蔡曉靜+吳偉

摘 要：初中生從八年級開始接觸物理這門學(xué)科。初中物理所學(xué)知識包括聲、光、熱、力、磁和電，可以說物理知識點全面但比較零散。概念圖對概念進行組織，能夠使學(xué)生理解相關(guān)知識的結(jié)構(gòu)。物理實驗在物理學(xué)科中有著極其重要的作用，有的實驗在原理、操作等方面有相似之處，利用概念圖可以有效比較相似實驗，更好地理解物理實驗。

關(guān)鍵詞：概念圖；相似實驗；初中物理

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）1-0071-3

提倡教學(xué)方式多樣化是《義務(wù)教育物理課程標準》的基本課程理念。通過義務(wù)教育物理課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生在“知識與技能”“過程與方法”“情感、態(tài)度與價值觀”這三方面得到發(fā)展。其中，在“過程與方法”中，強調(diào)通過多種方法學(xué)習(xí)物理知識，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，并養(yǎng)成自學(xué)能力。

“概念圖”由諾瓦爾（Novak）教授和他的同事于1984年在《Learning How to Learn》一書中首次提出。該書指出概念圖可以用來組織和表征知識，將零散的知識系統(tǒng)化。初中物理學(xué)科，知識點覆蓋面全，包括聲、光、熱、力、磁和電等，有的知識之間還存在著緊密的聯(lián)系，而利用概念圖可以將這些知識點整合起來。因此，概念圖作為教學(xué)或?qū)W習(xí)的方法，有其優(yōu)越性。

而物理學(xué)科又是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，有些實驗之間還存在相同或相似之處，我們把這樣的實驗叫相似實驗。在比較實驗的相同及相似之處時，我們也可以運用概念圖這種方法以幫助學(xué)生深入理解物理實驗。

1 運用概念圖比較同一類別實驗的相同或相似之處

有的相似實驗屬于同一類別，比如都是電學(xué)實驗或者都是力學(xué)實驗。我們通過做實驗掌握相關(guān)的知識時，如果了解到某一實驗的研究思路，那么就可以觸類旁通，從而通曉其他與之相似的實驗的思路，從而提高學(xué)習(xí)的效率。

1.1 相似實驗：探究電流與電壓、電阻的關(guān)系

蘇科版《物理》九年級上冊第十四章中有一個重要的實驗——“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”。通過分析，我們將這個探究活動分兩個實驗進行：一個是探究電流與電壓的關(guān)系，另一個是探究電流與電阻的關(guān)系。

如果我們將實驗過程呈現(xiàn)出來，學(xué)生會不會對物理實驗理解得更透徹？我們思考的過程是：控制電阻一定，改變電壓來研究電流與電壓的關(guān)系。怎么改變電壓呢？當(dāng)然是調(diào)節(jié)滑動變阻器。多次實驗后分析記錄的數(shù)據(jù)即可得出結(jié)論。我們將思考的過程呈現(xiàn)出來（如圖1所示）。教師與學(xué)生一起分析知道，探究電流與電阻的關(guān)系和探究電流與電壓的關(guān)系是相似實驗，所以在接下來的操作中我們會有相似的實驗操作過程，因此可以作出相似的概念圖（如圖2所示），這兩個概念圖體現(xiàn)了兩個實驗的相同和相似之處，便于學(xué)生比較。

為總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，我們可以將實驗?zāi)康?、實驗器材、實驗電路等方面都作進一步比較，并將相關(guān)信息補充在已有的概念圖中。完善概念圖1和圖2，得到的概念圖3更加有層次性和條理性。概念圖3一目了然地呈現(xiàn)了實驗物理方法、電路設(shè)計、實驗過程和結(jié)論等，學(xué)生能記住實驗結(jié)論，更能理解實驗過程。

1.2 相似實驗：光的反射和光的折射

光的反射和光的折射雖然是兩個不同的實驗，但它們都屬于光學(xué)實驗，所以又是同一類別的。光的反射結(jié)論較簡單，光的折射與之相比更復(fù)雜些。這兩個實驗，并不是在同一節(jié)課新授的。但是，在學(xué)習(xí)光的折射時，我們可以與光的反射實驗進行比較，因為它們的思路有相似之處，即都是研究“三線兩角”的關(guān)系。我們通過“光的反射”的“三線兩角”，引出“光的折射”的“三線兩角”，從已知到未知，學(xué)生易于接受；我們探究折射角與入射角的關(guān)系時，實驗的方法也與光的反射實驗相似，但實驗中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象不同。因此，我們將兩個相似實驗用概念圖表示出來，它們的實驗思考過程是相似的，但是結(jié)論不完全相同（如圖4所示）。從圖4我們可以直觀地比較光的反射和光的折射這兩個相似實驗，學(xué)生在理解、記憶和運用這些知識時有了更清晰的脈絡(luò)。

2 利用概念圖比較不同類別實驗的相似之處

物理實驗類別很多，有的是電學(xué)實驗，有的是光學(xué)實驗等，這些不同類別的實驗之間有沒有相同或相似之處呢？

首先，所有的實驗都有實驗原理、實驗器材、實驗步驟等，這是我們做每個實驗的共同點。我們可以從實驗的這些共同點出發(fā)制作概念圖（如圖5所示），思考實驗如何進行。學(xué)生完成實驗的過程中，逐漸養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，提高科學(xué)實驗的素養(yǎng)。

其次，從實驗方法這個角度也可以制作概念圖對實驗進行比較。我們將實驗過程中采用控制變量法的典型實驗整理出來制成概念圖（如圖6）。

學(xué)生通過概念圖中實例的比較，可以更清晰地理解控制變量這種常用的物理方法。學(xué)生再遇到類似問題，即問題中涉及多個因素（或多個變量）時，他們就有了思考的方向，問題也能迎刃而解。

再次，從實驗器材這個角度也可以制作概念圖對實驗進行比較。如滑動變阻器是初中物理電學(xué)部分一個重要的實驗器材，它在不同的實驗中的作用有所不同。我們可以以滑動變阻器為出發(fā)點，將初中物理實驗中與之相關(guān)的實驗用概念圖表示出來（如伏安法測電阻、探究電功大小的影響因素等），這樣我們可以比較不同實驗中滑動變阻器的連接方式及作用。

當(dāng)然，初中物理相似實驗還有很多，初中物理相似實驗中能做的概念圖也有很多。只要我們在教學(xué)和學(xué)習(xí)過程中善于總結(jié)、善于梳理，教師教物理、學(xué)生學(xué)物理都會變得更加輕松而有效。

總之，物理實驗?zāi)軌蚣ぐl(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，如何才能讓學(xué)生保持一顆“興趣心”？我們認為，學(xué)生要真的理解物理實驗，在學(xué)習(xí)中有成就感才能有積極性。而用好概念圖能有效促進初中物理相似實驗的比較，從而幫助學(xué)生深入理解初中物理實驗。學(xué)生做到“懂”物理，才會“喜”物理，進而“研”物理。

參考文獻：

[1]教育部.義務(wù)教育物理課程標準[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

[2]李燕，唐琳.芻議概念圖在物理概念教學(xué)中的應(yīng)用[J].物理教學(xué)探討，2015，33（7）：64-69.

（欄目編輯 鄧 磊）