小改進 大收獲

【摘 要】 在初中物理實驗教學中，根據學生實際的學習狀況對有些實驗適當改進或創新，為學生提供更多的感性認識和體驗機會，進一步感悟、理解和應用物理規律，培養科學的實驗意識和習慣，引領學生自覺提高科學素養，最終為學生將來的發展奠定良好的能力基礎。文中列舉了凸透鏡成像規律、物體的浮沉、動能和勢能相互轉化、串并聯電路等四個方面的實驗改進案例。

【關鍵詞】 物理實驗；改進；創新；措施；意圖；效果；方案；操作；能力培養

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2012）23-0278-01

在初中物理教材中涉及到的實驗都是有代表性的典型實驗，在課堂教學中除了盡量采用這些典型實驗之外，還可以根據學生實際的學習狀況，對部分實驗進行適當地改進或創新，使學生得到更多的感性認識和體驗機會，進一步感悟、理解和應用物理規律，培養科學的實驗意識和習慣，更好地實現三維教學目標。也許，一個小小的改進或創新，就會帶來意想不到的大收獲。

案例1：凸透鏡成像規律方面

改進措施：在進行凸透鏡成像規律探究實驗之前，加入兩個學生體驗實驗：（1）讓學生用手中的放大鏡觀察書上的字，然后引導學生分析物體（書上的字）在放大鏡的哪一側？你通過放大鏡看到了放大以后的字又是在放大鏡的哪一側？讓學生初步形成凸透鏡可以在同側成像的意識。（2）讓學生手持放大鏡逐漸靠近墻壁，直到在墻壁上出現一個清晰的畫面（這個畫面是教室里的人和物在墻壁上呈現的實像）為止，學生看到的畫面是倒立、縮小且活動的像（因為教室內的學生在活動），就象是在看電影，感到很新奇，這時趁機引領學生分析你看到的像是放大的還是縮小的？讓學生知道放大鏡不止有放大的功能，還能成縮小的像，因此把凸透鏡叫做放大鏡不合適，我們應該科學地稱它為凸透鏡；然后引導學生分析物體（教室里的人和物）在凸透鏡的哪一側？你看到的墻壁上的畫面是在凸透鏡的哪一側？讓學生初步形成凸透鏡可以在異側成像的意識。

效果：學生用手中的放大鏡觀察書上的字，初步形成了凸透鏡可以在同側成像的意識；手持放大鏡逐漸靠近墻壁，學生看到的畫面是倒立、縮小且活動的像，就象是在看電影，感到很新奇，會產生極強的學習興趣和探究欲，并初步形成了凸透鏡可以在異側成像的意識。

意圖：學生在學習物理之前，一般對凸透鏡的了解很少，只是局限在對放大鏡的粗淺認識方面，學生在初步認識了凸透鏡與凹透鏡之后，還常常把凸透鏡叫做放大鏡。因此從學生最熟悉的放大鏡入手，初步形成凸透鏡可以在同側成像的意識；讓學生觀察通過凸透鏡在墻壁上呈現的活動的像，既能激起學生強烈的學習興趣和探究欲，又能初步形成凸透鏡可以在異側成像的意識，還能讓學生意識到凸透鏡不但能成放大的像，還可以成縮小的倒立的像，從而改變學生把凸透鏡稱為放大鏡的片面認識，最終引領學生把探究目標鎖定在明確的幾個方面，為下一步探究凸透鏡成像規律夯實基礎。

案例2：物體的浮沉方面

改進措施：在學生了解到物體的浮沉條件之后，加入兩個學生體驗實驗：（1）指導學生制作“潛水員”模型：事先將一個小玻璃瓶（如口服液小藥瓶）表面貼好潛水員的圖案（可以自己畫圖），加入適量的水，使小瓶倒立在水里只露出瓶底部分（漂浮狀態），在透明塑料礦泉水瓶里裝滿水，堵住小玻璃瓶口防止里面的水流出，把它仍舊倒放入礦泉水瓶里漂浮，給礦泉水瓶蓋好蓋子擰緊，“潛水員”模型做好了。讓學生手握礦泉水瓶中部，試探分別捏緊、松開瓶子，觀察“潛水員”分別下潛、上浮的變化，感悟浮沉規律，體驗制作的成就感。（2）引領學生配合老師按要求操作實驗，總結影響物體浮沉狀態的因素。第一步：教師演示，給一個玻璃瓶灌滿水，擰緊蓋子，放入水中下沉，問：誰能讓玻璃瓶浮上來？學生交流，學生代表上臺操作，把水倒掉，擰緊蓋子，再放入水中，玻璃瓶變為漂浮，引導學生分析：這是改變了物體自身的重力（G），從而改變了物體重力與浮力的大小對比，最終改變了物體的浮沉狀態；第二步：教師演示，把一塊橡皮泥捏成薄薄的小船，放在水面上漂浮，問：誰能讓小船沉下去？學生交流，學生代表上臺操作，把橡皮泥揉成團，再放入水中，橡皮泥下沉，引導學生分析：這是改變了影響浮力大小的一個因素——物體排開液體的體積（V排），因而改變了物體所受的浮力，從而改變了物體重力與浮力的大小對比，最終改變了物體的浮沉狀態；第三步：教師把一小段蠟燭放入盛水的燒杯中，蠟燭漂浮，問，誰能讓這塊蠟燭變為下沉狀態？學生交流，展示想法，大部分學生提出的方案是在蠟塊上拴上一個鐵塊或者石塊等，教師取出一個空燒杯，倒入適量的酒精，問：看看老師現在提供的材料，你還有其他方法嗎？學生繼續交流，學生代表上臺操作，將蠟塊放入酒精中下沉了。引導學生分析：這是改變了影響浮力大小的另一個因素——物體所在的液體的密度（ρ液），因而改變了物體所受的浮力，從而改變了物體重力與浮力的大小對比，最終改變了物體的浮沉狀態。最后引導學生總結影響物體浮沉狀態的因素有：重力（G）和浮力（V排或者ρ液）。

效果：學生對自制“潛水員”模型很感興趣，愛不釋手，親身體驗到了物體浮沉條件的應用；學生通過三種改變物體浮沉狀態不同方法的探究，加深了影響物體浮沉狀態因素的理解，同時參與探究的興致較高，得出的結論印象深刻，自然生成了將物理知識、科學技術應用于日常生活和社會實踐的意識。

意圖：能夠人為地改變物體的浮沉狀態，才是真正利用浮沉規律服務于民，通過這幾個實驗的改進與創新，適當引領學生親身經歷用簡單的器材進行制作和探究的過程，培養了學生的動手能力、分析問題能力，既讓學生體驗到成就感，又讓學生感到物理規律有趣又實用，且能深化理解與記憶規律，有利于提高學生的科學素養。

案例3：動能勢能相互轉化方面

改進措施：在引領學生觀察分析單擺、滾擺現象中的動能與重力勢能相互轉化的情況之后增加一個演示實驗：水平放置彈簧振子，拉開彈簧，松手，讓學生觀察分析固定在彈簧末端的鋼球沿軌道水平方向來回運動的情況，引導學生分析動能與彈性勢能相互轉化的過程；提出問題：我們觀察了動能與重力勢能的相互轉化現象，也觀察了動能與彈性勢能的相互轉化現象，還是用這套實驗器材，怎樣做就能觀察到動能與兩種勢能同時發生相互轉化的現象？引導學生交流，按照討論確定的方案再做演示實驗：將彈簧振子豎直放置，拉開彈簧，松手，讓學生觀察分析固定在彈簧末端的鋼球沿豎直方向上下運動的情況，引導學生分析動能與兩種勢能相互轉化的過程。

效果：此實驗可視效果強，操作簡單，使學生對各種機械能之間的相互轉化有了更深刻的理解，同時增長了見識，拓展了設計實驗的思路。

意圖：引導學生經歷觀察分析的過程，引發學生深入思考，培養動腦、創新、一物多用、一事多想的意識和科學思維，為學生的能力發展奠定基礎；同時能夠提高實驗器材的課堂利用率，讓學生獲得創新的成就感。

案例4：串并聯電路方面

改進措施：自制“串并聯”暗箱，在紙箱的兩個不同表面（兩個表面分別涂不同顏色以示區別）上分別安裝兩組電路，A組是小燈泡串聯電路，B組是小燈泡并聯電路（只在干路上接入一個開關），每組至少接入3個小燈泡，每組電路只有燈泡和開關露出箱外，其他元件固定在箱內。在“串聯和并聯”這節課上，首先出示這個“串并聯”暗箱，分別控制這兩個電路通、斷電，學生看到AB兩組電路中所有燈泡都是同時亮、滅；接著分別從AB兩組電路中各取下一個小燈泡，再給這兩組電路通電，學生看到A電路中的剩余燈泡卻都不亮了，而B電路中的剩余燈泡都是亮的；恢復原來的電路，再分別從這兩個電路中各取下不同位置的其它燈泡，重復以上步驟兩次，學生仍看到A電路中的剩余燈泡都不亮，而B組電路中的剩余燈泡都是亮的。學生感到這個暗箱很神奇，接著引領學生經歷對電路連接方式的猜想、實驗設計、探究和歸納總結等過程。在學生了解了串并聯電路的特點之后，再引領學生回扣本課導入時的“串并聯”暗箱現象，讓學生用已有的知識來分析解釋，最后打開箱子揭秘，讓學生看到暗箱內部兩種電路的實際連線情況，學生的判斷和分析得到了驗證。

效果：學生對“串并聯”暗箱很感興趣，帶著好奇心進入“探究串并聯電路”實驗中，目標明確，探究主動，每個小組的學生參與度都很高；暗箱揭秘后，學生的猜想和判斷得到驗證，他們獲得了極大的成就感，在之后的實際問題解析過程中思考主動，思維開闊，學習狀態較好，有些學生還想自己回家自制一個神秘的暗箱。

意圖：用類似魔術效果的自制“串并聯”暗箱激趣導入，可以激發學生的探究欲，并且引導學生鎖定下一步 關于“串聯和并聯電路的特點”的探究目標；在“串并聯”暗箱演示時，每一組電路分別取下至少三次不同位置的燈泡，可以讓學生意識到經過多次實驗后得出的結論更貼近客觀事實，有利于培養學生良好的實驗意識和習慣；在引領學生探究實驗之后，學生的知識水平已經能夠解決暗箱問題了，讓學生用已有的知識來分析解釋，最后打開箱子揭秘，展示箱內的電路連線情況，既反饋了本節的知識點，又滿足了學生的好奇心，獲得了極大的成就感，同時學生能夠較長時間保持興奮的學習狀態，提高課堂學習效率，激發動手制作的興趣。

總之，在實驗教學中，多實踐，勤反思，從可視效果入手、從方便操作入手、從方案合理入手加以改進，充分挖掘教學資源，就地取材，立足生活，創設情境，把握好實施要點，這樣才能為學生提供更多的設計實驗和參與實驗的機會，才會讓我們的實驗課更加生動有效，充分體現三維教學目標，引領學生自覺提高科學素養，最終為學生的未來發展奠定良好的能力基礎。