初中物理相似實驗對比復(fù)習(xí)的實踐與思考

(江蘇省南京市棲霞區(qū)實驗初級中學(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：相似實驗的對比(力與熱)”的二輪復(fù)習(xí)市級公開課的教學(xué)實踐，從三個方面交流利用對比方法進行相似實驗復(fù)習(xí)的體會。

2 相似實驗的對比復(fù)習(xí)

對比法是將相關(guān)聯(lián)的知識進行對比、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，運用對比的方法,澄清學(xué)生對一些相似的物理實驗的錯誤認(rèn)識，使其更加深刻地理解物理知識的內(nèi)涵，提升物理學(xué)科核心素養(yǎng)。相似實驗的對比復(fù)習(xí)，可從以下三個方面入手。

2．1 尋找相似的實驗

首先要鼓勵學(xué)生自己尋找學(xué)過的相似實驗，從而建立實驗對比的素材庫。既可以讓學(xué)生從已經(jīng)學(xué)過的實驗中尋找，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驗，筆者為了提高效率，首先列舉了8個常見實驗：探究動能大小與哪些因素有關(guān)、觀察水的沸騰、測量固體的密度、探究阻力對物體運動的影響、探究冰的熔化特點、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放出的熱量。

教師設(shè)問:以上為力學(xué)和熱學(xué)中的8個重要實驗，你覺得哪些實驗可以進行對比復(fù)習(xí)？請說出你的依據(jù)。

學(xué)生通過討論達(dá)成一致，將8個實驗分成下列4組相似實驗進行對比復(fù)習(xí)，并用磁貼按組貼好。

對比一：探究影響動能大小的因素和探究阻力對物體運動的影響。

對比二：觀察水的沸騰和探究冰的熔化特點。

對比三：測量固體的密度和測量液體的密度。

對比四：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 豐富對比的角度

既然是相似實驗，必然有相同和不同之處，我們要從不同角度進行對比，尋找相似實驗的相同點和不同點，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，嘗試從以下角度進行對比。

2.2.1 實驗器材和方法的對比

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

活動1“實驗內(nèi)容比一比”：請閱讀教材，完成表1中的填空。

表1

思考與討論：(1) 如果斜面絕對光滑，能否得出這兩個實驗的結(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，能探究動能與質(zhì)量的關(guān)系嗎？

設(shè)計意圖：這兩個實驗是初中生極易混淆的實驗，從實驗器材角度看，都有斜面、小車、水平木板，確實非常相似。相同器材的作用是否相同？不同器材的作用又分別是什么？兩個實驗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，對真正理解這兩個實驗會大有裨益。“思考與討論”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)計的對比

在物理實驗中經(jīng)常需要設(shè)計表格，例如熱學(xué)中的熔化和沸騰實驗，在表格設(shè)計上就非常相似，于是筆者設(shè)計了如下活動。

活動2“實驗表格比一比”：對照教材中“探究冰的熔化特點”和“觀察水的沸騰實驗”的記錄表格，回答以下問題：

(1) 這兩個實驗在測量器材和數(shù)據(jù)處理方法上有哪些相同點？

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

(3) 這兩個實驗在表格設(shè)計上十分相似，都有時間和溫度，為什么冰的熔化實驗表格需要多一行？

設(shè)計意圖：通過討論，學(xué)生明白了表格內(nèi)容的設(shè)計取決于實驗中需要觀察和記錄的信息，這對他們理解其他實驗表格的設(shè)計大有幫助。

2.2.3 測量原理和順序的對比

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

活動3“實驗順序議一議”：觀看三位同學(xué)測量某紅色液體密度的實驗視頻(如圖1)，請同學(xué)們點評視頻中三位同學(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，以減小實驗誤差？

圖1

設(shè)計意圖：通過對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驗中所測質(zhì)量和所測體積必須要對應(yīng)。

2.2.4 研究對象和研究方法的對比

初中生由于對研究對象認(rèn)識的不到位，導(dǎo)致對很多實驗的理解出現(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”這兩個相似實驗。無論從器材選取、變量控制還是表格設(shè)計，兩個實驗都很相似。因此筆者設(shè)計了如下活動，引導(dǎo)學(xué)生對比這兩個實驗。

活動4“實驗器材擺一擺”：請自選器材，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”兩個實驗的器材擺放。

思考與討論：(1) 這兩個實驗在測量器材的選擇上有哪些異同點？

(2) 這兩個實驗的研究對象分別是什么？

(3) 這兩個實驗都用到了轉(zhuǎn)換法，請具體說明轉(zhuǎn)換法在這兩個實驗中的應(yīng)用。

設(shè)計意圖：通過干擾項的設(shè)置，讓學(xué)生通過對比分析，明確研究對象，在此基礎(chǔ)上回答需要控制哪些變量？為什么要控制？同時也使學(xué)生對兩個實驗所運用的轉(zhuǎn)換法有了清晰的認(rèn)識。

2.3 編制實驗對比的習(xí)題

經(jīng)過相似實驗的對比和討論，學(xué)生已經(jīng)初步明了兩個實驗的異同，這時需要教師自編習(xí)題，習(xí)題中必須涉及兩個相似實驗的相同點和不同點，學(xué)生通過適當(dāng)?shù)挠?xùn)練，可以加深對實驗異同點的理解。例如，針對第一組對比實驗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能大小的因素。

圖2

(1) 圖中實驗是探究動能與的關(guān)系，小明正確操作，得出了實驗結(jié)論，支持該結(jié)論的現(xiàn)象是。

(2) 小明如果想繼續(xù)探究阻力對物體運動的影響，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。為完成該實驗，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)計意圖：這個題目將兩個實驗有機地串聯(lián)起來，從器材的取舍、變量的控制等角度進行對比，可以加深對復(fù)習(xí)內(nèi)容的理解。

3 結(jié)語

通過相似實驗的對比教學(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)生弄清實驗之間的共同點和差異點,加深學(xué)生對物理實驗和相關(guān)知識的理解,提高課堂教學(xué)的實效。