備好物理實驗的探討

(吉林省前郭縣蒙古族中學，吉林 前郭 131100)

備好課是上好課的基礎和保障，備好實驗是日常備課中不可或缺的重要部分.因為物理實驗承載著科學知識、隱含著科學方法,也是物理概念形成的堅實基礎,物理規(guī)律得到驗證的有效方法,還是培養(yǎng)學生實驗操作能力與觀察能力的手段，更是培養(yǎng)學生熱愛科學，形成實驗是檢驗真理唯一標準的科學觀，提高學習興趣的重要途徑.可見，備好實驗對課堂教學效果具有重要而深遠的意義.通過研究發(fā)現，同樣的實驗內容，相同的實驗裝置或實驗方法，教學效果卻大相徑庭.這是因為，實驗教學效果不理想的教師缺少實驗備課的程序性知識，不知道在實驗備課時，應該先做什么，后做什么，每一步應該完成什么任務，以及各步間的邏輯關系.為此，本文從筆者的教學實踐出發(fā)，提出實驗備課要做到有理、有序、有法，應從以下10個方面的流程入手.

1 體會實驗編排意圖

我們在備課的時候，要通過研讀，結合物理知識點，思考在這里出現這個實驗的目的是什么？是為了提高學生的興趣，還是提供豐富的實驗表象，或是培養(yǎng)觀察和操作能力，或是為了給下一個演示實驗做鋪墊和過渡？通過研讀課程標準、教科書及其教師用書，對被選入教科書的實驗進行分析，體會編者的教學設計意圖，實現相關實驗內容的具體化.若是為了培養(yǎng)興趣，那么我們就注重這個實驗的現象奇特、有趣.若是為了獲得實驗表象，那么我們就要注重實驗現象的可見度.若是為了驗證物理規(guī)律，那么我們就要保證實驗的成功和直觀.總之，對于安排在教科書里的實驗，一定要理解好編者的意圖.只有這樣才能把實驗功能最大限度的發(fā)揮出來.

2 理解實驗原理

研究實驗，首先要明確實驗的目的、內容和要求，然后從分析、研究實驗原理入手.只有弄懂了實驗原理，才能真正掌握實驗的關鍵、操作的要點，從而合理地選擇實驗裝置、器材，進行實驗的設計、實驗裝置的改進等，正確地處理數據、估計誤差、得出結論.例如，測物質密度的實驗原理是密度公式ρ=m/V，根據此公式可知，要測定物質的密度，必須知道兩個量——質量和體積，需要測出物體的質量和物體的體積，測物體質量的器材是天平，測物體體積的器材是量筒或量杯，至此，本實驗的器材就一目了然了.

3 優(yōu)化實驗設計

教科書中提供的實驗設計是編者考慮眾多因素后選用的，如城鄉(xiāng)差別、發(fā)達地區(qū)與不發(fā)達地區(qū)的經濟差異、男生與女生的個性差異等.所以，對不同的學生可能會存在不適應的問題，不同教師的講課風格與呈現知識的方式也不盡相同，因此就要考慮優(yōu)化實驗設計的問題，實驗設計要遵守科學性原則、直觀性原則、簡約性原則、安全性原則、可行性原則.優(yōu)化的策略有現象奇異、結構巧妙、操作簡捷，還要考慮器材的選擇是否合理等.

10圖1

例如，浮力產生的原因，在現行的教科書中，只用一個正方體受力的示意圖來說明，缺少必要的實驗事實來支撐.筆者利用生活中的飲料瓶提出了獨特的實驗設計方案.如圖1所示，用螺絲固定去底的大小飲料瓶.分別往大小飲料瓶中放入直徑略大于瓶口的橡膠彈力球.操作時，先往小的飲料瓶中加水至滿，彈力球B雖然在水中，但仍然不浮起.說明水中的物體不一定受到浮力.再加水，水從小飲料瓶溢出到大飲料瓶內，大飲料瓶內的彈力球A也不浮起.隨著大飲料瓶內水的逐漸升高到與小飲料瓶相平時，小飲料瓶內的B小球就會升起來.從而說明浮力產生的實質是向上和向下的壓力差.

4 熟悉實驗裝置

在實驗過程中總是伴隨著很多的偶然性的因素，因此，這個實驗無論你以前做過多少次，還要進一步的熟悉實驗裝置.為此，在這一備課環(huán)節(jié)中要做好如下幾點：

(1)感悟實驗裝置.明了所選擇的實驗儀器的功能，特別是熟悉儀器的型號、結構、使用方法.要了解所選擇實驗裝置中還存在什么問題？如何進一步提高實驗現象的可見度、拓展其教學功能？

(2)組裝儀器.如組裝水沸騰實驗裝置的關鍵有兩點：一是酒精燈放在鐵架臺上，點燃酒精燈，調節(jié)帶有石棉網的鐵環(huán)位置的高低，實現外焰加熱.二是往燒杯中倒入適量的水，調節(jié)固定溫度計的十字夾的高低，使溫度計的玻璃泡剛好浸在燒杯的水中.

(3)嘗試操作.通過操作，明了實驗中要注意的問題，只有對實驗進行多次演練，才能積累操作的經驗，使實驗在課堂教學中保證成功有效.

5 規(guī)范實驗操作

學生掌握實驗操作技能的重要途徑是練習，而練習往往是從模仿開始，因此，教師做演示實驗時，要求操作規(guī)范，保證成功，為此要注意以下幾點：

(1)出示實驗裝置要掌握時機.實驗儀器對學生來說，極具吸引力，儀器不能一上課就放在講臺上，這樣易分散學生的注意力，影響教學效果.

(2)操作與講解要緊密配合.實驗操作蘊含著豐富的知識、思維、經驗等，因此教師要配合實驗操作，講解操作要領，說明觀察目的和注意事項等.

6 客觀描述現象

在描述實驗現象時要注意以下幾點：

(1)忌把結論名稱當作現象來描述.如在研究壓力作用效果的實驗中，在描述現象時，就不能提前使用“壓強”這一術語，即壓力一定時，受力面積越小，壓強越大.因為此時學生還沒有形成壓強的概念，只能描述為壓力的作用效果是什么樣的.

(2)忌片面描述實驗現象.如在做物體對外做功、內能減少的實驗時，多數學生對有刺激性的“膠塞被沖開”和有趣的“聽到啪的聲音”比較關注，而對酒精氣體對外做功時內能減少，溫度降低，酒精液化后形成“白霧”的現象就忽視了.

7 正確歸納結論

物理實驗中重要的工作是對實驗過程中所收集的證據或數據進行分析和處理，從而得出規(guī)律，這就是實驗結論.通過分析得出正確的實驗結論，要注意幾下幾點：

(1)不能因果關系顛倒.研究電流與電壓、電阻的關系時，結論不能描述為：當導體的電阻一定時，導體兩端的電壓與通過導體的電流成正比.應歸納為：當導體的電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比.

(2)不能混淆探究因素.研究動能大小與哪些因素有關時，學生觀察到同一個小球，放的位置越高，推動木塊越遠.就將“高度”認為是探究的因素，就錯誤地得到：物體質量一定，被舉高度越大，具有的動能越大.其實，放在不同高度的目的是小球運動到水平位置時可獲得不同的速度.因此，正確的表述為：物體質量一定，速度越大，具有的動能越大.

8 欣賞思想方法

對于每一個物理實驗，我們不僅是要關注現象和結論的獲得，更要關注實驗中所蘊含的科學思想與方法，以及學生在這個實驗中習得的技能和實踐經驗.因此，在實驗教學備課時，應充分的挖掘這些實驗思想和方法.例如，在測量溫度的實驗中，介紹溫度計結構時，要讓學生知道，這里隱含著放大和轉化的思路、刻畫標度的方法等.

9 預做備用實驗方案

實驗是一個動態(tài)的過程，在實驗操作中總是有不確定的偶然性因素，有時你在課前準備得很好，或上節(jié)課做的非常成功，但有時在教學中會出現不成功的狀況.因此，我們要在備課的時候，要準備一個備用實驗方案，以防不測.例如，在做壓強大小與哪些因素有關的實驗時，我們除了準備教科書中的實驗方案外，還可以設計幾個備用預案，用左手指擠壓右手掌.用一端削尖的鉛筆，放在兩食指之間，體驗壓力的作用效果.

10 實驗教學反思

許多教師在教學中比較注重實驗前的準備，滿足于實驗的成功操作，忽視了實驗的反思和總結.通過反思，可總結實驗操作成功的經驗，進一步優(yōu)化實驗方案，創(chuàng)新實驗設計，從而更好地揭示實驗現象本質，增強實驗教學效果，讓學生品味實驗設計思想的深邃.

參考文獻：

王愛生，丁長泰.開發(fā)自創(chuàng)性實驗的策略[J].物理實驗，2012，(3).