關(guān)于初中物理實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)試題的探究

葉德天

摘 要：實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的基礎(chǔ)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，是初中物理教學(xué)的重要任務(wù)之一。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的任務(wù)，要通過實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)，才能得以體現(xiàn)。本文以突出基本概念和基本原理為指導(dǎo)思想編改實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)試題，并基于實(shí)際教學(xué)、實(shí)驗(yàn)操作及近些年實(shí)驗(yàn)操作考試效果的基礎(chǔ)上編改實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)試題，以期達(dá)到提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生具有一定的科學(xué)探究能力。

關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗(yàn)；評(píng)價(jià)；試題；初中

1 實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)試題提出背景

實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的基礎(chǔ)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，是初中物理教學(xué)的重要任務(wù)之一，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要任務(wù)是通過對(duì)物理概念的說明，探索和驗(yàn)證物理規(guī)律，掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)觀察、分析和抽象思維能力，從而使學(xué)生掌握研究物理現(xiàn)象的根本方法 [1 ]。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的任務(wù)，要通過實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)才能得以體現(xiàn)，但是要通過具體的教學(xué)過程來完成，在不同章節(jié)教學(xué)的內(nèi)容不同，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體方法和重點(diǎn)任務(wù)也有所不同。因此，在教學(xué)中應(yīng)該根據(jù)各章節(jié)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，確定實(shí)驗(yàn)教學(xué)具體要求和方法。

新課程初中學(xué)生實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)技能要求較多，有些概念、原理、抽象、綜合性強(qiáng)，在實(shí)驗(yàn)中既有定量的分析又有定性分析，要求較高。我校除了要求保質(zhì)保量完成中考要求的20個(gè)必考實(shí)驗(yàn)外，還在每學(xué)期安排時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)考試。我們加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，認(rèn)真編改實(shí)驗(yàn)試題。實(shí)驗(yàn)試題的編改思路、操作等的具體指導(dǎo)思想是：在義務(wù)教育物理課程的宗旨基礎(chǔ)之上，突出基本概念和基本原理。通過實(shí)驗(yàn)觀察與分析，深化對(duì)概念、原理的理解。

2 實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)試題編改思路

在初中物理學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，多數(shù)實(shí)驗(yàn)室能提供的實(shí)驗(yàn)器材條件并沒有很精確或是極其符合實(shí)驗(yàn)要求，因此在實(shí)驗(yàn)過程中要求學(xué)生具有懂得如何選擇合適器材和減小客觀因素所帶來的實(shí)驗(yàn)誤差。對(duì)于器材的要求除了器材的精密程度還有體積、材質(zhì)、吸水性等，還應(yīng)基于動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上選擇出最適合實(shí)驗(yàn)的器材。在以往的實(shí)驗(yàn)試題中，多數(shù)實(shí)驗(yàn)試題默認(rèn)了一個(gè)理想的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，模擬一個(gè)不受其他客觀存在并不可消除的影響條件，因而造成了教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)“做實(shí)驗(yàn)不如看實(shí)驗(yàn)，看實(shí)驗(yàn)不如說實(shí)驗(yàn)”。我們?cè)诮虒W(xué)中不能本末倒置，我們實(shí)驗(yàn)的目的是在于提高學(xué)生的動(dòng)手能力，而非記憶知識(shí)點(diǎn)的能力。因此對(duì)于實(shí)驗(yàn)試題的編改的基礎(chǔ)是在學(xué)生真真切切的參與實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)遇到的問題上建立的。

3 實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)試題實(shí)例分析

基于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所遇到的問題及觀察到的與不同于理想實(shí)驗(yàn)效果的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，我們主要從力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)這幾個(gè)部分中選出實(shí)驗(yàn)課題，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)試題的編改，以達(dá)到突出基本概念和基本原理，通過實(shí)驗(yàn)觀察與分析，深化對(duì)概念、原理的理解這一基本宗旨。

3.1 力學(xué)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)試題

例1 某興趣小組為“探究定滑輪組的特點(diǎn)”，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)探究過程：首先利用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出物體的重力G，分別按圖1和圖2組裝好器材。勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使物體向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，分別記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1和F2。

（1）在圖1和圖2兩種實(shí)驗(yàn)操作方法中錯(cuò)誤的是

，正確的操作方法是 。

（2）在實(shí)驗(yàn)過程中，可以發(fā)現(xiàn)F1 G， F2 G。 （填“大于”、“等于”或“小于”）

本題主要考察學(xué)生對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)在使用時(shí)除了要注意校零，還需重點(diǎn)考慮彈簧測(cè)力計(jì)在倒置時(shí)有自重的影響，培養(yǎng)學(xué)生全方面思考問題，注意根據(jù)實(shí)驗(yàn)的具體情況，正確使用彈簧測(cè)力計(jì)。同理，在探究動(dòng)滑輪組特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，也可以研究出圖3和圖4中彈簧測(cè)力計(jì)自重對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的影響，從而得出它們之間的關(guān)系。

例2 在探究“二力平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中：

（1） 如圖5所示的為甲、乙兩組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。你覺得 組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中選擇的器材更加合理，理由： 。

（2） 在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置圖中，定滑輪的作用是

。

（3） 在探究力的大小對(duì)二力平衡的影響時(shí)，通過調(diào)整 來改變F1和F2的大小。

本題的問題設(shè)計(jì)意圖主要在于培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)分析過程中需要考慮到摩擦力這個(gè)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生在選擇實(shí)驗(yàn)器材的方面的能力，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

3.2 電學(xué)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)試題

例2 某實(shí)驗(yàn)探究小組在學(xué)習(xí)測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)后，對(duì)“不同連接狀態(tài)下燈泡的亮度”產(chǎn)生了濃厚的興趣。因此，他們又進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：

（1）如圖6將兩只燈泡規(guī)格為“220V 60W”的甲燈、“220V 25W” 的乙燈串聯(lián)在220V的電路中，檢查完電路的正確性后閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)兩盞燈均能發(fā)光，且 燈更亮。

（2）為了找出兩燈泡串聯(lián)的發(fā)光情況是否有規(guī)律，該興趣小組選用多組不同規(guī)格的燈泡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)將兩只燈泡規(guī)格為“220V 100W”的丙燈泡、“220V 25W” 的丁燈泡串聯(lián)在220V的電路中，檢查完電路的正確性后閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)丙燈 ，丁燈 （均選填“很亮”、“微亮”、“不亮”），原因：

。

本題問題設(shè)置由淺至深，先將兩支規(guī)格相近的燈泡串聯(lián)，由于兩燈泡電阻相差不大，對(duì)電源電壓的分配較為均衡，所以燈的亮暗情況與理論計(jì)算的結(jié)論相符（兩燈泡串聯(lián)，額定功率越大的燈泡越暗），這點(diǎn)學(xué)生通過理論知識(shí)可以解決。但是在題（2）中聯(lián)系了實(shí)際操作情境，從而加大本題難度，將燈泡換成“220V 100W”“220V 25W”兩種規(guī)格從理論方面來講，當(dāng)兩燈串聯(lián)，兩燈都發(fā)光且額定功率為25W的燈泡更亮。所以很多人都以為這答案絕對(duì)正確?？墒?，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中我們將“220V 100W”“220V 25W”兩者串聯(lián)接在家庭電路中時(shí)，“220V 25W”發(fā)光，“220V 100W”的根本不發(fā)光。在實(shí)際電路中，兩燈泡電阻相差太多時(shí)，燈泡電阻越小，加在其兩端電壓越小，導(dǎo)致燈泡雖然沒有出現(xiàn)故障，但由于電壓不夠，不足以使它發(fā)光。由此學(xué)生可解釋為什么在夏天用電高峰期家中的燈泡亮度會(huì)偏暗的這種實(shí)際情況。

例3 如圖7所示電路，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，

（1） 電燈L1和L2 聯(lián)，電壓表測(cè)量的是 電壓。

（2） 若L1燈絲斷了，則電壓表測(cè)量的是 電壓。

（3） 若把兩個(gè)相同的電壓表甲、乙接入電路（如圖8所示），且電源電壓是3V，則甲、乙電壓表的讀數(shù)分別是

、 。

本題的設(shè)計(jì)意圖主要在于考察學(xué)生對(duì)于電路的分析，涉及到串聯(lián)分壓、電壓表電阻很大等知識(shí)，而且只有通過實(shí)驗(yàn)才能更好地加以理解掌握，特別是如圖8實(shí)驗(yàn)，對(duì)于相當(dāng)部分的學(xué)生在沒有實(shí)驗(yàn)之前會(huì)認(rèn)為兩個(gè)電壓表的讀數(shù)為0而造成錯(cuò)誤。所以，對(duì)于實(shí)驗(yàn)試題的編改前提是應(yīng)盡量讓學(xué)生多參與實(shí)驗(yàn)，提高動(dòng)手及物理思維能力。

3.3 光學(xué)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)試題

例4 小曾同學(xué)在探究“凸透鏡成像規(guī)律”時(shí)，選用焦距為12cm的凸透鏡。（如圖9所示）

（1）他在光具座上依次將蠟燭、凸透鏡、光屏擺放好，點(diǎn)燃蠟燭后，發(fā)現(xiàn)無論如何移動(dòng)光屏始終找不到像，可能的原因是 。（寫出一種即可）

（2）處理該因素后，當(dāng)蠟燭與凸透鏡的距離為40cm時(shí)，此時(shí)移動(dòng)光屏可得到 倒立的實(shí)像（選填“放大”或“縮小”）；若再將蠟燭向靠近凸透鏡方向移動(dòng)一些，為了獲得清晰的實(shí)像，光屏應(yīng) （選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）凸透鏡方向移動(dòng)。

（3）若在實(shí)驗(yàn)中光屏上已找到一個(gè)清晰的實(shí)像，將一片不透明硬紙片遮住透鏡的下半部分，則此時(shí)光屏上的像將會(huì)如何變化？

（4）若在凸透鏡的左側(cè)附近放置一近視鏡（圖9中未畫出），這時(shí)為了能夠在光屏上獲得清晰的像需要將光屏向 （選填“左”或“右”）移動(dòng)。

本題考查學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟的準(zhǔn)確操作，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在實(shí)際操作中應(yīng)注意觀察及記錄相應(yīng)的現(xiàn)象。并能根據(jù)實(shí)驗(yàn)中燭焰在光屏上成像的情況進(jìn)行觀察，分析物距、像距與成像效果之間的關(guān)系，強(qiáng)化學(xué)生歸納總結(jié)能力。對(duì)于第三小題的設(shè)置可以與生活結(jié)合進(jìn)行深入探討，當(dāng)拍照的攝像機(jī)攝鏡頭上有一只飛蟲時(shí)，問學(xué)生此時(shí)拍出照片是怎樣的情況。

3.4 熱學(xué)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)試題

例5 如圖10所示，為“探究水的沸騰”的實(shí)驗(yàn)裝置圖：

（1）安裝實(shí)驗(yàn)器材時(shí)應(yīng)先固定 （填“石棉網(wǎng)”或“溫度計(jì)”）。

（2）水沸騰時(shí)溫度計(jì)示數(shù)如圖10甲中所示，則水的沸點(diǎn)為 。甲、乙兩組同學(xué)分別繪制出水的溫度隨時(shí)間變化圖象，如圖10乙所示，試分析乙組加熱至沸騰時(shí)間較長(zhǎng)的可能的原因 。（寫出一條即可）。

（3）甲組同學(xué)撤去酒精燈后，發(fā)現(xiàn)水 填（“立刻”或“未立即” ）停止沸騰，請(qǐng)解釋說明其原因。 （合理即可）

本題考查學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的正確操作順序，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，同時(shí)結(jié)合圖像，考察學(xué)生的分析能力，并通過開放性試題的設(shè)置，激勵(lì)學(xué)生多思多想，鼓勵(lì)學(xué)生提出不同的答案合理即可。當(dāng)然，在力學(xué)中有很多關(guān)于測(cè)量性實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中由于實(shí)驗(yàn)步驟的不規(guī)范很容易造成測(cè)量結(jié)果的偏大或偏小，所以要求盡可能優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)過程的合理性。

4 結(jié)束語

以上是對(duì)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)試題的編改，教學(xué)過程中得到了預(yù)期的效果，提高了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)的操作難度。實(shí)驗(yàn)動(dòng)手過程是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)興趣、提高物理課堂教學(xué)效果的有效途徑 [2 ]。我們可以借助實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)試題的一些特殊的物理情境、物理模型和一些物理過程，化“煩”為“簡(jiǎn)”、化“普通”為“特殊”等去充分培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，通過貼近學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作問題的引入，進(jìn)而為提升學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)服務(wù)。通過思考把知識(shí)點(diǎn)更快地轉(zhuǎn)化為理性認(rèn)識(shí)，從而更好地解決所遇到的實(shí)際問題，提高了教學(xué)效果。更為重要的是，通過實(shí)驗(yàn)實(shí)際問題的設(shè)置促進(jìn)了學(xué)生深刻理解物理知識(shí)的本質(zhì)，源于生活實(shí)踐的問題解決策略有助于對(duì)物理與生活關(guān)系的認(rèn)識(shí)，以及對(duì)物理本質(zhì)的理解。

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