挖掘?qū)嶒瀮?nèi)涵 關(guān)注實驗設(shè)計

王紅斌

物理作為一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，大多數(shù)的假設(shè)與猜想、結(jié)論與定律都需要相應(yīng)的實驗來證明.在物理實驗教學(xué)中，不僅能培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和解決問題的能力，還能起到穿針引線的作用，幫助學(xué)生理解物理概念和鞏固所學(xué)知識，促使學(xué)生從復(fù)雜的現(xiàn)象中得出規(guī)律.隨著新課改的深入發(fā)展，物理實驗在教學(xué)過程中的作用和地位日益突出，實驗已成為物理教學(xué)中必不可少的環(huán)節(jié).良好的實驗設(shè)計，不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且能優(yōu)化學(xué)生的學(xué)習(xí)和認(rèn)知過程.

一、演示實驗注重層次分明，逐步深入

在初中物理教學(xué)中，經(jīng)常出現(xiàn)一系列的演示實驗，目的在于通過大量實驗引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析得出結(jié)論.從學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律出發(fā)，教師對這些演示實驗在設(shè)計上注意層次分明，逐步深入，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力.例如，在講“空氣的‘力量”時，課本第一個探究實驗是“冷水澆鐵皮罐”，這個實驗的原理涉及熱脹冷縮、液化、內(nèi)外氣壓.對于初學(xué)大氣壓的學(xué)生來說，理解這個復(fù)雜現(xiàn)象具有一定難度.這個實驗不適合放在大氣壓引入階段，最好后移，作為綜合類的問題讓學(xué)生分析.把第一個探究實驗換為用抽氣機將飲料瓶中的空氣抽出，飲料瓶被壓扁，效果明顯，能使學(xué)生直接感知大氣壓的存在.第二個實驗為“馬德堡半球?qū)嶒灐保ɑ蛘摺拔P實驗”）.在第一個實驗的基礎(chǔ)上，學(xué)生對該現(xiàn)象的解釋水到渠成，容易認(rèn)識到“抽氣”或“擠壓吸盤”的目的都是為了減小內(nèi)部氣壓，使內(nèi)部氣壓小于外界大氣壓，大氣壓將兩半球緊緊壓住.第三個實驗是“覆杯實驗”.讓學(xué)生通過觀察分析得出：大氣向各個方向都有壓強.同時，提出問題：大氣壓到底有多大，能支撐多高的水柱？第四個實驗應(yīng)該引入“大氣壓大約能支撐10m高水柱”的實驗視頻，讓學(xué)生感知大氣壓的大小，并發(fā)現(xiàn)在室內(nèi)用水做實驗的難度，進(jìn)而引出要想使液柱的高度變小，便于操作，就必須選用密度大的液體水銀，從而引出第五個實驗“托里拆利實驗”.

二、探究實驗重視讓學(xué)生學(xué)會根據(jù)實驗?zāi)康脑O(shè)計實驗與選擇器材

“重要的不是獲得知識，而是發(fā)展思維能力，教育給予人的無非是當(dāng)一切學(xué)過的東西都遺忘掉的時候所剩下的東西”.物理學(xué)習(xí)最大的意義在于掌握科學(xué)的研究方法.只有學(xué)會根據(jù)實驗?zāi)康脑O(shè)計實驗，學(xué)生的思維能力才能得到發(fā)展.例如，在講“探究電流做功與哪些因素有關(guān)”實驗時，課本直接給出兩個實驗裝置說明是依據(jù)電流熱效應(yīng)設(shè)計的.教師要引導(dǎo)學(xué)生思考：如何測量電功？一是電能表；二是將電功轉(zhuǎn)換成其他量進(jìn)行測量，即電流做功使物體內(nèi)能增大，溫度升高，溫度變化的大小在一定程度上能夠反映出電功的多少，從而選擇溫度計作為測量工具.在這個實驗中，還應(yīng)強調(diào)實驗設(shè)計的巧妙，將在不同電路中調(diào)節(jié)控制電流或電壓一定變?yōu)榘褍煞N被研究物體串聯(lián)或并聯(lián)在電路中，既能達(dá)到控制變量的目的，又操作簡單，對比觀察效果好，從而使學(xué)生感受到實驗設(shè)計的重要性.

三、鼓勵學(xué)生勇于嘗試

在一些實驗中，學(xué)生往往會產(chǎn)生不同的方法.這時教師應(yīng)鼓勵學(xué)生發(fā)散思維，勇于嘗試.例如，在講“流體壓強與流速關(guān)系”時，教師可以引入一個趣味實驗，即用一個玻璃漏斗，如何不讓一個乒乓球落下.學(xué)生首先想到的是用漏斗支持球，利用了二力平衡的知識；其次是對漏斗吸氣，運用到大氣壓的相關(guān)知識；進(jìn)而引發(fā)學(xué)生好奇，吸氣可以不讓球落下，吹氣的結(jié)果是否會相反呢？這樣的實驗設(shè)計，不但能調(diào)動學(xué)生的探究熱情，還能將不同知識縱向?qū)Ρ?，有利于學(xué)生建構(gòu)知識體系.

四、緊密聯(lián)系生活實際

物理實驗的目的在于探究、解決問題，因此實驗的選擇與設(shè)計要注重與生活生產(chǎn)緊密聯(lián)系，使學(xué)生感受到物理就在身邊，認(rèn)識到學(xué)習(xí)科學(xué)知識能為生活服務(wù).例如，在講“密度計”時，教師可以設(shè)計實驗：將相同的密度計放在水和鹽水中，讓學(xué)生觀察對比.一是從密度計刻度“下大上小”來判斷液體密度大??；二是從漂浮條件和阿基米德原理角度思考，當(dāng)浮力不變時，排開液體體積越小，對應(yīng)液體密度越大，同時解釋為什么密度計刻度“下大上小”；三是加入第二組實驗，將同一只玩具船放在水和鹽水中，記錄吃水線，將總是漂浮的密度計與總是漂浮的輪船相關(guān)聯(lián)，揭露其相同的原理本質(zhì)，從而將密度計刻度與輪船在不同密度的水或海水中吃水線上下位置不同聯(lián)系在一起，解決輪船從江到海的變化這一教學(xué)難點，并將密度計、輪船歸納總結(jié)，形成模型.

總之，在物理教學(xué)中，教師要挖掘?qū)嶒瀮?nèi)涵，關(guān)注實驗設(shè)計，演示實驗注重層次分明、逐步深入，探究實驗重視讓學(xué)生學(xué)會根據(jù)實驗?zāi)康脑O(shè)計實驗與選擇器材，鼓勵學(xué)生勇于嘗試，緊密聯(lián)系生活實際.endprint