尋找相似點 巧設活動單——淺談物理實驗復習課的整合策略

陳 衛(wèi)

（江蘇省海門市三星初級中學，江蘇 海門 226112）

物理實驗復習課既不是對原有實驗的重復操作，也不是純實驗題的簡單筆試，應該是物理知識脈絡得以生發(fā)、延續(xù)的增長點.能否處理好物理實驗復習課，最終將影響物理實驗在物理學科中的權重地位.

蘇教版物理教材呈現出的探究實驗，通常圖文并茂，具有觀賞性，指導性，啟智性，實踐性，常給學生賞心悅目的視覺沖擊及躍躍欲試的動手沖動.如果我們留意一下，就會驚奇地發(fā)現，書本內有些實驗圖文似曾相識，但探究的功能卻大相徑庭.如果教師在物理實驗復習課中，把它們加以整理、區(qū)分、歸納，學生就能走出“眉毛胡子一把抓”的困境，使前后孤立的知識連貫起來，從而達到整體把握知識和鞏固知識的目的.這樣不僅能體現物理學科特點，而且起到“以一當十”的復習效果.現以蘇教版物理教材為例，以初中物理各知識板塊為切入點，以活動單為整合平臺，談談如何挖掘教材資源，尋找實驗相似點，有效實施物理實驗復習課的整合策略.

1 力學板塊相似實驗的整合

力學是整個初中物理的重要板塊，所涉內容：力、力與運動的關系、機械功與機械能等.力學實驗常常借助實驗器材，如：斜面、木塊、小球、小車等進行實驗探究.筆者對力學板塊諸多實驗進行了一下比對，發(fā)現在實驗環(huán)節(jié)、所用器材、探究方法上存在較多相似點，例如“探究動能的大小與哪些因素有關”與“探究牛頓第一定律”兩實驗，教師在復習中可進行如下整合.

活動單1：“探究動能的大小與哪些因素有關”的實驗活動，所需器材：斜面、木塊、小球，如圖1所示.

圖1

問題：（1）圖1甲、乙2組實驗中采用的方法有哪些？（2）乙圖中讓不同質量的2個小球從同一高度滾下的目的是什么？（3）要探究動能與物體運動速度的關系應選用哪張圖，選擇的理由是什么？要探究動能與物體質量的關系應選用哪張圖，選擇的理由是什么？（4）甲、乙2組實驗可以得出的結論是什么？

活動單2：增減實驗器材，設計實驗探究牛頓第一定律，并請學生畫出草圖（答案附圖2）.

圖2

問題：（1）實驗中采用的方法有哪些？（2）小球在哪個物體表面滾動的距離最遠，為什么？（3）本實驗可以得出的結論是什么？

實驗拓展：（1）利用活動單1上的器材，能否設計實驗探究重力勢能的大小與哪些因素有關？ 依據是什么？（2）實驗中采用的方法有哪些？（3）要探究重力勢能與物體的高度的關系應選用哪張圖，選擇的理由是什么？要探究重力勢能與物體質量的關系應選用哪張圖，選擇的理由是什么？（4）兩組實驗可以得出的結論是什么？

評價：對實驗拓展部分，教師只要稍加點撥學生就能想到：小球從斜面上滾下的過程，就是重力勢能轉化為動能的過程，研究影響動能的大小因素亦即研究影響重力勢能的大小因素.這樣替代了教材以“模擬打樁”的實驗來研究重力勢能的影響因素，給人以別開生面，耳目一新之感.通過以上相似實驗的整合、區(qū)分、歸納，使學生容易掌握力學板塊知識點間的聯系與差異；也使學生感悟到實驗所采用的方法：控制變量法、轉換法、推理法等在具體實驗背景下的運用；最終使實驗復習課變得簡單而充實.

2 熱學板塊相似實驗的整合

熱學在整個初中物理中占據的比重較小，所涉內容：物態(tài)變化、微觀與宏觀、熱量、內能、熱機等.熱學實驗常需借助實驗器材，如：鐵架臺、酒精燈、溫度計、燒杯、玻璃棒等進行實驗探究.筆者對教材進行了一下統(tǒng)計，實驗探究中也存在較為相似的地方，如“探究比較水與沙子的吸熱能力（比熱容）”與“探究比較煤油與菜籽油的熱值”兩實驗，教師在實驗復習課中不妨進行如下整合：

活動單1：在“探究比較水與沙子的吸熱能力（比熱容）”的實驗活動中，所需器材：鐵架臺、溫度計、燒杯、酒精燈、秒表、沙子與水等，如圖3所示.

圖3

問題：（1）如何設計方案比較水與沙子的吸熱能力.（2）根據設計方案，畫出實驗表格.（3）為保證實驗結論的可靠，實驗時應控制2套裝置中相同的物理量有哪些？（4）分析數據，可得出哪些結論？

活動單2：利用上述器材，設計實驗“探究比較煤油與菜籽油的熱值”？并請學生畫出草圖（答案附圖4）.

圖4

問題：（1）根據設計方案，畫出實驗表格.（2）為保證實驗結論的可靠，實驗時應控制兩套裝置中相同的物理量有哪些？（3）分析數據，可得出哪些結論？

評價：當然，活動單1實驗的設計方案可采取“相同時間比較上升的溫度”或“上升相同的溫度比較時間”都是可以的.通過兩圖的對比，目的在于使學生發(fā)現：控制的物理量將隨著研究對象的改變而改變.控制其他因素不變，通過改變被加熱物質（水、沙子）或被燃燒物質（煤油、菜籽油），巧妙地將物質的比熱容與熱值兩大知識聯系在一起，學生在復習原有知識的同時，“求同存異”地思想也得到了長足地發(fā)展.

3 電學板塊相似實驗的整合

電學也是整個初中物理的重要板塊，所涉內容：歐姆定律、電功與電熱、電功率等.電學實驗常常借助實驗器材，如電源、導線、小燈泡、電阻（電熱絲）、開關、電壓表、電流表等進行實驗探究.筆者對教材進行了一下比對，發(fā)現完全相同的電路，可以有不同的探究功能，如探究“歐姆定律”實驗所用的電路可以用作“伏安法測定值電阻”、“伏安法測小燈泡的額定功率”，或者可以探究“實際功率與小燈泡亮度的關系”等.又如有些相似的電路進行一些改進，可以達到不同的探究目的，例如探究“通電導體產生的熱量與哪些因素有關”與探究“影響電流做功的因素”兩實驗，教師在實驗復習課中可進行如下整合.

活動單1：探究“通電導體產生的熱量與哪些因素有關”的實驗中，所需器材有：學生電源、電熱絲（阻值不同）、等質量煤油、開關、電流表、溫度計、滑動變阻器等，如圖5所示.

圖5

問題：（1）上述實驗中采用的方法有哪些？（2）如何比較產生熱量的多少？（3）采用煤油代替水的原因？（4）要探究產生的熱量與電阻大小的關系，應觀察什么？如何操作？（5）要探究產生的熱量與電流大小的關系，應觀察什么？如何操作？（6）要探究產生的熱量與時間大小的關系，應觀察什么？如何操作？（7）本實驗得出的結論是什么？

實驗拓展：小明提議利用該裝置改做“比較水和煤油比熱容的大小”的實驗，則他們應將其中一燒瓶中的煤油換成質量、溫度均相等的水，并使甲、乙兩燒瓶中金屬絲的電阻水和煤油吸熱的多少是通過來反映的（選填“溫度計示數”或“加熱時間”）；實驗發(fā)現水的溫度上升得慢，表明的比熱容比較小.

活動單2：增減實驗器材，設計實驗“影響電流做功的因素”.

（1）為了探究電功與電壓的關系，要保持電流相同，應將兩個不同阻值的電熱絲（串／并）聯連接成電路，來控制通過兩燈的電流（相等／不相等），并用一個開關來控制通電時間.請畫出實驗的電路圖（學生答案如圖6甲）.閉合開關，觀察兩個溫度計和兩個電壓表的示數.

（2）為了探究電功與電流的關系，要保持電壓相同，將兩個不同阻值的電熱絲（串／并）聯連接成電路，來控制通過兩個不同阻值的電熱絲的電壓（相等／不相等），并用一個開關來控制.請畫出實驗的電路圖（學生答案如圖6乙）.閉合開關，觀察兩個溫度計和兩個電流表的示數.

圖6

評價：在活動單2中，探究“影響電流做功的因素”的實驗，所用甲、乙兩段阻值不同的電阻絲替代了教材上所用“規(guī)格不同的兩個小燈泡”；實驗所用電熱絲加熱煤油，觀察溫度計示數變化的大小替代教材上通過“觀察燈泡亮暗程度”，這種利用轉換法反映電流做功大小的做法，較為學生理解、接受.運用控制變量法，從而有目的地增減實驗器材，設計出新的實驗探究電路，培養(yǎng)學生分析、設計電路的能力.通過活動單1、2的展示，將電功與電熱巧妙地聯系起來，學生在鞏固原有知識的同時，創(chuàng)新能力得到進一步發(fā)展.

4 磁學板塊相似實驗的整合

磁學在整個初中物理所占比重較小，很多知識屬于常識性了解.磁學實驗常常借助的實驗器材，如：磁體、鐵芯、電源、導線（線圈）、小燈泡、電阻、開關、電壓表、電流表等進行實驗探究.筆者發(fā)現在介紹電動機與發(fā)電機的實驗裝置、實驗原理等時，學生分不清它們的差別，常常張冠李戴，錯誤率極高.教師不妨抓住電磁之間的內在聯系，在實驗復習課中進行如下整合：

活動單1：探究電磁聯系.

圖7

評價：從外部結構來觀察，較難區(qū)分電動機與發(fā)電機兩個不同的模型，細微的差別在于：發(fā)電機是消耗機械能轉化為電能，所以在電路中接上1只小燈泡，用來檢驗感應電流的產生情況；而電動機正好相反，消耗電能轉化為機械能，所以在電路中接上提供電能的電源裝置.通過把兩個實驗放在一起對比，使學生深刻了解電磁之間的聯系，即電能生磁，磁亦能生電.這樣生動的實驗整合相比空洞的說教，起到的復習效果肯定有效的多.

總之，物理實驗復習課的有效整合，不僅能夠梳理已學物理知識，還能發(fā)現物理知識點間的內在聯系.我們只有充分挖掘教材資源，通過實驗相似點的歸類、整合、拓展等教學手段的組合使用，才能最終擺脫物理實驗復習課僅僅是簡單記憶和書面考核的局面，還物理實驗復習課的本來面目.作為物理實驗的輔助，物理實驗復習課應該上得風生水起，事半功倍.