巧用創新實驗，助力中考復習

摘 要：在中考物理總復習階段，巧妙地組織學生進行創新實驗活動，可以避免因一味地應試“刷題”帶來的倦怠，使學生的學習更加高效。以綜合復習力與運動以及功和能等相關知識的實踐與思考為例，說明這一過程的基本環節：主題事件引入，確定復習方向；建構知識網絡，學會探究方法；創新實驗探究，綜合內化知識；搭設分享平臺，共享研究成果。

關鍵字：創新實驗 中考復習 力學知識

學生創新實驗是指學生以解決生活與學習中所遇到的問題為目的，創造性地設計和實施實驗的過程。學生在設計和實施創新實驗的過程中，可以鞏固、整合所學的知識，進而形成知識網絡，還可以提升綜合運用物理知識解釋或解決生活中相關問題的能力。在中考物理總復習階段，教師巧妙地組織學生進行創新實驗活動，可以避免因一味地應試“刷題”而帶來的倦怠，使學生的學習更加高效。以下是筆者通過組織學生進行創新實驗活動，幫助學生綜合復習力與運動以及功和能等相關知識的實踐與思考。

一、主題事件引入，確定復習方向

主題引入是組織學生復習的第一步，主要為了引起學生充分關注，從而提升學生的探究欲。為此，教師除了用語言或圖片等形式描述主題事件以外，還可以通過實驗引入。這樣引入的好處有兩點：一是情境更加真實和熟悉，易于受到關注；二是難度較低，不至于讓學生無從下手。

這一環節中，筆者組織教學的過程如下：

首先，讓學生用彈簧測力計在水平桌面上沿水平方向拉著木塊（如圖1），并讀出相

應的彈簧測力計示數。實驗記錄如表1所示。

其次，投影出示以下問題供學生思考，并提示學生綜合運用所學的力與運動以及功和能等相關知識，設計探究實驗來解決這些問題。

問題1 為什么只有在勻速直線運動時，木塊所受的摩擦力大小等于木塊所受的拉力大小呢？你是怎樣保持木塊處于勻速運動狀態的呢？

問題2 摩擦力大小跟速度有關嗎？如何顯示加速、減速、勻速等運動狀態？

問題3 摩擦力大小跟壓力有關還是跟重力有關呢？

這一環節通過實驗引入主題，再以問題形式為學生的復習指明方向，方便學生選擇一個研究專題，既能更好地激發學生探究和創新實驗的欲望，也有利于學生主動復習相關知識，梳理串接知識。

二、建構知識網絡，學會探究方法

有了問題導向后，學生可以自主選擇某個感興趣的問題開展探究，通過創新實驗活動來解決問題，從而在實踐中自然建構知識網絡。教師的主要工作就是幫助學生收集足夠的學習材料和掌握正確的探究方法。提供的學習材料不限于文本，也可以是圖片或視頻，還可以是學生課前歸納知識點時繪制的思維導圖（如圖2）或分享的創新實驗視頻等。教師也要多鼓勵學生從課內外的資料以及往年的考題中尋找思路。實施這一環節時，教師需要注意兩點：一是保證學生有明確的研究方向以及足夠的閱讀時間；二是保證學生有自主創新的空間，能夠在思辨中發現問題，并能因自己可以做得更好而獲得成就感。

這樣做的目的是幫助學生回顧與主題復習相關的知識，進一步誘發創新的靈感，給接下來的探究做好伏筆。在這一環節的指導中，筆者主要針對問題的關鍵點提醒學生思考如何設計創新實驗證實猜想，再提供一些成功的或不可行的方案供學生評價，從而教會學生研究的方法；并要求學生以學習小組為單位選擇一個合適的問題重點研究，設計好實驗方案。可喜的是，學生并不限于筆者提出的問題，而是在這個研究的方向上找到了一些更有價值的問題來研究。

三、創新實驗探究，綜合內化知識

（一）相對運動與二力平衡知識相結合，穩定測量摩擦力

在研究木塊所受的滑動摩擦力大小時，學生發現木塊在由靜止到運動的過程中需要力的作用使其運動狀態改變。經過分析討論，學生發現木塊的質量是影響這一問題的主要因素。這時，有學生提出可以用彈簧測力計拉夾在課本中的質量較小的塑料尺；但是實驗中，學生發現示數在尺子運動的過程中還有變化；經過進一步分析，學生認為用手按壓課本不夠穩定，因此無法順利解決問題。這時，有學生想到運動是相對的，可以讓木塊處于靜止狀態，讓木板運動，于是設計了如圖3所示的裝置，固定彈簧測力計，拉動木塊下面的小車，從而準確地測出摩擦力的大小。在這一設計思路下，學生實施了如圖4所示的實驗，在傳送帶上測量出摩擦力的大小，還進一步研究出摩擦力的大小不受運動變化的影響。

該實驗綜合運用了二力平衡和運動相對

性等知識。通過該實驗的設計和實施，學生能將相關知識融會貫通，并將其內化，從而提升自己的能力。

（二）重垂線與慣性知識相結合，設計運動狀態儀

在拉動木塊過程中如何顯示出木塊的運動狀態的問題上，學生創新設計出水平顯示運動狀態儀，既用到了重力的方向總是豎直向下的知識，還用到了慣性的知識。

在木塊上放置一個鋼絲做成的架子，用細線懸掛一個小球（如圖5）。

通過這個運動狀態儀，可以一目了然地觀察到木塊運動狀態的變化情況：當木塊加（減）速運動時，懸掛小球的細線偏向中心軸后（前）方；當木塊勻速運動時，細線的方向與中心軸方向一致。這一裝置有利于研究不同狀態下，彈簧測力計的示數不同的原因。

利用運動狀態儀，可以直觀地觀察到木塊的運動狀態。再讓木塊以不同的速度在同一水平面上勻速運動，用類似于上一個實驗的思路測出摩擦力大小，進而得出摩擦力大小與速度無關的結論。

（三）妙用臺式測力計破解壓力和重力迷局

學生的具體實驗過程如下：

（1）將金屬盒置于質量可以忽略不計的一張紙上，記錄下臺式測力計的讀數；再在拉動紙的過程中，記錄下彈簧測力計的示數（如圖6）。

（2）為了改變壓力的大小，在金屬盒上系一個氫氣球，記錄下臺式測力計的讀數；再在拉動紙的過程中，記錄下彈簧測力計的示數（如圖7）。

（3）把一定量的細沙注入金屬盒中，控制臺式測力計示數與步驟（1）中的示數相等；再在拉動紙的過程中，記錄彈簧測力計的示數（如圖8）。

通過實驗，學生自然探究出結論：由步驟（1）（2）中臺式測力計的示數變化（即重力相同，壓力不同）可知，摩擦力大小與壓力有關；由步驟（1）（3）中臺式測力計的示數相同（即重力不同，壓力相同）可知，摩擦力大小與重力無關。

四、搭設分享平臺，共享研究成果

筆者每周會從收到的視頻作業中選出優秀的作品在課堂上播放并評說。雖然不是每個實驗作品都是完全創新的，但是學生通過經歷創新的過程，可對所學的物理知識內化和優化，進而實現高效的中考復習。

學生創新研究成果的及時分享也是一種促進學習的有效途徑。而分享的方式多種多樣：除了在課堂上通過多媒體展示外，還可以采用調查報告、小論文、視頻講解或實物等形式展示，以及在課外通過微信公眾號、QQ群等現代化信息工具由學生自由分享。

參考文獻：

[1] 湯金波.學生自主創新實驗的引導藝術[J].教育研究與評論（課堂觀察），2016（5）.