科学调整教材实验 优化物理课堂教学

摘 要：教材作为最基本的一种课程资源，是落实课程标准、实现教学计划的重要载体，也是教师和学生进行课堂教与学的主要依据。

关键词：高中物理； 教材实验

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2012）02-028-001

高中物理新教材为教师提供了自由度巨大的空间，但如何在尊重教材的基础上，创造性而科学地处理教材，实现从“教教材”向“用教材教”的转变，这是新课程下我们广大物理教师要重新认识的问题。教材处理要遵循什么原则？在实际处理时又有哪些方法？笔者在实际教学中，根据教学的需要，对高中物理教材中的部分实验做了科学的调整，取得了意想不到的神奇效果。

一、利用教材中“演示实验”引入新课

人教版普通高中新课标实验教科书《物理》（以下统称人教版教材）选修3-1第二章第7节“闭合电路欧姆定律”，教材先理论推导闭合电路欧姆定律，再安排了一个演示实验，然后让学生用闭合电路欧姆定律定量解释现象。

笔者在实际教学中，没有按部就班教教材，而是对该实验做了调整和改造，把它作为引课实验来处理：（1）闭合开关S0，读出电压表示数；（2）问：再闭合开关S，电压表示数变不变？（多数学生回答：不变）（3）实验：电压表示数减小。（学生觉得很奇怪，但又不能解释）（4）教师：解决这个问题需研究整个闭合电路以及它遵循的规律——切入课题。

笔者觉得，这样的调整有以下两个好处：（1）引发认知冲突，激发学生的求知欲。因为学生在学习初中物理之后，往往形成一个错误的思维定势，即电源给定后，电源两端的电压就是不变的，而实验的结果出乎他们的预料，从而激发他们产生学习的心理需求。（2）形象展示教学难点，为后续讨论电源路端电压与负载的关系打下伏笔，使得整节课结构紧凑，前后呼应。

二、利用课后“问题与练习”实验器材引导探究

人教版教材选修3-2第四章第3节“楞次定律”，是整个高中物理教学的一个难点，它属于一节实验探究课。教材中的实验（见图1）是利用磁铁插入和拔出线圈的方法，通过让学生观察指针偏转而感知感应电流的方向，进而判断感应电流的磁场方向，最后再总结出由感应电流的磁场方向去判断感应电流方向的规律，有颠三倒四之嫌。从以往的教学经验来看，学生很难想到用“感应电流的磁场”这个中介来概括出感应电流的磁场与磁通量变化的关系，形成学生认知上的困惑。实际教学中，结论的得出往往并不能如事先预想的那样水到渠成，而是教师最终为了完成教学任务而“强加”给学生的。显然，该实验已成为探究过程中的一个瓶颈，人为制约了学生自主探究的顺利完成。

笔者在实际教学中，大胆改用教材中“问题与练习”第6题中的器材（楞次定律演示仪，见图2）来进行探究：让磁铁直接靠近或远离可自由转动的闭合铝环，观察闭合铝环被推开（表现为斥力）和被吸引（表现为引力）的情况，依据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的规律感知感应电流磁场的存在和方向，再利用右手螺旋定则判断出感应电流的方向，从而分析得出楞次定律。

笔者认为，这样的调整，不仅操作简单，原理直观、清晰，同时由于学生对“运动和受力情况”知识比较熟悉，也易于分析、归纳，楞次定律的得出更符合学生的认知规律；尤为重要的是新实验的采用，大大节省了探究的时间，从而使得整堂课的教学显得更加灵活和从容。此外，对于正文中探究性实验的处理，可以将其改成验证性实验，安排在探究结果出来之后让学生通过它再去检验。这样做，一方面既充分利用了原有教材的资源，另一方面验证试验与探究实验两个实验相互映衬，让学生亲身经历和体验了一个相对完整和科学的探究过程，既符合新课程有关“经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律”的要求，同时，也有利于培养学生的思维品质和提高他们的科学素养。

三、利用“做一做”中的现代技术实验引入概念

“电容”在高中电学中是一个重要的物理概念。目前的教材当中大都是这样来阐述的：“实验表明，一个电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U成正比，比值是一个常数。但不同的电容器，这个比值一般是不同的，可见，这个比值表征了电容器储存电荷的本领，我们把这个比值叫做‘电容’”。学生得到的是一个抽象的概念，如果能用实验来演示和证明，不仅能增强说服力，更能加深对此概念的理解，也为后面的学习打好基础。教材中“做一做”栏目，有一个“用传感器观察电容器的充电和放电”的现代技术实验，笔者在教学时采用它来学习电容的概念，收到良好的教学效果。

由于电容充放电时间很短，一般电表存在惯性，无法测量充放电过程的电流。而DIS就能解决这个问题。利用DIS电流传感器对电流的大小实时跟踪，通过同一个电容器在不同电压下的Q值以及不同的电容器在相同的电压下的Q值的比较，来确定是否相等。实验结果表明，在实验误差允许的范围内，同一个电容器的是相同的，而不同的电容器在相同的电压下是不同的，表征了电容器本身的属性，从而引出电容的概念便水到渠成。

笔者认为，DIS具有“专家开发，采集便捷，计算准确，实时呈现”的优势，用好DIS系统可以填补传统实验模式下无法完成的空白，使说理更具科学性，加深学生对于物理问题的认识。它肯定是实验教学的一个方向，作为物理教师应该熟练掌握。

高效率、高质量的课堂教学，其价值绝非仅仅是传统意义上“双基”的达成度，而应该体现在是否将“双基”教学寓于一个丰盈的过程之中，学生是否有体验、探索与交流等过程和经历，是否有探索者才能体会到的酸、甜、苦、辣，是否符合认知规律……这有赖于教师真正树立起“教师不仅是教材的使用者，更应成为教材的重组者、开发者”的理念。因此，教师要创造性地灵活处理教材，真正实现教材上的小改动，课堂上的大收获，从而凸显出教师的大智慧。