與和探索這種物態(tài)變化的強(qiáng)烈愿望，又給學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)提供了足夠的感性認(rèn)識(shí)，降低了學(xué)習(xí)的難度。
二、加深學(xué)生對(duì)物理概念、定義的理解和掌握
加深對(duì)物理概念、定義的理解和掌握通常分兩個(gè)過(guò)程：一是從現(xiàn)象(感性認(rèn)識(shí))歸納出定義(理性認(rèn)識(shí))；二是運(yùn)用概念、定義去解釋生活、生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題，鞏固、深化對(duì)概念的理解。如何引導(dǎo)學(xué)生輕松地完成這兩個(gè)過(guò)程，物理教育家朱正元先生曾有過(guò)精辟的論述，他說(shuō)，對(duì)于物理概念、物理規(guī)律等一些理論的東西，往往是“千言萬(wàn)語(yǔ)說(shuō)不清，一看實(shí)驗(yàn)便分明。”畫(huà)龍點(diǎn)睛地道出了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象在物理教學(xué)中的重要作用。因而，在進(jìn)行抽象的物理概念和物理規(guī)律的教學(xué)時(shí)，教師可以創(chuàng)設(shè)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)情景，并以學(xué)生獲得的結(jié)論為感性材料展開(kāi)教學(xué)，形成“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題-猜想-實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證-得出結(jié)論”教學(xué)活動(dòng)模式。
如在學(xué)習(xí)《浮力》一節(jié)時(shí)，通過(guò)圖片引入了浮在液面的物體受到浮力后，教師提出問(wèn)題：沉入水中的石頭受到浮力嗎?這時(shí)，教師出示一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，在彈簧測(cè)力計(jì)下端掛一個(gè)物體，教師引導(dǎo)學(xué)生觀察此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)指針的位置，用手托住物體，再引導(dǎo)學(xué)生觀察，彈簧測(cè)力計(jì)的指針縮短了，說(shuō)明物體受到手向上的托力，然后將物體放人水中，引導(dǎo)學(xué)生觀察彈簧測(cè)力計(jì)的指針也縮短了，這時(shí)，巧妙地利用實(shí)驗(yàn)便可以很好的促進(jìn)學(xué)生的思考。我給學(xué)生準(zhǔn)備了大燒杯、石塊、線、水、彈簧測(cè)力計(jì)等實(shí)驗(yàn)儀器，學(xué)生主動(dòng)積極地進(jìn)行思考、討論和反復(fù)的實(shí)驗(yàn)探究，氣氛很熱烈，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)出了實(shí)驗(yàn)方案：將石塊放入水中，彈簧測(cè)力計(jì)指針縮短了，說(shuō)明了石塊放入水中時(shí)受到浮力；教師引導(dǎo)學(xué)生：同學(xué)們得到縮短的多少都相等嗎?從而得出浮力的大小。學(xué)生應(yīng)用此方法，得出浮力的大小等于物體在空氣中的物重減去物體在液體中的物重；再引導(dǎo)學(xué)生觀察，當(dāng)物體浸沒(méi)前彈簧測(cè)力計(jì)指針怎樣變化?物體浸沒(méi)后彈簧測(cè)力計(jì)指針又怎樣變化?這樣，學(xué)生經(jīng)過(guò)自己的思考提出問(wèn)題、自己想辦法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論，很有成就感。
經(jīng)過(guò)這一系列的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，學(xué)生不僅知道了浮力的產(chǎn)生、浮力的大小，還知道物體浸沒(méi)前浮力大小與深度成正比;物體浸沒(méi)后浮力大小與深度無(wú)關(guān)。
不僅如此，通過(guò)對(duì)課本的學(xué)習(xí)，運(yùn)用概念、定義去解釋生活、生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題，可以鞏固、深化對(duì)概念的理解。例如，在學(xué)習(xí)了光的反射后，讓學(xué)生制作潛望鏡；在學(xué)習(xí)了凸透鏡后，讓學(xué)生制作望遠(yuǎn)鏡；在學(xué)習(xí)了溫度計(jì)后，讓學(xué)生制作溫度計(jì)；在學(xué)習(xí)《決定電阻大小的因素》一節(jié)時(shí)，用學(xué)生身邊的自動(dòng)鉛筆芯、廢舊日光燈管燈絲、電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、火柴等在課外進(jìn)行探究，得出電阻的大小與材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度的關(guān)系；學(xué)習(xí)《電磁鐵》一節(jié)后，讓學(xué)習(xí)繞制匝數(shù)不同的電磁鐵，探究電磁鐵磁性的強(qiáng)弱與什么因素有關(guān)。這既培養(yǎng)了學(xué)生的觀察、動(dòng)手實(shí)踐能力，又訓(xùn)練了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，還提高了教學(xué)質(zhì)量。再如，在講授聲音的發(fā)生時(shí)，可讓學(xué)生用手摸摸自己的喉嚨，讓學(xué)生驚奇的發(fā)現(xiàn)原來(lái)每天都聽(tīng)到的聲音是由聲帶的振動(dòng)而產(chǎn)生的等，這樣可以集中學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的興趣，使學(xué)生在掌握物理基礎(chǔ)知識(shí)和技能的同時(shí)，了解這些知識(shí)的實(shí)用價(jià)值，懂得在社會(huì)中如何對(duì)待和應(yīng)用這些知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)意識(shí)和應(yīng)用能力。大量的事實(shí)證明，要激發(fā)學(xué)生的探究興趣，就要把握“從生活走向物理，從物理走向生活”。
三、讓學(xué)生親自動(dòng)手，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)地分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力
古人云：“授人以魚(yú)，不如授人以漁?！焙玫姆椒ㄊ谴蜷_(kāi)知識(shí)寶庫(kù)的金鑰匙。學(xué)會(huì)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法比學(xué)到知識(shí)本身收獲更大，時(shí)效更長(zhǎng)。教師可以盡量多給學(xué)生親自動(dòng)手、動(dòng)腦的機(jī)會(huì)，以此培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)地分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
物理實(shí)驗(yàn)本身就是一個(gè)操作過(guò)程。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，每個(gè)人都有操作機(jī)會(huì)；在演示實(shí)驗(yàn)中，可讓部分學(xué)生配合教師一起完成實(shí)驗(yàn)，條件許可時(shí)，可將演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生實(shí)驗(yàn)；課外小實(shí)驗(yàn)更是學(xué)生操作的天地，如在學(xué)習(xí)量筒、彈簧秤、天平等知識(shí)后，可布置小實(shí)驗(yàn)-自制天平、量筒、橡皮測(cè)力計(jì)等，學(xué)生的積極性一定會(huì)很高，效果一定會(huì)更好。
應(yīng)盡量多給學(xué)生親自動(dòng)手、動(dòng)腦的機(jī)會(huì)，這對(duì)提高學(xué)生的操作能力是很有幫助的。一次在做水的末溫的計(jì)算題時(shí)，通過(guò)計(jì)算求出水的末溫為134．3℃，我巧妙地引導(dǎo)大家一起回憶曾做過(guò)的觀察水沸騰的實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生很快明白:"喔，1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水沸騰的溫度保持在100℃，所以水溫不可能達(dá)到134．3℃。"聯(lián)系生活，培養(yǎng)學(xué)生的觀察和應(yīng)用能力，聯(lián)系學(xué)生在生活中十分熟悉的物理現(xiàn)象，巧妙地突破了解題中的難點(diǎn)，學(xué)生既提高了物理解題能力，又進(jìn)行了物理思維訓(xùn)練，從而提高了學(xué)生分析問(wèn)題的深刻性、靈活性。
1思維教學(xué)在物理教學(xué)中的實(shí)施
1．1提高現(xiàn)代物理思維意識(shí)
1．1．1思維品質(zhì)
個(gè)體思維智力特征具有后天習(xí)得性．完整思維品質(zhì)包括思維的深刻性、靈活性、廣闊性、敏捷性、獨(dú)創(chuàng)性和批判性．中學(xué)生思維結(jié)構(gòu)存在著個(gè)體差異性，有的學(xué)生感到物理學(xué)習(xí)輕松，而有的學(xué)生可能感覺(jué)物理學(xué)習(xí)有障礙、疑難問(wèn)題較多，學(xué)生物理學(xué)習(xí)障礙產(chǎn)生原因與他們的思維品質(zhì)有著密切的關(guān)系．
1．1．2物理思維的獨(dú)特性
物理學(xué)的研究方法具有特殊性，思維因依賴一定的思維軌跡運(yùn)轉(zhuǎn)，體現(xiàn)了物理思維的獨(dú)特性．有人說(shuō)，沒(méi)有什么比成功更能增加滿足的感覺(jué)，也沒(méi)有什么比成功更能鼓起進(jìn)一步求得成功的努力．成功能帶給他們喜悅和憧憬，提高學(xué)生對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣和充滿自信感．
1．1．3發(fā)散性思維
初中階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生的思維已從簡(jiǎn)單的直觀思維向抽象的復(fù)雜思維逐步過(guò)渡，所以在教學(xué)的過(guò)程中要注意有機(jī)的結(jié)合，不能偏重于任何一方．興趣教學(xué)能夠不斷提高學(xué)生現(xiàn)代的思維意識(shí)，促使學(xué)生從多角度、全方位對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析，培養(yǎng)良好的發(fā)散性思維，且能夠在很大程度上對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生在思考過(guò)程中把靜、動(dòng)態(tài)思維有效地結(jié)合在一起，通過(guò)聯(lián)系、變化以及運(yùn)動(dòng)等方面對(duì)問(wèn)題進(jìn)行更周全的思考，更好地把握住事情的本質(zhì)．
1．1．4抽象思維能力
培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力，可以提高學(xué)生學(xué)業(yè)上取得比較好的成績(jī)，促進(jìn)學(xué)生在未來(lái)的發(fā)展．同時(shí)會(huì)促進(jìn)學(xué)生在未來(lái)崗位中的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)．?dāng)?shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科不僅需要嚴(yán)密的邏輯推理，還需要對(duì)其現(xiàn)象進(jìn)行有效的歸納，文科也需要抽象思維能力的推理和歸納，抽象的思維能力可以在一定的程度上提高他們的工作能力，促進(jìn)他們?cè)谑聵I(yè)上的發(fā)展和進(jìn)步．初中物理課程有時(shí)也需要學(xué)生用抽象的思維能力對(duì)其進(jìn)行有效的學(xué)習(xí)，所以學(xué)生在初中物理課堂上訓(xùn)練抽象思維能力是行之有效的方法．
1．2質(zhì)疑問(wèn)題
“質(zhì)疑”教育是“三個(gè)面向”的需要，借助“質(zhì)疑”教學(xué)，教師只有轉(zhuǎn)變教育觀念，才能做到教學(xué)相長(zhǎng)，讓學(xué)生在質(zhì)疑學(xué)習(xí)中有所發(fā)現(xiàn)，有所領(lǐng)悟，這對(duì)于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有著十分重要的作用．陶行知先生說(shuō)過(guò):“發(fā)明千千萬(wàn)，起點(diǎn)是一問(wèn)”．培育學(xué)生的質(zhì)疑提問(wèn)的能力，改變學(xué)生只知“做答”的習(xí)慣，讓學(xué)生在不斷質(zhì)疑中試圖提出問(wèn)題，在查資料、觀察、實(shí)驗(yàn)、討論等努力解決問(wèn)題的過(guò)程中，養(yǎng)成具有科學(xué)探索的精神和創(chuàng)新意識(shí)．物理知識(shí)固然重要，而學(xué)生樹(shù)立正確的人生觀將對(duì)學(xué)生終身受益．每個(gè)老師都要深知樹(shù)人比知識(shí)更重要這一理念．在物理課堂中可以培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)實(shí)踐到理論到再實(shí)踐的思路;可以培養(yǎng)世界是物質(zhì)的、世界是運(yùn)動(dòng)的;發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法和能力．
2知識(shí)結(jié)構(gòu)、教學(xué)方法、思維方式有機(jī)結(jié)合
2．1物理概念的基礎(chǔ)是物理實(shí)驗(yàn)
許多概念是以兩個(gè)物理量比值來(lái)決定的．如v=s/t，I=Q/t，R=U/I，當(dāng)利用這些定義、公式進(jìn)行推理時(shí)，脫離不開(kāi)它的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，如電阻的概念在初中教材中的定義是，一切導(dǎo)體都有阻礙電流的性質(zhì)，導(dǎo)體兩端電壓跟通過(guò)導(dǎo)體的電流強(qiáng)度的比值表示導(dǎo)體的電阻，即R=U/I．物理規(guī)律與實(shí)驗(yàn)緊密相連，如歐姆定律，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到結(jié)論，表達(dá)了三個(gè)物理量之間的聯(lián)系．
2．2遇到難理解的問(wèn)題，借助實(shí)驗(yàn)
在難以理解的概念和難以解答的習(xí)題時(shí)，可以借助物理實(shí)驗(yàn)，通過(guò)學(xué)生做小實(shí)驗(yàn)，然后再解答，豁然開(kāi)朗．如在講授“慣性及慣性作用”時(shí)，慣性是一個(gè)較抽象的概念，對(duì)學(xué)生來(lái)講有先入為主的錯(cuò)誤．比如在勻速行駛的火車上，向上豎直跳起，還會(huì)落回原位嗎?學(xué)生常得出錯(cuò)誤答案:落在原處后方．這時(shí)讓學(xué)生動(dòng)手作一個(gè)慣性的小車，讓小車勻速前進(jìn)時(shí)從裝在小車上的筒內(nèi)彈出一個(gè)小球，接著小球落到筒內(nèi)，進(jìn)而解決了學(xué)生困惑的問(wèn)題．
2．3知識(shí)、教法、思維協(xié)調(diào)一體
知識(shí)結(jié)構(gòu)、教法結(jié)構(gòu)、思維結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合加強(qiáng)物理知識(shí)的掌握，促進(jìn)思維能力呈螺旋上升的架構(gòu)．清晰明確的教學(xué)結(jié)構(gòu)脈絡(luò)，充分展示實(shí)驗(yàn)的方法及受力分析方法．如在學(xué)習(xí)“浮力”時(shí)，可以向?qū)W生演示實(shí)驗(yàn)，讓木塊在水中靜止，通過(guò)推理說(shuō)明它在液面平衡的原因———托力等效的力是浮力．演示實(shí)驗(yàn)在彈簧秤下方懸掛鉤碼而緩緩浸入水中，通過(guò)彈簧秤的示數(shù)逐漸減小，說(shuō)明浸入液體中的物體也受浮力，使學(xué)生了解測(cè)量浮力的方法．明確浮力是液體作用于物體上的力，它的大小與浸入液體的體積有關(guān)，方向豎直向上．實(shí)驗(yàn)與理論相結(jié)合，創(chuàng)設(shè)物理情境，從而明確浮力的實(shí)質(zhì)，將難以理解掌握的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單易懂的問(wèn)題．接下來(lái)可以將實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容逐步深化，研究不規(guī)則物體浮在水上時(shí)，物體所受浮力及浮力大小的決定因素:(1)將彈簧秤緩慢放下，讓?xiě)覓斓慕饘賶K漸漸浸入水中;(2)更換酒精和食鹽水重復(fù)步驟(1)的操作;(3)讓物體浸在液體中的不同深度，讓學(xué)生觀察浮力的變化，從外在到內(nèi)涵有深刻意義．讓學(xué)生正確進(jìn)行受力分析，引導(dǎo)二力平衡和非平衡，分析浮沉條件;學(xué)生理解物體在什么條件下上浮，在什么條件下漂?。ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)生對(duì)浮力產(chǎn)生的現(xiàn)象和問(wèn)題逐漸產(chǎn)生濃厚的興趣，提高他們的邏輯思維能力與逆向思維能力．
3課外活動(dòng)發(fā)散思維空間
