湖北省南漳縣卞和小學(xué)(441500) 孫 琴

湖北省南漳縣肖堰中學(xué)(441500) 安 濤

實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新具有豐富的內(nèi)涵，包括：設(shè)計(jì)思想、演示手段、設(shè)備組裝、自制教具、實(shí)驗(yàn)步驟、演示技巧等內(nèi)容，每一個(gè)環(huán)節(jié)都包含創(chuàng)新的內(nèi)容。下面談?wù)劰P者在實(shí)踐中的一些做法。

1 設(shè)計(jì)思想的創(chuàng)新

物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想的創(chuàng)新，既包括改變實(shí)驗(yàn)的梯度，變單個(gè)實(shí)驗(yàn)為系列實(shí)驗(yàn)，也包括改變實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)，變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)帶有很強(qiáng)的目的性，學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)、圖像進(jìn)行分析，得出結(jié)論，加深對(duì)新知識(shí)的理解，訓(xùn)練他們的實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)其推理、分析能力。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)雖然具有實(shí)驗(yàn)的很多優(yōu)點(diǎn)，但是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)不利于培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探索物理規(guī)律的能力，而探究性實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生思維能力、創(chuàng)造能力、自學(xué)能力、觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)芰敖鉀Q問(wèn)題的能力具有獨(dú)特的作用。

“以壓縮氣體做功，物體內(nèi)能增大溫度升高”為例，按照教材的思路是通過(guò)硝化棉燃燒這一現(xiàn)象反推出空氣的溫度升高內(nèi)能增大，學(xué)生對(duì)壓縮氣體導(dǎo)致氣體溫度升高這一結(jié)論認(rèn)識(shí)并不直觀。因此，筆者引導(dǎo)學(xué)生討論，最終設(shè)計(jì)出如下實(shí)驗(yàn)方案。讓學(xué)生用手指將打氣筒出氣嘴一端堵住，老師迅速打氣，氣體溫度會(huì)迅速上升，學(xué)生能迅速感覺(jué)到溫度的變化。然后，將膠管一端與打氣筒出氣嘴相連，另一端套住溫度計(jì)的液泡并密封，再迅速打氣，讓學(xué)生觀察溫度計(jì)示數(shù)的變化。在觀察到溫度計(jì)的示數(shù)升高后，筆者進(jìn)一步提問(wèn)：“如果我們?cè)跍囟扔?jì)液泡的位置放上火柴頭，并不斷打氣，將會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？”學(xué)生猜想火柴頭可能會(huì)燃燒。教師再演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。至此，“壓縮氣體做功，氣體內(nèi)能增大溫度升高”這一結(jié)論，經(jīng)過(guò)了感官體驗(yàn)、數(shù)字測(cè)量、推理猜想、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等過(guò)程后，學(xué)生理解起來(lái)特別容易。

2 演示手段的創(chuàng)新

演示實(shí)驗(yàn)所用的儀器，雖然是“大號(hào)”的，但很多學(xué)生還是無(wú)法看清實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。由于是教師演示學(xué)生觀看，學(xué)生參與度低，阻礙了學(xué)生潛能的發(fā)展。因此在演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，盡可能使用“大號(hào)”儀器，便于學(xué)生觀察，并積極引導(dǎo)學(xué)生觀察、猜想、分析、歸納、總結(jié)，甚至在實(shí)驗(yàn)操作上讓學(xué)生親自演示，多次重復(fù)，加深印象，鞏固記憶。

“生活中的透鏡”一節(jié)中“投影儀成像”是一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，按部就班的做法是教師演示，學(xué)生觀察，然后在教師的引導(dǎo)下學(xué)生交流,得出結(jié)論。為增強(qiáng)學(xué)生參與度，筆者讓學(xué)生分組上來(lái)選擇投影片，觀察像的大小，得出結(jié)論。教師對(duì)各小組的結(jié)論進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，哪個(gè)小組的結(jié)論寫得精練、準(zhǔn)確。如此，學(xué)生興趣高漲，動(dòng)手操作、分析總結(jié)的能力也得到了鍛煉，教學(xué)效果遠(yuǎn)比教師做、學(xué)生看要好得多。

3 設(shè)備組裝的創(chuàng)新

要對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，必須讓學(xué)生在明確原理上操作，在操作中找到問(wèn)題，在對(duì)問(wèn)題進(jìn)行反思的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。

以“測(cè)平均速度”為例，在明確實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上讓學(xué)生測(cè)量小車的平均速度。學(xué)生測(cè)量完畢后，讓學(xué)生談一談在操作過(guò)程中遇到的問(wèn)題。學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)，小車從斜面頂端滑下時(shí)，容易跑偏。用秒表記錄時(shí)，誤差較大。

至此，教師提問(wèn)：“應(yīng)該如何操作保證小車不跑偏？”有學(xué)生提出，在木板上開個(gè)槽，讓小車在槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)就不會(huì)跑偏了；也有學(xué)生提出，開槽比較麻煩，直接在木板上粘上兩根木條或粗鐵絲當(dāng)軌道更簡(jiǎn)便。

通過(guò)討論，學(xué)生發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致時(shí)間測(cè)量誤差較大的主要原因是小車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間太短了，改進(jìn)的內(nèi)容就是延長(zhǎng)小車從頂端到底端的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。很快學(xué)生就提出了解決方案：一是用長(zhǎng)一些的木板來(lái)做實(shí)驗(yàn)；二是把木板放得平一些；三是在測(cè)量時(shí)，多次測(cè)量求平均值以減小誤差；四是增大運(yùn)動(dòng)摩擦(可在木板上鋪布)，減緩小車的運(yùn)動(dòng)速度；五是換用電子計(jì)時(shí)器，以提高計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確性。至此，所有的問(wèn)題都迎刃而解，實(shí)驗(yàn)改進(jìn)培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

4 自制教具的創(chuàng)新

目前學(xué)校已配備了標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)驗(yàn)儀器，但這并不意味著自制教具就沒(méi)有必要了。相反，僅用標(biāo)配儀器將教材上的原理講透是有困難的，有時(shí)需要教師根據(jù)教學(xué)要求，針對(duì)課程中的難點(diǎn)、重點(diǎn)內(nèi)容制作教具。在制作過(guò)程中，必須開動(dòng)腦筋，經(jīng)過(guò)反復(fù)的試驗(yàn)，經(jīng)歷失敗的體驗(yàn)，方能獲得成功。

在演示馬德堡半球?qū)嶒?yàn)時(shí)，教師補(bǔ)充演示了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：取一個(gè)大蘿卜，從中間切開，取帶根的一半將中間挖空，然后用力將其按在潔凈的平底盤子里。這時(shí)，拎起蘿卜根，會(huì)將盤子一起帶起來(lái)，并且要用很大的力氣才能將蘿卜和盤子分開。由于所用的材料極為簡(jiǎn)單又來(lái)源于生活，學(xué)生觀看實(shí)驗(yàn)時(shí)極為驚訝，很想弄清其中的原因。教師借機(jī)分析引導(dǎo)，使學(xué)生真正認(rèn)識(shí)到了大氣壓的存在。

如果實(shí)驗(yàn)所用的材料是學(xué)生所熟悉的，就會(huì)使學(xué)生感到親切，能較好的達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的；如果實(shí)驗(yàn)所用的儀器是學(xué)生親手制作的，那么不僅能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，而且還能幫助學(xué)生，敏銳地洞察實(shí)驗(yàn)過(guò)程，使學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解更加透徹。所以，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生利用生活中的一些常見(jiàn)材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。以提高學(xué)生能力和素質(zhì)、提高教學(xué)效率為宗旨，以突出教學(xué)重點(diǎn)、突破教學(xué)難點(diǎn)為目的，以原有實(shí)驗(yàn)之不足或教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的新問(wèn)題為突破口，那么發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)就不是難事。