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1“換”器材，“改”方案

物理實驗比較靈活，不同的實驗可以用同樣的實驗器材，而同一個實驗又可以用不同的實驗器材，設計出不同的方案。在實驗教學中，要讓實驗方案有變化，教師給學生變換一下器材并讓學生嘗試自主設計方案，在此過程中激發學生思考，促進學生對實驗原理本質的理解，并在設計、完善方案時，師生的交流過程中激起思維的火花。探究外力做功與物體動能變化關系的實驗，高一新課選用的器材和實驗主要步驟如表1中的方案1。高三實驗教學不妨給學生提供氣墊導軌、光電門、數字計時器、滑塊、重物等器材，引導學生設計方案和實驗步驟，最終得到表1中的方案2。完成實驗方案設計之后，可讓學生比較兩個方案的優劣，在比較中思考。通過比較，學生對實驗原理理解得更透徹，實驗誤差分析水到渠成。方案1的優點：計算簡單，取材方便；缺點：操作不易，平衡摩擦力難度較大，容易出現平衡摩擦力角度不夠或者角度過大；計算速度的時候需要找一段點跡均勻的點，找點和測量不準容易帶來誤差。方案2的優點：操作容易，測量比較準確；缺點：用懸掛重物的重力代替滑塊不準確，重物的重力大于滑塊的合外力。這樣比較對促進學生知識的理解和思維發展有很大的幫助，實驗教學的目的順利達成。

2“加”器材，選方案

高三實驗教學時，教師可以根據情況，給學生的器材比原來高一、高二新課教學時多一些。學生設計實驗方案時，首先面臨器材選擇的難題，其次選擇不同的器材可設計不同的實驗方案，又面臨實驗方案的選擇。當面臨選擇的時候，會引發學生深入地比較與思考，對學生融會貫通原理與方法大有益處。在測量電源電動勢及其內阻的實驗中，通常給出的器材有電壓表、電流表、滑動變阻器、開關、導線、待測電源，用這些器材可設計出圖1所示的電路。高三的實驗教學可在上述器材的基礎上增加電阻箱、單刀雙擲開關、定值電阻R1和R2，讓學生設計盡可能多的方案，進行誤差分析，并對比幾個方案的優劣。學生就可以在教師的引導下設計出圖2、圖3、圖4所示的實驗電路圖。VASV圖1測量電源電動勢及其內阻實驗電路圖(1)圖2測量電源電動勢及其內阻實驗電路圖(2)AVR1R2S1S2圖3測量電源電動勢及其內阻實驗電路圖(3)圖4測量電源電動勢及其內阻實驗電路圖(4)讓學生在有多余器材的情況下設計實驗方案，具有挑戰性，往往不是一步到位的，也不可能每個學生都能設計出所有可能的實驗方案。教學中教師應重視師生之間的溝通，及時發現學生的錯誤，及時給學生幫助，避免打擊學生的學習熱情。教師要及時引導學生發現思考錯誤，糾正錯誤，使方案得到完善。教師也要重視生生之間的交流，讓學生在互助中，盡可能多地完成實驗方案設計，學生在互相促進中達成學習目標。最后，教師再綜合學生設計的所有方案，讓學生比較方案的優劣，對實驗方案作出選擇。這樣的實驗教學過程，充分尊重了學生的主體地位，有利于激發學生的學習主動性和探究的熱情。

3“缺”器材，創方案

有些中學實驗，如果缺少部分器材依然能夠完成。對這樣的實驗，教師在高三組織實驗教學時，給學生的器材可以“缺”。讓學生在缺少器材的情況下想辦法設計新的實驗方案。這更能體現師生的智慧，也更能充分發揮學生的學習主觀能動性，會有很好的教學效果。例如，在驗證力的平行四邊形定則的演示實驗中，高一新課教學時，采用兩個彈簧測力計來完成。在高三復習教學中，不妨只給學生一個彈簧測力計，讓學生來設計方案。經過教師的引導，師生共同設計出如下方案：1.將圖釘固定在木板上的A點，將橡皮筋一端與兩個細繩套栓接于同一結點，橡皮筋另一端套在圖釘上；2.把兩細繩套中的一條與彈簧秤連接，然后同時拉這兩條細線（一只手直接拉細繩套，另一只手通過彈簧秤拉細繩套），把橡皮筋和細繩套的結點拉伸到O點，記下O點的位置、兩細繩的方向及彈簧秤的示數F1，如圖5所示；3.放回橡皮筋，將彈簧秤連接到另一根細繩套上，再同時拉這兩條細繩，且兩條細繩位于上一步中記錄下來的方向上，仍然把橡皮筋與細繩套的結點拉伸到O點，讀出彈簧秤的讀數為F2；4.松開拉細繩的手，用彈簧秤沿AO方向拉橡皮筋，仍然把結點拉到O點的位置，記下細線的方向和彈簧秤的讀數F'；5.作出F1、F2、F'的圖示，以F1、F2為鄰邊作平行四邊形，對角線為F；6.比較F和F'，如果二者大小基本相等，方向基本相同，則平行四邊形定則成立。ABCO圖5驗證力的平行四邊形定則實驗示意圖通過對原來實驗器材、實驗方案的改變，把原來教材上一次測出F1、F2變成分兩次完成，多了一次等效替代，讓學生對本實驗中的等效替代的思想有了更深刻的認識，取得很好的教學效果。這樣的變化能更好地激活學生的思維，激發學生的學習興趣。

參考文獻：

[1]鄭青岳．“設計實驗方案”教學的幾種策略[J].教學月刊（中學版），2011（5）：62．

作者:朱小勇 單位:江蘇省如東高級中學