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物理实验细节问题的探究

发表时间：2021/6/17 来源：《教学与研究》2021年5月下作者：王遗敏

[导读] 实验过程中的细节决定着实验的成败，实验的成败决定着教学效果。为了实验的成功,实验时要注意以下几个细节：

四川省邻水县冷家中心学校王遗敏 638500

摘要：实验过程中的细节决定着实验的成败，实验的成败决定着教学效果。为了实验的成功,实验时要注意以下几个细节：
关键词：实验，细节，成败，效果。
        物理是一门以实验为基础的学科，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。相关实验的预设与生成、操作与技巧、拓展与延伸、原理与解析等各个环节的细节问题，都决定着实验的成败，实验的成败关系着教学效果的好坏。现举几例说明实验细节问题的重要性。
        1、实验时要注意实验的视听效果。
        演示实验的可见度是影响实验效果的重要因素之一。教师演示实验的过程中，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；二是用白色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。不同的教师在做演示实验时，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。又如：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。通过对比发现两种抽气的方式，效果是截然不同的；这就是可听度的细节问题。
        2、实验时要注意实验顺序。
        实验顺序不同教学效果截然不同。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效果就大不一样。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。

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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。所以，在学生动手实验前，教师一定要强调实验的先后顺序，才能达到好的效果。
        3、实验时要注意避免干扰因素
        解释物理原理用的拓展实验，最好取干扰因素较少的实验，干扰因素过多，就会影响实验的效果。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，如果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。因此，在实验前教师就要预设可能出现的干扰因素，并尽量想法排除干扰因素，以达成实验目的。
        总之，不论是演示实验还是分组实验，实验前教师都要做好充分准备，预设好实验的细节问题，在实验过程中正确引导和解析并适当的拓展，才能使实验成功并达成预期的效果。
参考文献：
[1]关注学生实验细节提高学生实验能力[J]. 李志刚.化学教与学.2013(12)
[2]细节决定成败——略谈物理实验的细节问题[J]. 刘希林.山东教育.2012(Z2)
[3]实验细节源于真实的操作[J]. 沈旭东.现代中小学教育.2014(03)
[4]化学实验细节中培养学生的问题意识[J]. 林景华.中学生数理化(教与学).2018(05)