初中物理相似实验对比复习的实践与思考

(江苏省南京市栖霞区实验初级中学尧化校区，江苏 南京 210046)

1 引言

中考物理复习容易受困于枯燥的题海之中，低效而乏味。提高复习课的效率是初三物理教师都在关注和思考的问题，复习课不应当是新课的压缩和重复，因此，转换思维、让学生从不同视角认识物理现象和问题是复习课成败的关键。笔者结合“专题：相似实验的对比(力与热)”的二轮复习市级公开课的教学实践，从三个方面交流利用对比方法进行相似实验复习的体会。

2 相似实验的对比复习

对比法是将相关联的知识进行对比、分析其异同、把握其本质特征的一种教学方法，在本文中是指在课堂教学中，运用对比的方法,澄清学生对一些相似的物理实验的错误认识，使其更加深刻地理解物理知识的内涵，提升物理学科核心素养。相似实验的对比复习，可从以下三个方面入手。

2．1 寻找相似的实验

首先要鼓励学生自己寻找学过的相似实验，从而建立实验对比的素材库。既可以让学生从已经学过的实验中寻找，也可以在教师限定的范围内寻找。例如，力学和热学中有不少非常相似的实验，笔者为了提高效率，首先列举了8个常见实验：探究动能大小与哪些因素有关、观察水的沸腾、测量固体的密度、探究阻力对物体运动的影响、探究冰的熔化特点、探究不同物质吸热升温的现象、测量液体的密度、比较不同燃料燃烧时放出的热量。

教师设问:以上为力学和热学中的8个重要实验，你觉得哪些实验可以进行对比复习？请说出你的依据。

学生通过讨论达成一致，将8个实验分成下列4组相似实验进行对比复习，并用磁贴按组贴好。

对比一：探究影响动能大小的因素和探究阻力对物体运动的影响。

对比二：观察水的沸腾和探究冰的熔化特点。

对比三：测量固体的密度和测量液体的密度。

对比四：探究不同物质吸热升温的现象和比较燃料燃烧放出的热量。

2.2 丰富对比的角度

既然是相似实验，必然有相同和不同之处，我们要从不同角度进行对比，寻找相似实验的相同点和不同点，这样也能维持学生不断探究的良好课堂状态。笔者在这节复习课上，尝试从以下角度进行对比。

2.2.1 实验器材和方法的对比

物理实验的相似在很多情况下是实验器材的相似，由于器材相似给学生辨析实验带来了难度。例如在“探究影响动能大小的因素”和“探究阻力对物体运动的影响”这两个实验中，器材就非常相似，学生经常张冠李戴：哪个实验需要木块？哪个需要不同的接触面？斜面的作用相同吗？如果用对比的方法，就能较好地解决这些疑难,笔者设计了如下活动。

活动1“实验内容比一比”：请阅读教材，完成表1中的填空。

表1

思考与讨论：(1) 如果斜面绝对光滑，能否得出这两个实验的结论？

(2) 如果没有斜面，你能想到可以替代的器材吗？如果用弹簧代替斜面，能探究动能与质量的关系吗？

设计意图：这两个实验是初中生极易混淆的实验，从实验器材角度看，都有斜面、小车、水平木板，确实非常相似。相同器材的作用是否相同？不同器材的作用又分别是什么？两个实验的方法有何相同和不同之处？学生如果能从这些角度去思考，对真正理解这两个实验会大有裨益。“思考与讨论”一方面是为了克服学生的思维定势，另一方面也是为了解决部分学生的疑惑：弹簧代替斜面到底行不行？

2.2.2 测量器材和表格设计的对比

在物理实验中经常需要设计表格，例如热学中的熔化和沸腾实验，在表格设计上就非常相似，于是笔者设计了如下活动。

活动2“实验表格比一比”：对照教材中“探究冰的熔化特点”和“观察水的沸腾实验”的记录表格，回答以下问题：

(1) 这两个实验在测量器材和数据处理方法上有哪些相同点？

(2) 在冰熔化和水沸腾这两个过程中，从温度和吸、放热两个角度看，有什么共同特点？

(3) 这两个实验在表格设计上十分相似，都有时间和温度，为什么冰的熔化实验表格需要多一行？

设计意图：通过讨论，学生明白了表格内容的设计取决于实验中需要观察和记录的信息，这对他们理解其他实验表格的设计大有帮助。

2.2.3 测量原理和顺序的对比

在很多测量实验中，测量原理和顺序的对比非常重要。例如“测量固体的密度”和“测量液体的密度”是两个非常相似的实验，笔者首先提出问题：这组实验的测量原理相同吗？你觉得哪个物理量的测量更难一些？学生发现：两个实验在测量原理上是相同的，但液体密度的测量顺序对实验误差的影响较大，因此笔者设计了如下活动。

活动3“实验顺序议一议”：观看三位同学测量某红色液体密度的实验视频(如图1)，请同学们点评视频中三位同学的测量顺序，讨论误差产生的原因，其后可以追问：顺序如何改进，以减小实验误差？

图1

设计意图：通过对这三种测量顺序的讨论，学生可以清楚地了解液体密度测量误差产生的原因，提醒学生注意：在测量液体密度的实验中所测质量和所测体积必须要对应。

2.2.4 研究对象和研究方法的对比

初中生由于对研究对象认识的不到位，导致对很多实验的理解出现偏差，最明显的就是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较燃料燃烧放出的热量”这两个相似实验。无论从器材选取、变量控制还是表格设计，两个实验都很相似。因此笔者设计了如下活动，引导学生对比这两个实验。

活动4“实验器材摆一摆”：请自选器材，并完成“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较不同燃料燃烧放出的热量”两个实验的器材摆放。

思考与讨论：(1) 这两个实验在测量器材的选择上有哪些异同点？

(2) 这两个实验的研究对象分别是什么？

(3) 这两个实验都用到了转换法，请具体说明转换法在这两个实验中的应用。

设计意图：通过干扰项的设置，让学生通过对比分析，明确研究对象，在此基础上回答需要控制哪些变量？为什么要控制？同时也使学生对两个实验所运用的转换法有了清晰的认识。

2.3 编制实验对比的习题

经过相似实验的对比和讨论，学生已经初步明了两个实验的异同，这时需要教师自编习题，习题中必须涉及两个相似实验的相同点和不同点，学生通过适当的训练，可以加深对实验异同点的理解。例如，针对第一组对比实验笔者编制了以下例题。

例1：小明用如图2所示器材探究影响物体动能大小的因素。

图2

(1) 图中实验是探究动能与的关系，小明正确操作，得出了实验结论，支持该结论的现象是。

(2) 小明如果想继续探究阻力对物体运动的影响，以上器材可以不用的有，需要添加的器材有，添加上述器材的目的是。为完成该实验，应每次将小车从斜面上的(选填“同一”或“不同”)高度处释放。

设计意图：这个题目将两个实验有机地串联起来，从器材的取舍、变量的控制等角度进行对比，可以加深对复习内容的理解。

3 结语

通过相似实验的对比教学，阐明了其中的“同”,更重要的是突出了“异”，这样做可更好地帮助学生弄清实验之间的共同点和差异点,加深学生对物理实验和相关知识的理解,提高课堂教学的实效。