物理教学中物理现象的合理选用

摘  要：物理是基于现象观察和分析的一门学科，整个物理体系就是在对已知现象的不断探究和推演中间逐步建立起来的。与物理知识相关的物理现象有很多，教师需要考虑如何合理地选用，以充分激发学生科学探究的兴趣，从而帮助学生更好地理解物理原理。教材中提供了一些物理现象及其演示实验，教师还可依据学情、校情，在用透这些“静态素材”的基础上，合理选用更有体验感、更有思维深度、更能触发关联性记忆、更易于复现的物理现象。

关键词：高中物理；物理现象；观察；复现

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本文系江苏省苏州市教育科学“十四五”规划2021年度重点课题“学科育人视角下‘现象教学’引领课程建设的实践研究”（编号：2021/LX101/028/05）的阶段性研究成果。

物理是基于现象观察和分析的一门学科，整个物理体系就是在对已知现象的不断探究和推演中逐步建立起来的。与物理知识相关的物理现象有很多，如何合理地选用，充分激发学生科学探究的兴趣，从而帮助学生更好地理解物理原理，是值得琢磨的课题。教材中提供了一些物理现象及其演示实验，教师可依据学情、校情，在用透这些“静态素材”的基础上，合理选用。

一、 选用更有体验感的物理现象

物理学习是一个逐步认识世界的过程。从初中接触物理开始，学生就是通过生活中的物理现象（如声音、物态变化、光的色散等）来展开学习的。从学习的过程来说，在认知层面上，学习是从感性认识逐步上升为理性认识的。越是能让学生有深刻体验、获得感性认识的物理现象，越能将学生带入观察、分析与推理的学习场域。

例如，教学“反冲现象”，教师先通过演示实验，让学生观摩生产、生活中的各种反冲活动，再借助“吹气球”活动，帮助学生获得具身体验。学生将一个气球吹足气，用手捏紧气球口；放手后，气球快速飞出，在飞出去的过程中变瘪。这一亲身经历的物理现象，能让学生体会到：是喷出气体的反冲使气球飞出去的。同时，能让学生产生“为什么气球吹得越大，放手后就飞得越快？”“刚放手时气球的飞行方向和什么有关？”等疑问。

又如，物体间摩擦力的大小问题，一般的摩擦力大小比较现象并不易引起学生的察觉。教师可以将两本书一页隔一页地相互叠压起来，让两位学生尝试将这两本书拉开。学生在拉的过程中直观体会到摩擦力的存在。

二、 选用更有思维含量的物理现象

有的物理现象太过简单，引发不了学生太大的兴趣，也无法撬动学生思维。教师可以选用一些更有思维深度的物理现象，串联相关内容，开展纵深教学。

例如，2021年物理高考江苏卷中，对于薄膜干涉的考查涉及上疏下密的彩色条纹肥皂膜。在白光照射下，能在竖直放置的肥皂膜上看到上疏下密的彩色条纹。这一物理现象可以将整个薄膜干涉的各个知识点全部包含在内，主要包括：发生干涉的是薄膜前后两个面的反射光；由于两束光是同一束光分解出来的，频率相同，因此可以发生干涉现象；增强或者减弱是由于两束光存在光程差，进入薄膜的光多走了两倍的薄膜厚度；发生加强或发生减弱与光程差和介质中的波长有关；薄膜在同一高度的厚度是相同的，因此显示水平横条纹；不同色光的波长不同，导致加强的位置不同，于是产生彩色的条纹；条纹上疏下密是因为薄膜厚度不均，由上到下曲率半径逐渐变小，导致条纹越来越密。

又如，摩擦力方向和运动方向的辨析是一个难点，教学时往往需要借助许多物理现象来逐个阐明。其实，只要一块磁铁和一块铁皮板就可以了。将磁铁吸附在铁皮板上，竖直放置铁皮板（如图1所示），磁铁受到的静摩擦力方向竖直向上。此时，无论铁皮板向哪个方向移动，磁铁受到的静摩擦力方向都是竖直向上的，证明静摩擦力方向与运动方向无关。将吸附了磁铁的铁皮板水平放置，敲打磁铁，滑动摩擦力方向与磁铁运动方向相反；敲打铁皮板，两者发生相对滑动，滑动摩擦力方向和磁铁运动方向一致。将吸附了磁铁的铁皮板竖直放置，水平移动铁皮板的过程中在竖直方向向下敲打铁皮板，两者发生竖直方向的相对运动，滑动摩擦力方向竖直向下，磁铁实际运动轨迹为斜线，滑动摩擦力与磁铁运动方向无关。学生可以结合上述一系列的物理现象深刻领悟摩擦力方向与两者相对运动或相对运动趋势方向相反。

三、 选用更能触发关联性记忆的物理现象

从记忆的特征来说，关联性记忆是非常重要的。所谓关联性记忆，即将某种认识与具体的事件关联起来，利用对事件的深刻印象，加深对知识的识记。教学时，设计能够激发学生兴趣的问题，其实就是通过物理现象触发学生的关联性记忆，从而让学生的印象更加深刻，记忆更加牢固。

实际的物理现象中，往往会存在因时间过短或者变化微小无法被清晰地看到的问题，如微小形变。在实际的演示实验中，可以通过增大实验装置，让实验现象可视。比如，教学固体的形变时，可以选择类似于纯净水桶大小的玻璃瓶，让学生挤压，观察液面上升的高度；然后，更换不同直径的吸管，让学生认识放大微小量的相关因素。学生把这个活动记住了，自然就能借助关联性记忆把这个物理知识记住。

又如，“自由落体运动”验证实验中，排除空气阻力，羽毛和小球应当是同时落地的，这个实验要求有较长的下落距离，否则掉落的时间太短，来不及判断。传统的演示管只有1米左右，抽真空也比较难，效果不是很好。在实际教学中，可以通过视频展示扩大的实验装置，还可以慢放过程，便于学生更好地观察，从而加深印象。

四、 选用更易于复现的物理现象

物理教学一直强调学生主观能动性的发挥。著名物理教育家朱正元先生提出“瓶瓶罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”，不仅仅是因为当初仪器紧缺，还因为物理学习需要学生利用生活中的材料自行去探索、去实验，这样的过程才更加接近物理探究的本质。选用物理现象时也要注意这一点：让学生能够方便地复现物理现象，或者能够用生活中的材料进行改进。学生在复现或改进过程中的思考与收获才是其物理学习最本质的东西。

例如，教学“摩擦力”时，往往用弹簧测力计来拉动木块，根据受力平衡来判断摩擦力的方向，通过弹簧测力计的示数来判断摩擦力的大小，改变压力和接触面的粗糙程度来研究摩擦力与两者的关系。当然，这样定量的实验探究是不可或缺的，是需要通过教学让学生掌握的。此外，教师可以选用相应的物理现象，铺设从定性研究到定量研究的台阶。教具可以利用日常用品毛刷（旧牙刷）：让学生用毛刷在自己的手上滑动，通过观察毛刷在运动过程中的形变来确定摩擦力的方向；改变毛刷的压力后进行滑动，通过手的刺痛感来感觉摩擦力大小的改变。学生能够定性地了解摩擦力的相关因素，才能激起定量探索的欲望。

又如，教学“光的偏振”时，一般通过将两块已知方向的偏振片叠合在一起旋转其中一片的方式，让学生观察光的强度变化，这需要用到特制的教学仪器。其实，现在3D电影已经非常普及，学生观看3D电影用的眼镜就是两块不同方向的偏振片。不管是家用液晶电视，还是用于教学的液晶屏幕，发出的光都是偏振光，只要取下3D眼镜的镜片，进行旋转，就能很明显地看到屏幕的亮度变化。这一学生能够利用自己身边事物（3D眼镜、液晶屏幕）进行复现和探究的物理现象，能够让学生觉得物理就在自己的身边，也能促进学生自发地去探索、验证，而不是停留在视觉观察的层面。