“探究不同材料對(duì)磁體吸引鐵質(zhì)回形針的影響”實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與目的研究

徐 海 韓國(guó)法

(江蘇省寶應(yīng)縣實(shí)驗(yàn)初中 江蘇 揚(yáng)州 225800)

蘇科版初中物理教材八年級(jí)上冊(cè)《引言》部分，圖0-4活動(dòng)“探究不同材料對(duì)磁體吸引鐵質(zhì)回形針的影響”，教材中的實(shí)驗(yàn)方案[1]如圖1所示，回形針通過放置在桌面上的重物由一根細(xì)線拉著，在上方條形磁體的吸引力作用下使回形針懸停在空中，同時(shí)保證回形針與條形磁體之間既存在一定的距離又不能因距離過大而使回形針落下.將玻璃板、課本、搪瓷盤、塑料板等分別置于條形磁體與回形針之間，條形磁體對(duì)鐵質(zhì)回形針的吸引會(huì)變化嗎？判斷的依據(jù)是，如果在回形針與條形磁體之間插入某種片狀物體，導(dǎo)致回形針落下，就說明磁體對(duì)回形針的吸引力被阻隔了，該材料對(duì)磁體吸引鐵質(zhì)回形針有影響.

筆者認(rèn)為，該實(shí)驗(yàn)方案操作難度較大，實(shí)驗(yàn)成功率不高，值得改進(jìn)；同時(shí)，絕大多數(shù)教師理解了教材編寫者的意圖出現(xiàn)了一些偏差，對(duì)該實(shí)驗(yàn)的目的存在認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)．

圖1

1 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

1.1 存在的問題

經(jīng)筆者根據(jù)教材中的方案反復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)此實(shí)驗(yàn)的成功率非常低，甚至?xí)械贸鲥e(cuò)誤結(jié)論的可能．探其原因，主要是有：

(1)條形磁體與回形針之間的距離較小，實(shí)驗(yàn)中很容易碰到回形針而使其下落，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)不成功；

(2)用左手長(zhǎng)時(shí)間的握住條形磁體，容易引起肌肉疲勞，從而很難控制條形磁體固定不動(dòng)．在插入某種片狀物體時(shí)一旦條形磁體稍稍上移，回形針就會(huì)因磁體的吸引力減小而下落；從而誤認(rèn)為是由于該材料的插入而導(dǎo)致回形針的下落，得出該種材料能阻隔磁體對(duì)鐵質(zhì)回形針的吸引這一錯(cuò)誤結(jié)論；

(3)很難保證鐵片處于回形針和磁體之間的空隙，因?yàn)楫?dāng)用鐵片插入其中時(shí)，鐵片很容易被磁體吸引，一旦鐵片被磁體吸住，它們就構(gòu)成了一個(gè)具有磁性的整體，也就相當(dāng)于新磁體，它仍能吸引回形針，因此回形針是不會(huì)下落的．而只有當(dāng)鐵片處于回形針與磁體之間的空隙時(shí)，磁體對(duì)回形針的吸引力才會(huì)被鐵片阻隔，回形針才會(huì)因失去磁體的吸引而下落．所以很容易得出錯(cuò)誤的探究結(jié)果．

針對(duì)這些問題，作者對(duì)該實(shí)驗(yàn)的方案進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)并反復(fù)實(shí)驗(yàn)，從而很好的解決了以上問題.

1.2 方案的改進(jìn)

實(shí)驗(yàn)器材：鐵架臺(tái)，鐵夾，條形磁體3根，彩色輕質(zhì)縫衣線，彩色回形針，鉤碼，玻璃板，鐵片，搪瓷盤，塑料板等片狀物品．

實(shí)驗(yàn)裝置：實(shí)驗(yàn)器材組裝如圖2 所示，將三根條形磁體并在一起用鐵夾固定在鐵架臺(tái)的適當(dāng)位置；取一段彩色輕質(zhì)縫衣線使其一端系在鉤碼上，另一端系在彩色回形針上；將鉤碼置于鐵架臺(tái)的底座上，調(diào)節(jié)縫衣線的長(zhǎng)度，使回形針在條形磁體的吸引力作用下懸停在空中并與條形磁體保持一定的距離而不下落．

圖2

改進(jìn)說明：

(1)如圖3，用3根條形磁體磁性較1根強(qiáng)，回形針與磁體間的距離變大了，實(shí)驗(yàn)時(shí)不容易碰到回形針；

圖3

(2)用鐵夾固定磁體解放了左手，又由于磁體固定不動(dòng)，不會(huì)因?yàn)榇朋w移動(dòng)導(dǎo)致與回形針的距離變大，而使回形針受到的吸引力減小引起回形針下落；

(3)輕質(zhì)縫衣線重力可忽略不計(jì)，有利于使回形針與磁體間保持較大的距離；

(4)由于縫衣線和回形針比較細(xì)小，不易看清，采用彩色縫衣線和彩色回形針能增加實(shí)驗(yàn)的可視性．

(5)可以用雙手握住片狀物體，將其插入回形針與磁體之間的空隙時(shí)更容易握穩(wěn)，特別是插入鐵片時(shí)，更容易控制不被磁體吸住，而單手插入幾乎不可能成功．

2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康难芯?/h2>

2.1 存在的誤區(qū)

筆者發(fā)現(xiàn)，身邊的好多同事在進(jìn)行該部分教學(xué)時(shí)，一般都是自己在講臺(tái)上演示，全班同學(xué)看，沒有讓學(xué)生親手去體驗(yàn)探究的過程．學(xué)生本該是本活動(dòng)的主體，卻成了看客．學(xué)生的動(dòng)手能力、合作意識(shí)、協(xié)調(diào)能力、觀察能力、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力均沒有得到很好的鍛煉．

2.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑僬J(rèn)識(shí)

在蘇科版八上《物理實(shí)驗(yàn)》中，該活動(dòng)的目的是這樣描述的：

(1)通過活動(dòng)，經(jīng)歷提出假設(shè)及對(duì)假設(shè)進(jìn)行檢驗(yàn)的過程；

(2)了解"分類"方法及其在表格設(shè)計(jì)中的作用；

(3)了解表格的設(shè)計(jì)及其使用[2].

在《教參》中關(guān)于本活動(dòng)的教學(xué)建議是：實(shí)驗(yàn)安排兩人一組為宜，教師不要急于讓學(xué)生得出觀察結(jié)果，要給學(xué)生留有足夠的觀察和思考的時(shí)間；也不要刻意追求讓學(xué)生得出某種規(guī)律，重要的是讓學(xué)生經(jīng)歷觀察的過程，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中同學(xué)相互協(xié)調(diào)和配合；引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)觀察，并能記錄和用自己的語言描述觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象[3].

《物理實(shí)驗(yàn)》和《教參》都對(duì)該活動(dòng)提出了明確的要求，就是要讓學(xué)生體驗(yàn)探究的過程，鍛煉實(shí)驗(yàn)的能力，培養(yǎng)協(xié)作的意識(shí)，了解處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法等，但是為什么還有很多教師沒有這樣做？在我們身邊并不缺乏經(jīng)驗(yàn)豐富的教師，但有時(shí)經(jīng)驗(yàn)反而會(huì)禁錮我們的思維，幾年書教下來，不鉆研教材和教參的多了，能主動(dòng)挖掘教學(xué)資源，改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)的少了．教育是創(chuàng)新的藝術(shù)，教師不是知識(shí)的搬運(yùn)工．作為教師，我們必須要研究教材，研究學(xué)生，要和學(xué)生一起探究，一起體驗(yàn)，一起成長(zhǎng)．

1 劉炳昇，李容．物理教科書(八年級(jí)上冊(cè))．南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2012．2

2 劉炳昇，李容．物理實(shí)驗(yàn)(八年級(jí)上冊(cè))．南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2012．4～5

3 劉炳昇，李容．物理教師教學(xué)用書(八年級(jí)上冊(cè))．南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2012．12