中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1002-7661(2013)23-0049-02
物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,物理實(shí)驗(yàn)是物理課程與教學(xué)的重要組成部分,是發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律,驗(yàn)證物理定律,幫助學(xué)生理解物理知識(shí)和過程的重要手段。應(yīng)把物理實(shí)驗(yàn)提高到與科學(xué)內(nèi)容同等重要的地位。下面結(jié)合幾例談?wù)剛€(gè)人對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰疾榉椒ǖ囊恍┱J(rèn)識(shí)。
一、拓展教材實(shí)驗(yàn),考查學(xué)生分析改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案的能力
示例:在測(cè)量大氣壓的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)將玻璃板放在桌子上,用吸盤貼在玻璃板上面,用彈簧測(cè)力計(jì)將吸盤緩慢向上拉,直到吸盤脫離板面。問:某同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)的量程都太小,不能測(cè)出吸盤脫離板面時(shí)的拉力,請(qǐng)你選擇其他器材與這只彈簧測(cè)力計(jì)組合,測(cè)出吸盤脫離板時(shí)的拉力,要求寫出用到的器材和方法。
反思:題中實(shí)驗(yàn)源于教材,是《大氣壓》內(nèi)容教學(xué)的一個(gè)重點(diǎn)。教材所提供的實(shí)驗(yàn)方案是一種極為理想的情況,然而在實(shí)際操作中會(huì)因吸盤面積較大,而彈簧測(cè)力計(jì)的量程太小無法測(cè)出拉力,給實(shí)驗(yàn)增添了一定難度。如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案?這是對(duì)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力的考驗(yàn),更為激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)提供了良好的契機(jī),是完成教學(xué)目標(biāo)的精髓。
二、由單一重實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)向重視實(shí)驗(yàn)知識(shí)與技能、過程與方法的全面考查轉(zhuǎn)化
示例:小明想驗(yàn)證“用滾動(dòng)代替滑動(dòng)能減小摩擦”的正確性,利用以下一些器材:質(zhì)量相等帶鉤的木塊A和木塊B、彈簧測(cè)力計(jì)、砝碼、棉布、圓柱體鉛筆若干來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,以完成以下填空:
實(shí)驗(yàn)步驟:把木塊A放在水平桌面上,用彈簧測(cè)力計(jì)___拉動(dòng)木塊,記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1,根據(jù)___知識(shí),可知F1的大小等于木塊受到的摩擦力;把____放在水平桌面,將___放在其上方,用步驟一的方法拉動(dòng)木塊,記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F2。
實(shí)驗(yàn)分析:當(dāng)滿足____的條件時(shí),上述結(jié)論是正確的。
反思:研究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素是教材中一個(gè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn),本題在該實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展──驗(yàn)證用滾動(dòng)代替滑動(dòng)能減小摩擦的正確性。題中僅以五個(gè)填空全面考查了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解、實(shí)驗(yàn)器材的選擇、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析等內(nèi)容,是知識(shí)與技能、過程與方法的全面兼顧。
三、運(yùn)用科學(xué)原理評(píng)估分析實(shí)驗(yàn)方案
示例:為了探究并聯(lián)電路中干路的電流與支路的電流有什么關(guān)系,小明同學(xué)選擇的實(shí)驗(yàn)器材是:3節(jié)干電池串聯(lián)作電源、兩個(gè)標(biāo)為2.5V字樣的小燈炮、一只電流表、一個(gè)開關(guān)、導(dǎo)線若干。他的實(shí)驗(yàn)設(shè)想是:首先將實(shí)驗(yàn)器材連成圖所示的電路,然后用電流表選擇恰當(dāng)?shù)牧砍谭謩e測(cè)出A、B、C三點(diǎn)的電流,分析這一次測(cè)量中三點(diǎn)電流的數(shù)據(jù),就得出干路與支路的電流的關(guān)系。請(qǐng)你分析說明小明同學(xué)這一實(shí)驗(yàn)方案中存在哪些不足,并提出相應(yīng)的改進(jìn)意見。
反思:探究并聯(lián)電路中干路電流與支路電流關(guān)系是學(xué)生親手做過的一個(gè)實(shí)驗(yàn),試題巧妙設(shè)置易被學(xué)生忽視的幾個(gè)不合理因素,以評(píng)估方式考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解程度。實(shí)驗(yàn)評(píng)估是對(duì)學(xué)生能力的較高要求,它要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)有一個(gè)整體上把握,如實(shí)驗(yàn)原理、器材、步驟、結(jié)論分析等,同時(shí)它也要求學(xué)生透徹理解實(shí)驗(yàn)的每個(gè)細(xì)節(jié),如器材優(yōu)化、步驟順序、物理學(xué)方法等。
四、巧設(shè)實(shí)驗(yàn)故障,考查學(xué)生靈活運(yùn)用物理儀器排除簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)故障的能力
示例:在測(cè)定小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中,所用小燈泡上標(biāo)有“3.8V”的字樣,它的電阻約10€%R。小剛合理地連接好電路,閉合開關(guān),無論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,燈泡都不亮,于是小剛提出以下猜想:A、可能是燈絲斷了;B、可能是小燈泡短路;C、可能是變阻器開路。
究竟哪個(gè)猜想正確,可根據(jù)電流表和電壓表的示數(shù)進(jìn)行判斷(電流表、電壓表均無故障)。下表給出了電流表、電壓表可能出現(xiàn)的幾種情況,請(qǐng)判斷每種情況下哪個(gè)猜想是正確的,并把其序號(hào)填寫在對(duì)應(yīng)的空格里。
反思:在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中,燈泡不亮、電流表和電壓表的示數(shù)異常是經(jīng)常遇到的情況,然而不少學(xué)生對(duì)類似情況表現(xiàn)出束手無策,其主要原因不外乎有三個(gè)方面:一是學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)技能差,不敢動(dòng)手甚至不會(huì)動(dòng)手;二是對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的作用和性能認(rèn)識(shí)不夠,不能正確使用測(cè)量器材進(jìn)行測(cè)量;三是對(duì)實(shí)驗(yàn)涉及相關(guān)的物理學(xué)知識(shí)掌握比較欠缺,動(dòng)手操作只是胡亂應(yīng)付,不知其所然。排除簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)故障是學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ谋憩F(xiàn),加強(qiáng)這方面內(nèi)容考查有助于學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用,培養(yǎng)動(dòng)手能力。
五、聯(lián)系生活實(shí)例進(jìn)行探究,全面考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ木C合運(yùn)用
示例:冬天,小星新買了一雙尼龍襪和一雙棉襪,他發(fā)現(xiàn)穿棉襪比穿尼龍襪暖和,那么棉襪與尼龍襪相比,主要是什么物理特性不相同呢?
1.請(qǐng)你做出猜想。
2.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)?zāi)愕牟孪耄髮懗鰧?shí)驗(yàn)方法。
反思:本題素材源于學(xué)生熟知的生活現(xiàn)象,通過學(xué)生理性思考作出合理猜想,并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來全面考查學(xué)生綜合運(yùn)用科學(xué)探究要素解決實(shí)際問題的能力,同時(shí)控制變量法也得到了考查。因此,為了真實(shí)考查學(xué)生的科學(xué)探究能力,以學(xué)生生活為本,探究素材不拘泥于教材,是最有效的途徑之一。
(責(zé)任編輯 劉凌芝)