毛海玲

（南京市板橋中學 江蘇 南京 210039）

南京市2010年中考試卷第28題，考查的是學生設(shè)計、記錄實驗數(shù)據(jù)表格的能力.通過測驗發(fā)現(xiàn)，學生的得分率只有20%.反映出的問題是，審題不清、實驗目的不明、實驗步驟錯亂；表格設(shè)計不規(guī)范；不知道要記錄哪些物理量，物理量的標注不完整等.這一道看似不難的題目，錯誤統(tǒng)計率卻達到80%，怎么會出現(xiàn)這樣的情況呢？最主要的原因還是教師在教學中對表格設(shè)計問題沒有講清楚.為了解決這個問題，筆者通過剖析一個測動滑輪機械效率的表格，總結(jié)出了解決這類問題的方法和步驟.在講評此題過程中采用了“方法指導、錯因分析、變式訓練”三個環(huán)節(jié)教學，收到了很好的教學效果.

【原題】小明利用定滑輪、鐵架臺、細線、鉤碼和彈簧測力計探究使用定滑輪是否省力.請你在下面的方框中幫他設(shè)計記錄實驗數(shù)據(jù)的表格.

上課一開始，筆者簡單地通報了學生答題中存在的問題后，對學生說，我們暫且不管這個題目的答案是什么，先解剖一個表格.

圖1

1 方法指導

小明同學為用如圖1所示的裝置測動滑輪的機械效率時所設(shè)計的一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格（表1）.

表1 小明設(shè)計的測動滑輪的機械效率的實驗數(shù)據(jù)表

這個表格看起來很復雜，有7個要記錄的物理量.表的第一列是實驗次數(shù)，第一行是要記錄的物理量，其余部分是數(shù)據(jù)欄，用來記錄實驗數(shù)據(jù).

這個問題的關(guān)鍵是怎樣才能快速、準確地確定這7個物理量.首先，從實驗目的出發(fā)，本實驗的目的是測動滑輪機械效率，所以，第一個要確定記錄的物理量就是“機械效率η”.第二步，根據(jù)實驗的原理（機械效率公式），機械效率等于有用功除以總功.所以，又確定了要記錄“有用功W有／J”和“總功W總／J”兩個物理量.第三步，根據(jù)有用功和總功的定義，有用功等于鉤碼所受的重力G乘以鉤碼上升的高度h；總功等于拉力F（彈簧測力計的示數(shù)）乘以繩子移動的距離s.于是就得出了要記錄的另外4個物理量，即“鉤碼重量G，鉤碼上升的高度h，彈簧測力計的示數(shù)F，繩子移動的距離s”.這樣，自然而然地得到了表中7個要記錄的物理量.

接著，又帶著學生對表中的物理量進行分類，從右向左看，機械效率是實驗要測量的最終物理量，有用功和總功是中間要計算的物理量，剩下的4個物理量都是實驗中要直接測量的物理量.也就是說要記錄的物理量有3類，即直接測出量、中間計算量和最終計算量.

再看表格中每個單元格里的物理量必須要寫全物理量的中文名稱、符號及單位三要素，才算表達完整.三者缺一不可.

通過分析、解剖有如下發(fā)現(xiàn)：

（1）基本的表格格式.將要記錄的物理量填入表格中的第一行或第一列（一般選行），第一列為實驗序號.

（2）從左到右，要記錄的物理量的順序應(yīng)該是直接測出量、中間計算量及最終計算量.

（3）設(shè)計表格的方法——倒推法.即從實驗目的出發(fā)，根據(jù)實驗原理及實驗步驟倒推出要記錄的全部物理量.

根據(jù)實驗原理確定實驗中要測量、記錄哪些物理量，以決定表格的內(nèi)容和項目.弄清實驗步驟，以決定表格中物理量安排的順序.在表格的標題欄中要注明物理量的名稱、符號及單位.數(shù)據(jù)欄中只需記錄測量的數(shù)值，無需重復書寫單位.

通過上面的分析，學生很快就理解了設(shè)計實驗記錄表格的方法.接下來，請學生剖析測試卷中出現(xiàn)的問題.

2 錯因剖析

抽取兩個學生的測試卷，如表2和表3.在這個環(huán)節(jié)筆者請學生完成3個任務(wù).

任務(wù)1，在所給的兩份表格中找問題并進行糾正.任務(wù)2，在自己的答卷中找問題并進行糾正.任務(wù)3，重做本題.

表2 抽取學生甲設(shè)計的表格

表2 抽取學生乙設(shè)計的表格

任務(wù)一布置下來，學生都爭先恐后地舉手發(fā)言.通過分析發(fā)現(xiàn)，學生甲的主要問題是，審題不清，表格不規(guī)范；有兩個物理量與本題探究的目的無關(guān)；憑空捏造實驗數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)欄中重復書寫單位.學生乙的主要問題是，有兩個物理量與本題探究的目的無關(guān)；物理量的要素不全，缺符號和單位；缺少應(yīng)有的物理量——鉤碼重G.接著，學生們也輕松地在答卷中發(fā)現(xiàn)了錯誤的原因并進行了糾正.重做本題時，發(fā)現(xiàn)該題實際上是一道簡單的表格設(shè)計題，只有兩個物理量要記錄.一個同學說出了他的思維過程，根據(jù)實驗目的“動滑輪是否省力”，要知道省力還是不省力，就得比較鉤碼重和彈簧測力計的示數(shù)，所以，必須有 “鉤碼重G”和“彈簧測力計的示數(shù)F”，有這兩個物理量就足夠了.許多學生情不自禁地發(fā)出感嘆：原來如此簡單！

為檢測學習效果和鞏固成果，筆者又設(shè)計了一道變式訓練題.故意對學生說，老師想用天平和量筒測量不規(guī)則小石頭的密度，請你幫老師設(shè)計一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格.學生們信心滿滿，躍躍欲試.

3 變式訓練

請你為“用天平和量筒測小石頭密度”設(shè)計一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格（表4）.提示：從實驗目的出發(fā)，弄清實驗原理及實驗步驟.

表4 需設(shè)計的實驗表格

學生們很輕松地完成了練習，筆者特意找了幾位平時學習有困難的學生在實物投影儀上進行了當眾批改，他們的表現(xiàn)非常令人滿意.

根據(jù)對諾貝爾獲獎獲得者的調(diào)查，他們在學習期間更關(guān)注的是導師的工作方法和思考、處理問題的方法，以及看待事物的角度.正如陶行知先生所說：“我認為好的先生不是教書……乃是教學生學.對于一個問題，不是要先生拿出現(xiàn)成的解決方法來教學生，而是要把這個解決方法如何找來的手續(xù)安排停當、指導他.”

本節(jié)課之所以成功，在于方法指導的成功.對于學生出現(xiàn)的錯誤，筆者并沒有急于直接告訴學生正確的答案，而是先把問題放下來，通過研究、解剖一個典型的表格案例，從中總結(jié)出解決設(shè)計表格一類問題的方法，然后運用這個方法解決此類問題.

在物理教學中，讓學生掌握解決物理問題的思維方法，初步運用這些方法來解決問題，對于提高學生的基本科學素養(yǎng)和培養(yǎng)科學創(chuàng)新精神無疑是大有幫助的.

1 王占平.一次“評教導課”活動引發(fā)的思考.物理教學探討，2007（6）

2 廖伯琴.物理教學探討，2008，（6）：13～15

3 安忠.劉炳升.中學物理實驗教學研究.北京：高等教育出版社，1986

4 物理課程標準研制組.走進課堂——初中物理新課程案例與評析.北京：高等教育出版社，2004