鄒興明

(南京東山外國語學(xué)校 江蘇 南京 211100)

《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》指明了課程的基本理念，第一條是“面向全體學(xué)生，提高學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)”．物理學(xué)科素養(yǎng)應(yīng)是：勤于觀察、善于猜想、科學(xué)探究、勇于創(chuàng)新，而物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗教學(xué)是幫助學(xué)生建立正確的概念、掌握科學(xué)規(guī)律、獲得系統(tǒng)知識、形成技能技巧和具備各種能力的重要手段，是培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的主陣地．為了使這一基本理念在實際教學(xué)中得以體現(xiàn)，中考的命題起到了引導(dǎo)和推進(jìn)作用，各地的中考試題以當(dāng)今的生產(chǎn)和生活為基礎(chǔ)，對課本中的實驗進(jìn)行拓展和創(chuàng)新，以培養(yǎng)適應(yīng)時代發(fā)展的科技型人才和創(chuàng)新型人才．在這樣的背景下，我們的實際教學(xué)就顯得滯后，長期以來，由于應(yīng)試教育的影響，以及對實驗教學(xué)認(rèn)識的偏差，實驗教學(xué)只是刻板地重復(fù)課本中的實驗，以至于學(xué)生對靈活多變的實驗題應(yīng)接不暇，力不從心．如何利用好現(xiàn)有的實驗資源對課本中設(shè)置的實驗進(jìn)行有益的拓展和創(chuàng)新，提高學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)，值得我們?nèi)ニ伎己吞剿鳎?/p>

1 實驗內(nèi)容的拓展

內(nèi)容的拓展是指利用現(xiàn)有的實驗資源對課本設(shè)置的探究內(nèi)容做適當(dāng)增加，拓展出新的探究內(nèi)容，輔以解決學(xué)生平時學(xué)習(xí)中易錯或疑惑的知識點，使實驗課更為高效．

實驗一：探究凸透鏡成像規(guī)律

拓展1：固定燭焰、透鏡和光屏在光具座上的位置不變，讓學(xué)生用手遮擋住半塊透鏡，再來觀察光屏上像的情況，會發(fā)現(xiàn)：仍然能成完整的燭焰的像，像的大小和形狀均無變化，但像的亮度變暗．有了這次體驗學(xué)生可以較好地處理一類問題，如，夏天在戶外放電影時，一只昆蟲落在放映機(jī)的鏡頭上，銀幕上的畫面有何變化？

拓展2：移走蠟燭，以遠(yuǎn)處教室的“窗”為物，移動光屏到適當(dāng)位置，光屏上會出現(xiàn)窗戶的像，此像比燭焰的像更清晰，而且更能模擬照相機(jī)實際拍攝，鮮活而逼真，如圖1所示．

圖1 凸透鏡成像

拓展3：讓學(xué)生們測量出此時光屏(窗像的位置)到透鏡的距離，即像距v，學(xué)生們發(fā)現(xiàn)此時的像距幾乎就等于1倍焦距，從而引入測量焦距的一種方法：當(dāng)物距大于10倍時，像的位置趨近于焦點，則焦距f約等于像距v．讓學(xué)生體驗一下該方法，用時不多，充分利用了實驗資源．

實驗二：電路連接的基本方式

拓展1：并聯(lián)連接的幾種等效接法

圖2 小燈泡的并聯(lián)

在“怎樣使兩個燈泡亮起來”的實驗中，教師巡視時發(fā)現(xiàn)有的小組連接的是串聯(lián)，有的是并聯(lián)，而且并聯(lián)的連接方法也呈現(xiàn)不同．此時教師可板書或投影展示幾種不同的連接，如圖2所示，讓學(xué)生動手連一連，認(rèn)識到它們都是并聯(lián)的等效接法，為今后更好地認(rèn)識并聯(lián)電路和根據(jù)實物圖畫出對應(yīng)的電路圖打下基礎(chǔ)．

拓展2：探究電路中的兩種短路

巡視時還發(fā)現(xiàn)學(xué)生連接時易出現(xiàn)短路現(xiàn)象，而學(xué)生渾然不知．短路是初中電學(xué)故障分析中的難點，教師可抓住時機(jī)因勢利導(dǎo)將常見的短路連接在視頻展臺上展示出來，將短路分為兩類：一類為電源短路(絕不允許)，另一類為用電器短路(在特殊的電路設(shè)計中可以)，如圖3所示，指導(dǎo)學(xué)生動手連一連兩種短路，體驗一下兩種短路所產(chǎn)生的現(xiàn)象，強(qiáng)調(diào)在生活中電源短路是“絕不”允許出現(xiàn)的，會帶來嚴(yán)重的后果．此處的拓展雖占用一些實驗時間，比起今后在如何識別短路和對短路故障進(jìn)行分析時“紙上談兵”更具效果．

圖3 兩種短路連接

參考案例

【例1】探究浮力的大小

教材在此處對下沉物體“浸沒”時所受浮力的大小進(jìn)行探究，得出阿基米德原理：浸在液體里的物體所受浮力的大小等于被物體排開的液體的重力．其實，“浸在”有兩種情況，一種是：浸沒有液體里；另一種是：部分浸入液體，如漂浮，教材并沒有進(jìn)行探究或說明．可在已有的探究之后，增加對漂浮的物體所受浮力大小探究，如漂浮的木塊．由于有了前面的探究經(jīng)驗，拓展的內(nèi)容不會用時較多，但學(xué)生會對該定律有更全面的認(rèn)識．

【例2】探究平面鏡成像的特點

在完成課本設(shè)置的內(nèi)容后，可利用已有的器材做拓展．如，把棋子置于鏡前，將平面鏡從垂直于水平桌面的位置傾斜，觀察鏡中像的位置，發(fā)現(xiàn)像會“旋轉(zhuǎn)”而離開桌面，此時在“桌面上”移動鏡后的另一支棋子是無法與該像重合的，說明實驗時平面鏡必須與桌面垂直．再如，實驗時像很暗不清楚怎么辦？讓學(xué)生動手去解決，可以將棋子涂成白色的，也可以用小手電筒將棋子照亮，還可以將玻璃板換成較深的茶色等．

2 實驗器材的拓展

器材的拓展是指對課本中提供的實驗器材進(jìn)行改進(jìn)、更換或增減，使實驗現(xiàn)象更明顯，或使實驗創(chuàng)設(shè)的情境更貼近學(xué)生實際，走近學(xué)生的生活．對器材的選擇與改進(jìn)，也能有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識．

實驗三：探究光在均勻介質(zhì)中的傳播

拓展1：光在空氣中傳播的路徑是直的

器材：激光筆，小燒杯，火柴和檀香．

操作：將燒杯倒置在桌面上，杯口的少許露出桌面，將點燃的檀香放入燒杯中，待燒杯內(nèi)充滿煙時，讓激光筆產(chǎn)生的光束穿過燒杯，此時筆直的光路清晰可見，如圖4(a)所示.

拓展2：光在水中傳播的路徑是直的

器材：激光筆，小燒杯，水和牛奶．

操作：往燒杯中倒入大半杯水，滴入少量牛奶，水成半透明狀，再讓激光筆產(chǎn)生的光束穿過燒杯，光的傳播路徑能清晰地顯現(xiàn)出來，如圖4(b)所示.

拓展3：光在透明玻璃中傳播的路徑是直的

器材：激光筆，一面摩砂小玻璃磚，白紙一張．

操作：將白紙平展在桌面上，把玻璃磚側(cè)放在白紙上，讓激光筆產(chǎn)生的光束沿水平方緊貼摩砂面?zhèn)鞑?，一條筆直的光路可呈現(xiàn)出來，如圖4(c)所示．

圖4 光在均勻介質(zhì)中的傳播

參考案例

【例3】在證明大氣壓存在的實驗中需要一個空的易拉罐，但由于罐的開口過大，會使實驗現(xiàn)象不明顯或失?。鋵嵅恍枥_封口，只要在罐頂用針頭鉆個小孔，再猛搖易拉罐，利用罐內(nèi)的壓強(qiáng)就可以將飲料很快排出，要留少許不要排盡，再將易拉罐加熱后，用橡皮泥堵住小孔，迅速投入裝水的水槽中，頃刻間會被大氣壓壓癟，效果很好．

【例4】在探究重力方向的實驗中，找來一只裝水的水槽為參照，實驗時會發(fā)現(xiàn)重錘線始終與“水面”垂直．一舉兩得，一來可以借此解釋什么叫豎直(與水平面垂直)，二來可證明重力的方向始終豎直向下．

3 實驗方案的拓展

方案的拓展是在探究內(nèi)容不變的前提下對原有的方案做適當(dāng)?shù)男薷幕驌Q用其他的方案，使實驗的方案更具科學(xué)性，教學(xué)過程更符全學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律，以求實驗方案的優(yōu)化．

實驗四：探究串聯(lián)電路的電流特點

拓展：對于串聯(lián)電路中的電流，許多初學(xué)者會認(rèn)為電流從電源正極出發(fā)流向負(fù)極的過程中，電流會越來越?。K科版教材是用電流表分別測出電路中a，b，c三處的電流，然后根據(jù)數(shù)據(jù)得出：串聯(lián)電路中，電流處處相等，此結(jié)論的得出與學(xué)生原有認(rèn)識的差距很大，顯得較突然，可在此實驗前增設(shè)一部分內(nèi)容做鋪墊.如圖5所示，選兩個規(guī)格不同的小燈泡L1和L2串聯(lián)在電路中，閉合開關(guān)，觀察發(fā)現(xiàn)L1比L2亮，學(xué)生會認(rèn)為電流在流向負(fù)極的過程中，電流會越來越小，L2靠近電源負(fù)極發(fā)光又較暗．接下來交換L1與L2的位置，再閉合開關(guān)觀察，此時靠近電源正極的L2仍然較暗，學(xué)生馬上意識到原來的認(rèn)識是不

圖5 串聯(lián)電路中電流的特點

正確的．那么串聯(lián)電路中的電流特點到底是什么呢？學(xué)生會產(chǎn)生強(qiáng)烈的認(rèn)知需求，再去用電流表測量a，b，c三處的電流進(jìn)行探究，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律．

參考案例

【例5】探究物質(zhì)吸熱升溫的屬性(物質(zhì)的比熱容)

蘇科版教材的設(shè)計方案是：讓質(zhì)量相等的不同物質(zhì)水和沙升高相同的溫度，比較需要的加熱時間(吸熱的多少)，得出水比沙吸收的熱量多，從而引入物質(zhì)的比熱容．僅憑此實驗，學(xué)生對比熱容概念的理解還不全面，這里可增設(shè)：讓質(zhì)量相等的水和沙加熱相同的時間，比較升高的溫度．考慮到時間的問題，提高課堂的效率，可指導(dǎo)一部分學(xué)生按方案一進(jìn)行探究，另一部分學(xué)生按方案二探究，兩種方案同時進(jìn)行，既節(jié)約了時間，更使學(xué)生能從不同的角度全面認(rèn)識比熱容的概念．