(江蘇省南京市棲霞區(qū)實(shí)驗(yàn)初級(jí)中學(xué)堯化校區(qū)，江蘇 南京 210046)

1 引言

中考物理復(fù)習(xí)容易受困于枯燥的題海之中，低效而乏味。提高復(fù)習(xí)課的效率是初三物理教師都在關(guān)注和思考的問題，復(fù)習(xí)課不應(yīng)當(dāng)是新課的壓縮和重復(fù)，因此，轉(zhuǎn)換思維、讓學(xué)生從不同視角認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象和問題是復(fù)習(xí)課成敗的關(guān)鍵。筆者結(jié)合“專題：相似實(shí)驗(yàn)的對(duì)比(力與熱)”的二輪復(fù)習(xí)市級(jí)公開課的教學(xué)實(shí)踐，從三個(gè)方面交流利用對(duì)比方法進(jìn)行相似實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)的體會(huì)。

2 相似實(shí)驗(yàn)的對(duì)比復(fù)習(xí)

對(duì)比法是將相關(guān)聯(lián)的知識(shí)進(jìn)行對(duì)比、分析其異同、把握其本質(zhì)特征的一種教學(xué)方法，在本文中是指在課堂教學(xué)中，運(yùn)用對(duì)比的方法,澄清學(xué)生對(duì)一些相似的物理實(shí)驗(yàn)的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，使其更加深刻地理解物理知識(shí)的內(nèi)涵，提升物理學(xué)科核心素養(yǎng)。相似實(shí)驗(yàn)的對(duì)比復(fù)習(xí)，可從以下三個(gè)方面入手。

2．1 尋找相似的實(shí)驗(yàn)

首先要鼓勵(lì)學(xué)生自己尋找學(xué)過的相似實(shí)驗(yàn)，從而建立實(shí)驗(yàn)對(duì)比的素材庫。既可以讓學(xué)生從已經(jīng)學(xué)過的實(shí)驗(yàn)中尋找，也可以在教師限定的范圍內(nèi)尋找。例如，力學(xué)和熱學(xué)中有不少非常相似的實(shí)驗(yàn)，筆者為了提高效率，首先列舉了8個(gè)常見實(shí)驗(yàn)：探究動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)、觀察水的沸騰、測量固體的密度、探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響、探究冰的熔化特點(diǎn)、探究不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象、測量液體的密度、比較不同燃料燃燒時(shí)放出的熱量。

教師設(shè)問:以上為力學(xué)和熱學(xué)中的8個(gè)重要實(shí)驗(yàn)，你覺得哪些實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)行對(duì)比復(fù)習(xí)？請(qǐng)說出你的依據(jù)。

學(xué)生通過討論達(dá)成一致，將8個(gè)實(shí)驗(yàn)分成下列4組相似實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比復(fù)習(xí)，并用磁貼按組貼好。

對(duì)比一：探究影響動(dòng)能大小的因素和探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響。

對(duì)比二：觀察水的沸騰和探究冰的熔化特點(diǎn)。

對(duì)比三：測量固體的密度和測量液體的密度。

對(duì)比四：探究不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象和比較燃料燃燒放出的熱量。

2.2 豐富對(duì)比的角度

既然是相似實(shí)驗(yàn)，必然有相同和不同之處，我們要從不同角度進(jìn)行對(duì)比，尋找相似實(shí)驗(yàn)的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，這樣也能維持學(xué)生不斷探究的良好課堂狀態(tài)。筆者在這節(jié)復(fù)習(xí)課上，嘗試從以下角度進(jìn)行對(duì)比。

2.2.1 實(shí)驗(yàn)器材和方法的對(duì)比

物理實(shí)驗(yàn)的相似在很多情況下是實(shí)驗(yàn)器材的相似，由于器材相似給學(xué)生辨析實(shí)驗(yàn)帶來了難度。例如在“探究影響動(dòng)能大小的因素”和“探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，器材就非常相似，學(xué)生經(jīng)常張冠李戴：哪個(gè)實(shí)驗(yàn)需要木塊？哪個(gè)需要不同的接觸面？斜面的作用相同嗎？如果用對(duì)比的方法，就能較好地解決這些疑難,筆者設(shè)計(jì)了如下活動(dòng)。

活動(dòng)1“實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比一比”：請(qǐng)閱讀教材，完成表1中的填空。

表1

思考與討論：(1) 如果斜面絕對(duì)光滑，能否得出這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論？

(2) 如果沒有斜面，你能想到可以替代的器材嗎？如果用彈簧代替斜面，能探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系嗎？

設(shè)計(jì)意圖：這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)是初中生極易混淆的實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)器材角度看，都有斜面、小車、水平木板，確實(shí)非常相似。相同器材的作用是否相同？不同器材的作用又分別是什么？兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的方法有何相同和不同之處？學(xué)生如果能從這些角度去思考，對(duì)真正理解這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)會(huì)大有裨益?！八伎寂c討論”一方面是為了克服學(xué)生的思維定勢，另一方面也是為了解決部分學(xué)生的疑惑：彈簧代替斜面到底行不行？

2.2.2 測量器材和表格設(shè)計(jì)的對(duì)比

在物理實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常需要設(shè)計(jì)表格，例如熱學(xué)中的熔化和沸騰實(shí)驗(yàn)，在表格設(shè)計(jì)上就非常相似，于是筆者設(shè)計(jì)了如下活動(dòng)。

活動(dòng)2“實(shí)驗(yàn)表格比一比”：對(duì)照教材中“探究冰的熔化特點(diǎn)”和“觀察水的沸騰實(shí)驗(yàn)”的記錄表格，回答以下問題：

(1) 這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)在測量器材和數(shù)據(jù)處理方法上有哪些相同點(diǎn)？

(2) 在冰熔化和水沸騰這兩個(gè)過程中，從溫度和吸、放熱兩個(gè)角度看，有什么共同特點(diǎn)？

(3) 這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)在表格設(shè)計(jì)上十分相似，都有時(shí)間和溫度，為什么冰的熔化實(shí)驗(yàn)表格需要多一行？

設(shè)計(jì)意圖：通過討論，學(xué)生明白了表格內(nèi)容的設(shè)計(jì)取決于實(shí)驗(yàn)中需要觀察和記錄的信息，這對(duì)他們理解其他實(shí)驗(yàn)表格的設(shè)計(jì)大有幫助。

2.2.3 測量原理和順序的對(duì)比

在很多測量實(shí)驗(yàn)中，測量原理和順序的對(duì)比非常重要。例如“測量固體的密度”和“測量液體的密度”是兩個(gè)非常相似的實(shí)驗(yàn)，筆者首先提出問題：這組實(shí)驗(yàn)的測量原理相同嗎？你覺得哪個(gè)物理量的測量更難一些？學(xué)生發(fā)現(xiàn)：兩個(gè)實(shí)驗(yàn)在測量原理上是相同的，但液體密度的測量順序?qū)?shí)驗(yàn)誤差的影響較大，因此筆者設(shè)計(jì)了如下活動(dòng)。

活動(dòng)3“實(shí)驗(yàn)順序議一議”：觀看三位同學(xué)測量某紅色液體密度的實(shí)驗(yàn)視頻(如圖1)，請(qǐng)同學(xué)們點(diǎn)評(píng)視頻中三位同學(xué)的測量順序，討論誤差產(chǎn)生的原因，其后可以追問：順序如何改進(jìn)，以減小實(shí)驗(yàn)誤差？

圖1

設(shè)計(jì)意圖：通過對(duì)這三種測量順序的討論，學(xué)生可以清楚地了解液體密度測量誤差產(chǎn)生的原因，提醒學(xué)生注意：在測量液體密度的實(shí)驗(yàn)中所測質(zhì)量和所測體積必須要對(duì)應(yīng)。

2.2.4 研究對(duì)象和研究方法的對(duì)比

初中生由于對(duì)研究對(duì)象認(rèn)識(shí)的不到位，導(dǎo)致對(duì)很多實(shí)驗(yàn)的理解出現(xiàn)偏差，最明顯的就是“探究不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象”和“比較燃料燃燒放出的熱量”這兩個(gè)相似實(shí)驗(yàn)。無論從器材選取、變量控制還是表格設(shè)計(jì)，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都很相似。因此筆者設(shè)計(jì)了如下活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。

活動(dòng)4“實(shí)驗(yàn)器材擺一擺”：請(qǐng)自選器材，并完成“探究不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象”和“比較不同燃料燃燒放出的熱量”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的器材擺放。

思考與討論：(1) 這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)在測量器材的選擇上有哪些異同點(diǎn)？

(2) 這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象分別是什么？

(3) 這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都用到了轉(zhuǎn)換法，請(qǐng)具體說明轉(zhuǎn)換法在這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。

設(shè)計(jì)意圖：通過干擾項(xiàng)的設(shè)置，讓學(xué)生通過對(duì)比分析，明確研究對(duì)象，在此基礎(chǔ)上回答需要控制哪些變量？為什么要控制？同時(shí)也使學(xué)生對(duì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)所運(yùn)用的轉(zhuǎn)換法有了清晰的認(rèn)識(shí)。

2.3 編制實(shí)驗(yàn)對(duì)比的習(xí)題

經(jīng)過相似實(shí)驗(yàn)的對(duì)比和討論，學(xué)生已經(jīng)初步明了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的異同，這時(shí)需要教師自編習(xí)題，習(xí)題中必須涉及兩個(gè)相似實(shí)驗(yàn)的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，學(xué)生通過適當(dāng)?shù)挠?xùn)練，可以加深對(duì)實(shí)驗(yàn)異同點(diǎn)的理解。例如，針對(duì)第一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)筆者編制了以下例題。

例1：小明用如圖2所示器材探究影響物體動(dòng)能大小的因素。

圖2

(1) 圖中實(shí)驗(yàn)是探究動(dòng)能與的關(guān)系，小明正確操作，得出了實(shí)驗(yàn)結(jié)論，支持該結(jié)論的現(xiàn)象是。

(2) 小明如果想繼續(xù)探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響，以上器材可以不用的有，需要添加的器材有，添加上述器材的目的是。為完成該實(shí)驗(yàn)，應(yīng)每次將小車從斜面上的(選填“同一”或“不同”)高度處釋放。

設(shè)計(jì)意圖：這個(gè)題目將兩個(gè)實(shí)驗(yàn)有機(jī)地串聯(lián)起來，從器材的取舍、變量的控制等角度進(jìn)行對(duì)比，可以加深對(duì)復(fù)習(xí)內(nèi)容的理解。

3 結(jié)語

通過相似實(shí)驗(yàn)的對(duì)比教學(xué)，闡明了其中的“同”,更重要的是突出了“異”，這樣做可更好地幫助學(xué)生弄清實(shí)驗(yàn)之間的共同點(diǎn)和差異點(diǎn),加深學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)和相關(guān)知識(shí)的理解,提高課堂教學(xué)的實(shí)效。