黎敏華

【摘要】在初中物理教學(xué)中，學(xué)生很多時候都會對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、物理規(guī)律產(chǎn)生一些片面甚至錯誤的理解，文中，筆者以一道中考模擬試題作為切入點(diǎn)，闡述了自己改進(jìn)探究實(shí)驗(yàn)，引領(lǐng)學(xué)生突破思維定勢的做法以及收到的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】探究實(shí)驗(yàn);思維定勢;思考

在初中物理新授課教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)占相當(dāng)大的比例，而且它的教學(xué)效果往往能直接影響日常教學(xué)質(zhì)量。課堂上，老師通常只要求學(xué)生做教材上的實(shí)驗(yàn)，并沒有引導(dǎo)學(xué)生在教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上再進(jìn)行拓展，這樣是會使學(xué)生對新知識缺少更深刻的感性認(rèn)識的。因?yàn)閷W(xué)生不理解實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)用意，所以對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)論理解不透徹就是很常見的事情了。有些學(xué)生甚至?xí)钠娴睦斫獍l(fā)展成思維上的定勢，嚴(yán)重阻礙了物理思維的形成。在此，筆者結(jié)合自己的教學(xué)情況談?wù)勔I(lǐng)學(xué)生突破思維定勢的一些實(shí)際操作和收到教學(xué)的效果。

一、從學(xué)生考試反饋情況思考物理思維定勢的形成

廣州市番禺區(qū)“2020年九年級物理學(xué)科綜合測試題”（中考模擬測試題）中，出現(xiàn)了下面這道題目：

22.在探究“影響浮力大小的因素”這一問題時，班里的“物理小博士”為同學(xué)們做了如圖20所示的一組實(shí)驗(yàn)。

（1）圖20B中物體受到的浮力是? ? ? ? ? N。

（2）小博士跟大家分析結(jié)論說：浮力的大小跟物體浸入液體的體積有關(guān)，跟物體浸入液體的深度無關(guān)。小明認(rèn)為應(yīng)分兩種情況討論：①根據(jù)? ? ? ? ? ? ?（填字母）兩幅圖，物體在浸沒后，浮力的大小跟深度無關(guān)。②根據(jù)? ? ? ?（填字母）兩幅圖，物體在浸沒前，浮力的大小既跟物體浸入液體的體積有關(guān)，又跟? ? ? ? ? ? 有關(guān)。

（3）為了回答小明的問題，小博士又做了下列實(shí)驗(yàn)：他把物體換用一個如圖21所示帶刻度線（橫向和縱向各有一條中位線）的長方體金屬塊，重新做浸沒前的實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)兩次測量彈簧測力計(jì)的示數(shù)相等。你認(rèn)為小明的觀點(diǎn)? ? ? ? ? ? （選填“正確”或“不正確”），理由是? ? ? ? ? ? 。

其中，第（3）問的得分率很低，這暴露了同學(xué)們對于“物體浸沒前，浸入液體中的深度是否影響浮力的大??？”非常不清晰。在批改試卷的過程中，筆者發(fā)現(xiàn)很多同學(xué)都認(rèn)同“浸沒前，物體浸入液體中的深度越大，浮力就越大”這一觀點(diǎn)的。在向?qū)W生了解上述的錯誤結(jié)論是怎樣得來的之后，筆者發(fā)現(xiàn)這跟人教版八年級物理教科書下冊的實(shí)驗(yàn) “探究影響浮力大小的因素” 有不可分割的關(guān)系。教科書上，在設(shè)計(jì)“探究物體受到的浮力大小跟浸入體積的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，是通過改變物體浸入液體中的深度來改變V_排的大小的（如圖1）。這樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀、明顯，學(xué)生容易理解。但是，這樣的設(shè)計(jì)也衍生了一些問題，如果沒有及時加以引導(dǎo)、糾正的，那么學(xué)生是很容易形成思維定勢的。

在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中，同學(xué)們看到了：浸沒前，當(dāng)物體浸入液體中的深度增大時，彈簧測力計(jì)的示數(shù)就減小，根據(jù)F_浮=G-F_示可以得知受到的浮力增大了。但是，這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象往往是會給學(xué)生以后的學(xué)習(xí)設(shè)下陷阱的！在教學(xué)中，我們不難發(fā)現(xiàn)一些習(xí)題也是很容易誤導(dǎo)學(xué)生寫出類似的錯誤實(shí)驗(yàn)結(jié)論的，甚至，有時候我們老師也沒有覺察到這樣的表述是不具有普遍性的，它必須在特定的條件下（如圖1所示情景）才能成立的。

二、從實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方面尋找對策

教學(xué)經(jīng)驗(yàn)告訴我們，與其在學(xué)生對物理規(guī)律形成了錯誤的定勢思維后再來糾正的，不如在教學(xué)過程中就想辦法引導(dǎo)他們正確理解有關(guān)現(xiàn)象和規(guī)律了。為此，筆者把上述中考模擬試題中圖21展示的實(shí)驗(yàn)情景設(shè)計(jì)成了真實(shí)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)。

在實(shí)驗(yàn)前，首先準(zhǔn)備一個能在水中下沉的長方體（長方體可以用薄塑料片黏合而成，在它的內(nèi)部裝一些沙子，就能使它在水中下沉了），把長方體用細(xì)繩系好（如圖2），這樣做的目的是便于控制把長方體的一半體積浸入水中。用彈簧測力計(jì)測出長方體的重力G（如圖3甲），然后把長方體的一半體積浸入燒杯的水中，標(biāo)記此時長方體下表面的位置并記錄測力計(jì)的示數(shù)F₁（如圖3乙）。再將長方體沿豎立的方向掛在彈簧測力計(jì)的掛鉤下，也使它的一半體積的浸在水中，標(biāo)記此時長方體下表面的位置并記錄測力計(jì)的示數(shù)F₂（如圖3丙）。比較圖3中乙、丙兩個步驟的測量結(jié)果和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，同學(xué)們可以輕易地發(fā)現(xiàn)：物體在水中浸沒前，即使浸入的深度不同，受到浮力的大小也是相同的。顯然，這一實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)足以讓學(xué)生明確了“浸沒前，物體浸入液體中的深度越深，受到的浮力越大”這一說法是不對的。在完成上述實(shí)驗(yàn)后，可以進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)使用圖3所示的器材來做“探究浮力的大小是否與物體排開液體的體積有關(guān)？”的實(shí)驗(yàn)了。

筆者發(fā)現(xiàn)，通過上述的探究實(shí)驗(yàn)，大多數(shù)學(xué)生都沒有了往屆學(xué)生那種思維定勢現(xiàn)象了。實(shí)踐告訴筆者，不斷地改進(jìn)探究實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親身經(jīng)歷探究物理規(guī)律的過程總是能夠讓孩子們對物理規(guī)律的理解更透切的。

三、適當(dāng)拓展實(shí)驗(yàn)，助力學(xué)生深入理解物理規(guī)律

在2019年廣州市中考物理試卷中有這樣的一道選擇題：

12.小明按圖10所示電路圖做實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)，兩表讀數(shù)如圖11所示.L突然燒斷，燒斷后兩表示數(shù)如圖12所示：定值電阻兩端電壓為U、流經(jīng)定值電阻的電流為I.與L燒斷前相比，燒斷后

A.U變大、I變大