吳繼閣

實驗“可見度”是實驗設計重點考慮的因素，增強實驗“可見度”是實驗設計和操作的目的之一。這里所說的“可見度”并不單純指常規(guī)情況下視覺效果上的清晰可見，還包含對所要說明問題的可見度，使現(xiàn)象所蘊含的物理原理從思維加工上“清晰可見”。合理選擇實驗器材、實行實驗動態(tài)操作、利用放大法放大實驗效果等可以有效增強實驗“可見度”。

1合理選擇實驗器材形成對比增強“可見度”

合理選擇器材是構(gòu)成對比實驗的關鍵因素之一。根據(jù)實驗目的。從器材尺寸大小、器材結(jié)構(gòu)特點、材質(zhì)特性等方面來優(yōu)化實驗，增強實驗“可見度”。

證實在水中下沉的物體也受浮力，以及進一步用二次稱量法求浮力以得出阿基米德原理的實驗中，為了保證實驗效果，對下沉物體的選擇至關重要。為了增強實驗效果。二次稱量時彈簧測力計的示數(shù)要發(fā)生較為明顯的變化。即浮力要較明顯地顯現(xiàn)出來，下沉物的密度既不能與水的密度相差太大，如果相差太大，比如銅，則物重與物體在水中的“示重”較接近，浮力太小，現(xiàn)象不明顯；也不能選密度與水太接近的物質(zhì)，否則，會使物體在水中的“示重”太小，不易讀數(shù)，實驗誤差大，浮力大小與物重接近，區(qū)分度不明顯。至于為什么這樣選擇，教師在演示或?qū)W生探究時要注意引導學生嘗試不同選擇的區(qū)別，探究中就會發(fā)現(xiàn)較合適的物體是鋁塊或小石塊，形成清晰對比，增強實驗“可見性”。在學生學過阿基米德原理后，進行理論分析，使學生明白其中的道理。這種選擇的原則同樣適用探究浮力的大小與液體密度、物體排開液體的體積、固體的密度等因素是否有關的實驗中，合理選擇液體和固體，以增大區(qū)分度，增強“可見性”。

研究串聯(lián)電路電流的特點，許多教師習慣用相同的燈泡做實驗，這種有意無意的選擇就沒有形成對比，容易讓學生形成錯覺，認為串聯(lián)電路中只有相同用電器的情況下電流才是相等的，改變傳統(tǒng)做法，有的組用相同的燈泡，有的組用不同的燈泡，采集各組報來的實驗信息，得到更具一般性的結(jié)論：串聯(lián)電路中各處電流都相等，不論用電器是否相同。

2動態(tài)操作形成對比增強“可見度”

實驗操作方式也是決定實驗成敗的關鍵因素之一。有些實驗效果只有在動態(tài)操作下才能形成對比，在不同的狀態(tài)下實驗效果才能顯現(xiàn)出來。

在進行浮力方向教學時，對于浮力的方向是豎直向上的，多數(shù)教師都是依據(jù)一些物體放在水中松手后上浮來說明的，也有一些教師利用靜態(tài)的實驗來說明，這些做法都缺乏足夠的說服力，學生的頭腦中對浮力的方向是豎直向上的還是模糊的。采用如圖Ⅱ所示的動態(tài)實驗操作，可以充分說明浮力的方向是豎直向上的。如圖1a所示將乒乓球用細線拴住，細線一端固定在燒杯底部，向燒杯內(nèi)倒水，隨著水面的上升，乒乓球也在跟著上升，將重垂線跟細線放在一起，二者完全重合，說明浮力的方向是豎直向上的，與重力方向相反；如圖1b所示，將燒杯逐漸傾斜，但是，細線始終沿豎直方向，說明浮力方向總是豎直向上的。

如圖2所示，做電阻大小與溫度的關系實驗時，很多同學把日光燈絲放在火焰上加熱，沒有明顯見到燈泡亮度的變化，原因是什么呢?在教師的點撥下，學生明確了這個實驗要保證燈絲溫度有個動態(tài)的變化過程，在溫度有顯著變化時效果才能顯現(xiàn)。隨后學生將燈絲加熱后離開，離開后再加熱，這種動態(tài)操作使現(xiàn)象非常明顯。

3放大實驗現(xiàn)象形成對比增強“可見度”

在物理實驗教學中，經(jīng)常會遇到顯示和測量的微小量或微小變化，這些微小量或微小變化通常無法被觀察者或測量儀器直接感知。為增強實驗效果，讓現(xiàn)象清晰可見或便于測量，需要用放大法把待顯示或測量的量放大。常用的放大法有累積放大法、機械放大法、光學放大法等。

在探究電流的磁場時，單根通電導線產(chǎn)生的磁場較弱，磁場的顯現(xiàn)和磁場分布情況的顯示非常不明顯，在這種情況下，人們利用累積法來放大磁場，多根通電導線并在一起可以增強磁場，使電流周圍存在的磁場和電流周圍磁場的分布情況清晰可見。在顯示磁場對電流有力的作用實驗中，如果磁場強度不夠，通常也用累積法放大后顯示。

桌面受壓時會發(fā)生形變，學生對此概念模糊，原因是通常情況下桌面受壓時形變太小，人肉眼無法感知，要澄清認識，采用放大法。在桌面上平放很小的一塊平面鏡，在其上面用激光照射，使反射光斑落在天花板上，在平面鏡旁邊用力向下按桌面，觀察到光斑位置有明顯移動，分析光斑的移動是桌面在壓力作用下形變，反射角度變化造成的，從而說明了桌面在壓力作用下也會發(fā)生形變。

設計實驗時，要圍繞實驗“可見度”精心設計，突破實驗“可見度”中的難點，清晰而直觀地顯現(xiàn)物理原理。