谈论物理实验细节问题

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常言道：细节决定成败。物理是一门以观察实验为基础的学科，实验过程的细节决定着实验的成败，实验的成败决定着教学效果的优劣。就山东省第六批物理教学能手评选过程中，相关实验的预设与生成、操作与技巧、拓展与延伸、原理与解析的细节问题，举几例说明细节问题的重要性，与同仁商榷。

1.视听效果影响可见度的细节问题

演示实验的可见度是影响实验效果的重要因素之一。教师在演示实验的过程中，考虑可见度的因素越全越好，视听冲击效果越强烈越好。例如：在演示扩散的快慢跟温度有关的实验中，教师同时向冷热两杯水滴入一滴墨水，看墨水在哪杯水中扩散得快。此实验就有三个细节需要注意：一是用红墨水要好于蓝墨水，因为红墨水与周围环境对比度高，故可见度大；二是用白板作为衬托背景要好于不衬托，因为白色衬托增大了对比度，提高了可见度；三是冷热水的温差越大越好，这样在热水中的墨水扩散得才明显的快。如果这三方面的细节没有很好地注意，效果就大打折扣。在这里不同的教师，注意的细节是不一样的，因而造成的效果不同。这是可见度的细节。再如：在演示“真空不能传声”的实验中，将闹铃放于密闭的玻璃钟罩中，向外抽气观察声音的变化。演示此实验时，应注意的细节是：用手动抽气机要好于电动机带的抽气机，手动抽气机没有干扰音，能够明显地听到声音逐渐变小的过程。而电动机带的抽气机抽气过程中，电动机旋转时噪音较大，几乎掩盖了闹铃的响声，学生根本听不清声音的变化，尤其是远处的学生只能听到“砰砰”的抽气声，声音是否变小根本无从知晓。通过听课对比发现两种抽气的方式，效果是截然不同的。这也是可见度的细节。

2.实验顺序影响教学效果的细节问题

有些实验看起来谁先谁后没什么本质区别，但学生接受的效果就大相径庭了。例如：在演示“音叉发声时音叉在振动”的实验中，用转换法放大其振动效果，以便于学生观察。此实验先后顺序不一样学生的信服程度就不一样。一般常规做法是：先敲响音叉，再用悬线吊着的乒乓球靠近正在发声的音叉，乒乓球被弹起，说明正在发声的音叉在振动；再敲响音叉，将正在发生的音叉插入水中，水花四溅，说明正在发声的音叉在振动。在听课过程中，发现有的教师发下器材，让学生在小组内自主探究。在探究此实验时，发现有的学生先靠近乒乓球再敲击；有的学生先将音叉插入水中再敲击；可能教师没能照顾过来，教师也没有纠正，并且也没有让探究成功的小组进行演示。如果忽略这一细节，势必造成学生误认为，音叉只在敲击一瞬间，既发声又振动。这是教师指导不到位出现的细节失误。这一细节失误，造成学生根本不知道在空气中敲击音叉后，发声的音叉还在振动这一最基本的原理。

3.实验火候影响教学效果的细节问题

演示实验或拓展实验，掌握恰当的火候，对教学原理的解释无疑起推动作用，分寸掌握不好就不能说明原理了。例如：在土电话说明固体能够传声的实验中，两个学生各执两个小桶（话筒和听筒）进行交流的过程，学生喊话的声音大小，就是个火候或分寸问题，学生喊话以全班同学刚好听不到为宜。声音大了通过空气传播全班都能听到，学生不信服；小了对方听不清，学生仍然不信服。因此教师可以多设计几个交流的卡片，让听筒一端的同学闭着眼睛听，直到全班同学听不到，而在听筒一端的同学听得都正确为止。这样全体同学都会信服了。这是分寸细节问题。再如：有的教师在演示“物体对外做功内能减少”的拓展实验中，用一软质的矿泉水瓶子，装入少量水，从中部用两只手向相反的方向旋转数圈，用以增大瓶内压强，之后用一只手攥着整个变形的瓶子不让其恢复原状，另只手迅速将瓶盖打开，只听“砰”的一声，瓶内冒出了很多“白雾”。此实验的细节是：用手拧小瓶盖放气的时候要迅速，慢了在拧的过程中就会跑掉一部分空气，致使“白雾”的量减小，影响演示效果。当然还要注意瓶盖不要冲着人，以免使学生受伤。

4.干扰因素过多的细节问题

解释物理原理用的拓展实验，最好取干扰因素较少的实验，进行解释。干扰因素过多，就会影响学生的信服度。这就要求教师选择实验要科学，解释原理分析也要客观全面。例如，在验证“做功能够改变物体的内能”的拓展实验中，有的教师用较长的气球让学生体验，向气球内吹气手感觉气球较温暖，就说是对球内空气做功，球内空气的内能增加，造成温度升高。然后向外放气时手感觉凉一些，就说是对外做功内能减少，造成温度降低。其实，影响温度高低的因素有多种，除上述因素外，从口中吹出的气体温度本身就高，这也是感觉温度高的原因，这属于热传递；另外，向外放气时感觉到凉一些，本身也有向外散热（热传递）的因素。再者手的感觉也不一定可靠。因此，感觉本实验教师没有充分认识到影响实验效果的诸多因素，单从做功因素进行解释，未免有些牵强，也不能让学生很好的信服。再如，在说明“不同地表在同样吸收太阳光辐射热时，比热大小能够影响温度变化的快慢，从而造成一天内（相同时间）的温差大小差异”的拓展实验中，有的教师在讲水的比热大，是能够造成沿海地区昼夜温差小，形成海洋性气候的主要原因；泥土比热小，是能够造成内陆地区昼夜温差大，形成大陆性气候的主要原因。应用举例，根据报纸上污损的气象预报信息框中信息条，让学生根据青岛、临沂两地的气候及温度差（一天的最高、最低温度）特点，判断哪条是青岛预报、哪条是临沂的预报，这样的拓展实验也有些牵强，因为温差是受多个因素影响的，不能根据一两天的温差大小就能够判断地域。还有，有的教师列举比热拓展实验，就说太阳照射下岸上的沙子比河水升温快，来说明沙子的比热比河水的小。在解释过程中有的学生就提出，相同深度的水和沙子，沙子下更凉爽，因为他在沙滩上挖过沙子，并做过掩埋游戏亲身体验过，确实很凉爽。教师就算费尽周折也难以解释清楚了。还有，关于用打气筒打气时筒壁变热，个别学生提出是摩擦生热，教师直接就说：不对，因为不打气时来回抽动活塞，没那么热。其实，教师完全可以客观地分析，教师可以说压缩空气做功是主因，它使筒内空气内能增加，温度升高，故而感觉到热。再分析一下摩擦的因素，可以让学生在课下做实验，看不打气时来回抽动打气筒的活塞筒壁是否那么热，让学生先体验过程，然后再作出回答，这样学生就会信服了。