寻找相似点 巧设活动单——浅谈物理实验复习课的整合策略

陈 卫

（江苏省海门市三星初级中学，江苏 海门 226112）

物理实验复习课既不是对原有实验的重复操作，也不是纯实验题的简单笔试，应该是物理知识脉络得以生发、延续的增长点.能否处理好物理实验复习课，最终将影响物理实验在物理学科中的权重地位.

苏教版物理教材呈现出的探究实验，通常图文并茂，具有观赏性，指导性，启智性，实践性，常给学生赏心悦目的视觉冲击及跃跃欲试的动手冲动.如果我们留意一下，就会惊奇地发现，书本内有些实验图文似曾相识，但探究的功能却大相径庭.如果教师在物理实验复习课中，把它们加以整理、区分、归纳，学生就能走出“眉毛胡子一把抓”的困境，使前后孤立的知识连贯起来，从而达到整体把握知识和巩固知识的目的.这样不仅能体现物理学科特点，而且起到“以一当十”的复习效果.现以苏教版物理教材为例，以初中物理各知识板块为切入点，以活动单为整合平台，谈谈如何挖掘教材资源，寻找实验相似点，有效实施物理实验复习课的整合策略.

1 力学板块相似实验的整合

力学是整个初中物理的重要板块，所涉内容：力、力与运动的关系、机械功与机械能等.力学实验常常借助实验器材，如：斜面、木块、小球、小车等进行实验探究.笔者对力学板块诸多实验进行了一下比对，发现在实验环节、所用器材、探究方法上存在较多相似点，例如“探究动能的大小与哪些因素有关”与“探究牛顿第一定律”两实验，教师在复习中可进行如下整合.

活动单1：“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验活动，所需器材：斜面、木块、小球，如图1所示.

图1

问题：（1）图1甲、乙2组实验中采用的方法有哪些？（2）乙图中让不同质量的2个小球从同一高度滚下的目的是什么？（3）要探究动能与物体运动速度的关系应选用哪张图，选择的理由是什么？要探究动能与物体质量的关系应选用哪张图，选择的理由是什么？（4）甲、乙2组实验可以得出的结论是什么？

活动单2：增减实验器材，设计实验探究牛顿第一定律，并请学生画出草图（答案附图2）.

图2

问题：（1）实验中采用的方法有哪些？（2）小球在哪个物体表面滚动的距离最远，为什么？（3）本实验可以得出的结论是什么？

实验拓展：（1）利用活动单1上的器材，能否设计实验探究重力势能的大小与哪些因素有关？ 依据是什么？（2）实验中采用的方法有哪些？（3）要探究重力势能与物体的高度的关系应选用哪张图，选择的理由是什么？要探究重力势能与物体质量的关系应选用哪张图，选择的理由是什么？（4）两组实验可以得出的结论是什么？

评价：对实验拓展部分，教师只要稍加点拨学生就能想到：小球从斜面上滚下的过程，就是重力势能转化为动能的过程，研究影响动能的大小因素亦即研究影响重力势能的大小因素.这样替代了教材以“模拟打桩”的实验来研究重力势能的影响因素，给人以别开生面，耳目一新之感.通过以上相似实验的整合、区分、归纳，使学生容易掌握力学板块知识点间的联系与差异；也使学生感悟到实验所采用的方法：控制变量法、转换法、推理法等在具体实验背景下的运用；最终使实验复习课变得简单而充实.

2 热学板块相似实验的整合

热学在整个初中物理中占据的比重较小，所涉内容：物态变化、微观与宏观、热量、内能、热机等.热学实验常需借助实验器材，如：铁架台、酒精灯、温度计、烧杯、玻璃棒等进行实验探究.笔者对教材进行了一下统计，实验探究中也存在较为相似的地方，如“探究比较水与沙子的吸热能力（比热容）”与“探究比较煤油与菜籽油的热值”两实验，教师在实验复习课中不妨进行如下整合：

活动单1：在“探究比较水与沙子的吸热能力（比热容）”的实验活动中，所需器材：铁架台、温度计、烧杯、酒精灯、秒表、沙子与水等，如图3所示.

图3

问题：（1）如何设计方案比较水与沙子的吸热能力.（2）根据设计方案，画出实验表格.（3）为保证实验结论的可靠，实验时应控制2套装置中相同的物理量有哪些？（4）分析数据，可得出哪些结论？

活动单2：利用上述器材，设计实验“探究比较煤油与菜籽油的热值”？并请学生画出草图（答案附图4）.

图4

问题：（1）根据设计方案，画出实验表格.（2）为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的物理量有哪些？（3）分析数据，可得出哪些结论？

评价：当然，活动单1实验的设计方案可采取“相同时间比较上升的温度”或“上升相同的温度比较时间”都是可以的.通过两图的对比，目的在于使学生发现：控制的物理量将随着研究对象的改变而改变.控制其他因素不变，通过改变被加热物质（水、沙子）或被燃烧物质（煤油、菜籽油），巧妙地将物质的比热容与热值两大知识联系在一起，学生在复习原有知识的同时，“求同存异”地思想也得到了长足地发展.

3 电学板块相似实验的整合

电学也是整个初中物理的重要板块，所涉内容：欧姆定律、电功与电热、电功率等.电学实验常常借助实验器材，如电源、导线、小灯泡、电阻（电热丝）、开关、电压表、电流表等进行实验探究.笔者对教材进行了一下比对，发现完全相同的电路，可以有不同的探究功能，如探究“欧姆定律”实验所用的电路可以用作“伏安法测定值电阻”、“伏安法测小灯泡的额定功率”，或者可以探究“实际功率与小灯泡亮度的关系”等.又如有些相似的电路进行一些改进，可以达到不同的探究目的，例如探究“通电导体产生的热量与哪些因素有关”与探究“影响电流做功的因素”两实验，教师在实验复习课中可进行如下整合.

活动单1：探究“通电导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，所需器材有：学生电源、电热丝（阻值不同）、等质量煤油、开关、电流表、温度计、滑动变阻器等，如图5所示.

图5

问题：（1）上述实验中采用的方法有哪些？（2）如何比较产生热量的多少？（3）采用煤油代替水的原因？（4）要探究产生的热量与电阻大小的关系，应观察什么？如何操作？（5）要探究产生的热量与电流大小的关系，应观察什么？如何操作？（6）要探究产生的热量与时间大小的关系，应观察什么？如何操作？（7）本实验得出的结论是什么？

实验拓展：小明提议利用该装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他们应将其中一烧瓶中的煤油换成质量、温度均相等的水，并使甲、乙两烧瓶中金属丝的电阻水和煤油吸热的多少是通过来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）；实验发现水的温度上升得慢，表明的比热容比较小.

活动单2：增减实验器材，设计实验“影响电流做功的因素”.

（1）为了探究电功与电压的关系，要保持电流相同，应将两个不同阻值的电热丝（串／并）联连接成电路，来控制通过两灯的电流（相等／不相等），并用一个开关来控制通电时间.请画出实验的电路图（学生答案如图6甲）.闭合开关，观察两个温度计和两个电压表的示数.

（2）为了探究电功与电流的关系，要保持电压相同，将两个不同阻值的电热丝（串／并）联连接成电路，来控制通过两个不同阻值的电热丝的电压（相等／不相等），并用一个开关来控制.请画出实验的电路图（学生答案如图6乙）.闭合开关，观察两个温度计和两个电流表的示数.

图6

评价：在活动单2中，探究“影响电流做功的因素”的实验，所用甲、乙两段阻值不同的电阻丝替代了教材上所用“规格不同的两个小灯泡”；实验所用电热丝加热煤油，观察温度计示数变化的大小替代教材上通过“观察灯泡亮暗程度”，这种利用转换法反映电流做功大小的做法，较为学生理解、接受.运用控制变量法，从而有目的地增减实验器材，设计出新的实验探究电路，培养学生分析、设计电路的能力.通过活动单1、2的展示，将电功与电热巧妙地联系起来，学生在巩固原有知识的同时，创新能力得到进一步发展.

4 磁学板块相似实验的整合

磁学在整个初中物理所占比重较小，很多知识属于常识性了解.磁学实验常常借助的实验器材，如：磁体、铁芯、电源、导线（线圈）、小灯泡、电阻、开关、电压表、电流表等进行实验探究.笔者发现在介绍电动机与发电机的实验装置、实验原理等时，学生分不清它们的差别，常常张冠李戴，错误率极高.教师不妨抓住电磁之间的内在联系，在实验复习课中进行如下整合：

活动单1：探究电磁联系.

图7

评价：从外部结构来观察，较难区分电动机与发电机两个不同的模型，细微的差别在于：发电机是消耗机械能转化为电能，所以在电路中接上1只小灯泡，用来检验感应电流的产生情况；而电动机正好相反，消耗电能转化为机械能，所以在电路中接上提供电能的电源装置.通过把两个实验放在一起对比，使学生深刻了解电磁之间的联系，即电能生磁，磁亦能生电.这样生动的实验整合相比空洞的说教，起到的复习效果肯定有效的多.

总之，物理实验复习课的有效整合，不仅能够梳理已学物理知识，还能发现物理知识点间的内在联系.我们只有充分挖掘教材资源，通过实验相似点的归类、整合、拓展等教学手段的组合使用，才能最终摆脱物理实验复习课仅仅是简单记忆和书面考核的局面，还物理实验复习课的本来面目.作为物理实验的辅助，物理实验复习课应该上得风生水起，事半功倍.