略谈物理实验的细节问题

阳信县银高中学   刘希林   文丽华

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。在相关的实验教学过程中，教师重视细节的程度不同，效果也不尽相同。就本次省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，举几例说明相关细节问题的重要性，与同仁商榷。

一、视听效果影响的可见度的细节问题

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，考虑可见度因素越全越好，视听冲击效果越强烈越好。

例如，在演示扩散快慢跟温度有关的实验中，教师同时向冷热两杯水中各滴入一滴墨水，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抽气机。因为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。这也属于可见度的细节。

二、实验顺序的先后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，而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，将正在发声的音叉插入水中，水花四溅，说明正在发声的音叉在振动。在听课过程中，我发现有的教师发下器材，让学生在小组内自主探究。学生在探究此实验时，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音叉，可能教师没能照顾过来，所以没有纠正，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，发声的音叉在振动这一最基本的原理。

三、实验火候的把握影响着教学效果的细节问题

演示实验或拓展实验，把握恰当的火候，对教学原理的解释无疑起推动作用，而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。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，通过空气传播全班同学都能听到，学生不信服；声音小了，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，话筒一端的学生照着卡片上的内容读（也应当让全体学生看清卡片内容），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到并且都能回答正确为止。这样全体同学都会信服了。这是火候分寸的细节问题。

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，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”，说明物体对外做功，内能减小，温度降低。此实验的细节是：用手拧瓶盖放气的时候，一定要迅速，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。这也是火候分寸的细节问题。

四、解释原理干扰因素过多的细节问题

用拓展实验解释物理原理，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。教师的创新意识无可厚非，但是通过分析不难看出，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“温暖”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，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，也不能很好地让学生信服。这是干扰因素过多影响说服力的细节问题。

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，有的教师就讲水的比热大，是造成沿海地区昼夜温差小，形成海洋性气候的主要原因；泥土的比热小，是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，根据报纸上受污损的气象预报信息框中信息条，让学生再根据青岛、临沂两地的气候及温度差（一天的最高、最低温度）特点，判断哪条是青岛的气象预报、哪条是临沂的气象预报。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判断地域。

还有的教师列举比热拓展实验，就说太阳下岸上的沙子比河水升温快，以此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。这时教师就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”的原因，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，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，让学生体验过程，然后再做出回答，这样学生就会信服了。

五、实验技巧的细节问题

同样的实验，同样的做法与程序，有时成功有时失败，这可能就是技巧问题。

例如，在利用空气压缩引火仪，手迅速压缩活塞使棉花燃烧这个实验中，相关的细节有：如果棉花成团儿，硝化棉就不易燃烧，而较蓬松的硝化棉就易燃烧。再就是如果燃烧一次，要想再次燃烧，必须将活塞抽出，让空气重新进入。这是实验技巧的细节问题。

再如，在研究“物质的比热容”的实验时，选用酒精灯的火焰必须相同，如果火焰不同，有时也不会有正确的结果。这也是实验技巧的细节问题。

总之，在实验教学的预设中，教师要尽量想到生成的相关细节，以便在实验教学中游刃有余。教师预设准备不管多么细致，在课堂教学的生成中，总有一些生成细节难以把握，处理不好就有可能延误整节课教学目标的达成。这就要求教师处理问题的细节上要把握分寸，将时间分配做科学合理的安排。

（《山东教育》2012年5月第14期）