徐建平

【內(nèi)容摘要】物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學，物理實驗是物理教學的重要方法、必要手段，同時也是物理教學的重要組成部分。而在教學過程中，筆者也發(fā)現(xiàn)了一些實驗中存在的問題，并對一些實驗進行了改進，通過改進物理實驗，進一步激活學生思維，培養(yǎng)學生的科學思維能力和創(chuàng)新能力。

【關(guān)鍵詞】改進實驗 激活思維

物理實驗有助于學生形成物理概念、理解物理知識，有助于培養(yǎng)學生的觀察能力、思維能力和動手能力，物理實驗有助于培養(yǎng)學生的科學探究精神，啟發(fā)學生從生活走向物理、從物理走向社會實際進行創(chuàng)新。初中作為物理的啟蒙階段，學生對物理方面的完整知識還是一片空白，實驗對于建立物理基本概念和理論及加強對基本概念和基本理論的理解更是有著不可取代的作用。筆者從踏上工作崗位起，在初中物理教學中貫徹把物理實驗作為物理教學的重要內(nèi)容看待。筆者在教學過程中，比較常用的教學形式是邊教邊實驗，取得了較好的教學效果。而在教學過程中，也發(fā)現(xiàn)了一些實驗中存在的問題，并對一些實驗進行了改進。通過改進實驗，進一步激活學生思維，培養(yǎng)學生的科學思維能力。

一、改進實驗，提高學生邏輯思維能力

初中物理教材中碘的升華實驗是用酒精燈通過石棉網(wǎng)加熱放在燒杯中的固態(tài)碘，但在實際操作中，這種加熱方法使碘的溫度很難控制，稍有不慎固態(tài)碘便先熔化成液態(tài)碘再蒸發(fā)成氣態(tài)碘，甚至出現(xiàn)碘的沸騰現(xiàn)象，使演示失去說服力，導致實驗失敗。即使是經(jīng)驗豐富的老教師，也很難做到碘不熔化。為了控制燒杯中碘的溫度，筆者查閱了有關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)碘的熔點為113℃，因此，我在實驗中改進了加熱用的熱源，改用了水浴加熱法，將少量的固態(tài)碘放入小燒瓶中，再將小燒瓶放入大燒杯中，用大燒杯中的開水對固態(tài)碘加熱。在教師演示前，先先出示碘的一些物理性質(zhì)：熔點113.5℃，沸點184.35℃……并讓學生思考：“如果用水浴法給碘加熱，固態(tài)碘是否會像冰塊一樣在沸水的加熱下熔化嗎？為什么？”然后教師再演示碘的升華，學生可以觀察到固態(tài)碘在水浴加熱時有大量紫色蒸氣，教師告訴學生，這色蒸氣是氣態(tài)碘，并且在演示過程中，教師可以不斷地將燒瓶從開水中取出搖晃，學生可以聽到清晰的固態(tài)碘撞擊燒瓶的聲音，實驗現(xiàn)象非常明顯；學生自然思考，碘既然沒有熔化，碘蒸氣自然是由固態(tài)碘直接變成氣態(tài)而來。學生根據(jù)通過邏輯思維學生結(jié)合晶體熔化條件展開判斷與推理，“由于開水的溫度低于碘的熔點，用水浴法無論怎樣加熱，碘都不會熔化。”再將理論與觀察到的現(xiàn)象結(jié)合，不同的思維方式高密度地在此交織，有效地促進學生邏輯思維能力的提高。

二、改進實驗，培養(yǎng)學生逆向思維能力

加強逆向思維訓練，可改變學生的思維結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)思維靈活性和雙向能力，提高分析問題和解決問題的能力。物體對外做功內(nèi)能減少的實驗，筆者摒棄現(xiàn)成的實驗器材，用廢棄的“脈動”飲料瓶撕去瓶身的包裝塑料紙，在底部打兩個孔，從兩個孔中插入兩根硬導線作為放電電極，將這兩根導線接在廢打火機中的壓電點火器兩端。用滴管吸兩滴酒精，滴入飲料瓶中。找一個大小合適的橡皮塞將飲料瓶瓶口塞好密封（教師要在課前預實驗，調(diào)整塞子的松緊，塞子塞得越緊，爆炸產(chǎn)生的威力越大，但也不能太松，太松不容易看到實驗過程中產(chǎn)生的白氣），振蕩瓶子，加快瓶內(nèi)酒精蒸發(fā)，然后將飲料瓶豎放在鐵架臺的底座上，并用鐵夾夾緊瓶頸，將瓶豎直固定在底座上，為便于觀察“白氣”，在瓶子后面襯一張深色紙，然后用點火器點火實驗。這樣一改進，學生可以明顯觀察到：塞子沖出時，瓶內(nèi)出現(xiàn)了白氣，實驗現(xiàn)象更明顯。然后教師要求學生敘述觀察到的現(xiàn)象，并解釋這個現(xiàn)象。學生思維自然會從“白氣”入手逆向推理，從“白氣”（小水滴）←水蒸氣液化←降溫←內(nèi)能減少←燃氣對塞子做功。歸納得出結(jié)論：物體對外做功，內(nèi)能減少。除了培養(yǎng)學生逆向思維能力，這個實驗的改進還有更深的意義：這個實驗的改進物理實驗器材來自學生生活，讓學生們體會到物理學科不同于其它學科的新奇之美。充分體驗“物理來源于生活”，展現(xiàn)從“生活走向物理”的課程理念。我國著名物理教育家、蘇州大學朱正元教授就當時的辦學條件，提出“壇壇罐罐當儀器，拼拼湊湊做實驗”的教育思想，而這一思想當時解決了很大一部分的實驗儀器不足的問題，而在當今，特別是經(jīng)濟比較發(fā)達的蘇南地區(qū)，利用日常用品改進物理實驗，主要目的不是解決實驗器材的不足，更重要的是通過開發(fā)生活中的物品在實驗教學的應(yīng)用，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、勤儉意識，環(huán)保意識，充分挖掘其潛在的教育價值，這是課程目標中情感態(tài)度價值觀的范疇。

三、改進實驗，培養(yǎng)學生的歸納概括能力

探究凸透鏡成像規(guī)律這一實驗蘇科版的教材上，一共只安排了6組數(shù)據(jù)，這么少的數(shù)據(jù)使學生很難從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，學生的分析歸納能力得不到訓練和培養(yǎng)，學生也找不到探究的感覺，給人的感覺是：這是一個驗證性實驗。

筆者對這個探究活動的設(shè)計作了如下的改進：教師先用大一些的凸透鏡粗略演示凸透鏡成像情況，讓學生感受到凸透鏡成什么性質(zhì)的像與物距有關(guān)，引導學生為了探究凸透鏡成像規(guī)律，就要改變物距多次實驗，再根據(jù)觀察到的現(xiàn)象歸納成像規(guī)律。教師進一步引導學生，為了便于尋找規(guī)律，實驗過程中物距的改變也就有規(guī)律，而不能忽大忽小。在此基礎(chǔ)上，教師再強調(diào)一下實驗的注意事項，并要求學生在調(diào)節(jié)物距時，像的大小變化不要太大，記錄實驗數(shù)據(jù)，如果像的變化太大，則在兩個物距之間再測1-2組數(shù)據(jù)，筆者收到一組學生的實驗數(shù)據(jù)如下：（表格中有括號的數(shù)據(jù)學生一開始沒有呈現(xiàn)，括號中的數(shù)據(jù)是在教師引導學生得出虛像的概念后填入的）

探究凸透鏡成像規(guī)律實驗記錄表：f=10cm

師：“有沒有哪一組觀察到物距小于10cm成像的情況？”

總有幾個實驗小組無意之中直接觀察到正立放大的像，這部分學生會把觀察到的現(xiàn)象與大家分享。教師再指出這個像能觀察到，但不能成在光屏上，稱作虛像，同時給出實像的概念。并要求全體學生通過實驗觀察這一現(xiàn)象。并將觀察到的現(xiàn)象填入記錄表中（括號中的數(shù)據(jù)）。然后要求學生根據(jù)實驗記錄表，在教師的引導下，歸納凸透鏡成像規(guī)律：

師：根據(jù)表中數(shù)據(jù)同學們猜測一下，凸透鏡有沒有可能成等大的像？如果有，物距可能是多少？請大家大膽地猜測。

生A：有可能，u在19-22cm之間，很有可能是物距u=20cm時。

……（學生實驗驗證）

師：根據(jù)表中數(shù)據(jù)同學們再一次大膽猜測一下，凸透鏡成實像和虛像的分界點可能在物距多大時？而物體剛好處于這個分界點上時，成像情況如何？

……

師：根據(jù)大家的歸納分析，同學們歸納一下凸透鏡成以下3種情況的像時物距、像距情況：①倒立縮小實像；②倒立放大實像；③正立放大虛像。

……（學生歸納）

上面的這一探究活動設(shè)計的改進，使探究活動既直觀的展現(xiàn)了實驗現(xiàn)象，在教師的引導下學生的抽象思維方式得到訓練，避免了“現(xiàn)成規(guī)律”的形成，培養(yǎng)了學生的歸納概括能力，讓思維的理論和實踐循環(huán)往復，螺旋上升。

利用物理實驗的改進，增強實驗中所蘊涵的思維功能，激活學生的思維，培養(yǎng)他們良好的思維品質(zhì)和創(chuàng)新能力，提高科學素養(yǎng)，這樣可以在實驗中發(fā)展學生的智能，促進教和學的統(tǒng)一。

（作者單位：江蘇省張家港市大新實驗學校）