挫折的實驗過程 完美的實驗效果

方紅德 吳忠淼

摘?要：晶體與非晶體演示實驗不是高考的必考實驗，在平時的教學(xué)中常被忽視.從實驗材料云母片的處理、實驗過程的各種嘗試及最后實驗的投屏展示等方面都取得了比較完美的演示效果.

關(guān)鍵詞：晶體;云母;橢圓;實驗

文章編號：1008-4134（2019）21-0046?中圖分類號：G633.7?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

作者簡介：方紅德（1965-），男，安徽安慶人，本科，中學(xué)物理特級教師，中學(xué)物理正高級教師，研究方向：課堂教學(xué)有效性的定量測評，信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的有效融合，物理課堂教學(xué)生活化的教學(xué)風(fēng)格研究.

因為申報學(xué)科名教師的需要，筆者需要上一節(jié)匯報課，準(zhǔn)備時間只有五天.根據(jù)教學(xué)進(jìn)度，上課的內(nèi)容是人教版選修3-3第九章第一節(jié)固體.本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容，課標(biāo)和教材要求都比較低，雖然內(nèi)容較多，但難度不算大，課中需要演示一個晶體與非晶體各向?qū)嵝阅懿町惖膶嶒?

1?挫折的實驗過程

以往在學(xué)習(xí)“固體”這節(jié)內(nèi)容時，為了省事，都沒有演示“晶體與非晶體導(dǎo)熱各向異性”這個實驗，通常是播放這個實驗的視頻給學(xué)生看，然后根據(jù)視頻中的實驗現(xiàn)象，就直接引出“晶體熱現(xiàn)象各向異性”和“非晶體各向同性”的概念.本次是專家當(dāng)堂聽課的重要匯報課，筆者當(dāng)然要現(xiàn)場演示這個實驗了.然而，看似一個簡單的演示實驗，卻讓筆者飽受挫折與尷尬，也讓筆者為之前的偷懶省事補交了學(xué)費.

1.1?彩蠟、純蠟，均不見橢圓

在聽到學(xué)校物理實驗員說實驗室沒有云母片之后，筆者就委托同備課組的吳老師幫忙在淘寶上選購，上課前兩天到貨.筆者與吳老師一起共同研究這個實驗.筆者先是請吳老師按照課本的實驗方案做幾次，看看效果是否與課本上描述的一致.吳老師為了增加演示實驗的可見度，選用了彩色臘燭的臘作為實驗的材料.實驗的現(xiàn)象是：非晶體的玻璃片上出現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的圓形圖形（與課本描述的一樣），而晶體的云母片上也是出現(xiàn)了一個比較標(biāo)準(zhǔn)的圓，并沒有出現(xiàn)應(yīng)該出現(xiàn)的橢圓.吳老師重復(fù)做了幾次實驗，都是同樣的實驗現(xiàn)象.于是，吳老師上網(wǎng)查閱資料，尋找云母片上沒有出現(xiàn)橢圓的原因.吳老師查閱資料后得知本實驗需要純凈的臘.于是，又買了新的石臘來做這個演示實驗，做了幾次實驗之后，云母片上顯示的現(xiàn)象依然還是一個圓.這下吳老師就有點納悶了，用純凈的蠟做實驗，云母片上怎么還是沒有出現(xiàn)橢圓呢？他猜測，會不會是涂的臘不均勻造成的呢？他把云母片放到電陶爐上，將石臘熔化成臘水，使蠟水均勻地分布在云母片上，然后讓它冷卻，再次重復(fù)上述的實驗過程，實驗的現(xiàn)象再一次令人失望.

1.2?幾經(jīng)變換，依舊不見橢圓

吳老師思考是不是用電烙鐵作為熱源時，接觸云母片的尖端部分對云母上的石蠟加熱時，電烙鐵尖端周圍的熱輻射也會影響實驗現(xiàn)象呢？于是，他在云母片的下方加上一層帶有小孔的隔熱板來做實驗，實驗現(xiàn)象依然是一個圓.他又分析是不是用電烙鐵做熱源不合適呢？于是，在電烙鐵加熱的尖端部分，綁上了一根大號的縫衣針作為熱源，實驗現(xiàn)象又一次讓人失望.

筆者和吳老師都懷疑是不是云母片的質(zhì)量有問題，電話向商家咨詢，但商家非?？隙ǖ鼗卮穑颇钙馁|(zhì)量沒有問題.筆者打電話詢問附近幾所學(xué)校的物理老師，很遺憾，他們也沒有做過這個實驗的經(jīng)驗.現(xiàn)在能想到的是不是石臘不合適呢？又經(jīng)多方尋找，在生物實驗室里找到一小塊蜂臘.心想，再做實驗應(yīng)該沒有問題了吧，結(jié)果卻再一次遭受打擊.

1.3?Q友資源，助力顯現(xiàn)橢圓

在幾經(jīng)挫折之后，筆者又突然想起在QQ群中向群友求助.在描述實驗過程和現(xiàn)象之后，有幾位Q友提供了有價值的經(jīng)驗.他們認(rèn)為：石臘和蜂臘都可以做實驗材料，電烙鐵做熱源也行，云母片下方增加隔熱層是需要的，只是忽略了最關(guān)鍵的一步：剛買回來的云母片很可能是幾層疊在一起的，這幾層疊在一起的云母片在加熱時，各向異性可能抵消了，所以實驗的現(xiàn)象是一個圓而不是橢圓.

剛買來的云母片本來就比較薄，還能分成幾片，這可是之前我們沒有想到的.在Q友的啟發(fā)下，筆者又開始嘗試分離云母片.剛開始分離時，第一張云母片分成了兩片云母片，只是由于分離技術(shù)原因，兩張云母片都破碎了;第二次分離時得到了3片完整的云母片，只是每一片都很薄，要特別小心，輕拿輕放.有了單層薄云母片之后，筆者又在涂臘的均勻性、加熱的集中性、云母片放置的水平性等方面做了進(jìn)一步的改進(jìn)，終于在第3次實驗時，云母片顯示了遲到的“橢圓”.

至此，一個看似簡單的演示實驗，在經(jīng)歷了二十多次失敗之后，終于出現(xiàn)了早該出現(xiàn)的“橢圓”實驗現(xiàn)象，為順利引出晶體導(dǎo)熱各向異性的概念提供了實驗基礎(chǔ).

2?完美的實驗效果

演示實驗效果問題解決之后，隨之而來的是如何讓學(xué)生和專家在課堂上直接看到實驗現(xiàn)象.因為這個演示實驗的實驗現(xiàn)象是面向天花板的，課堂演示實驗時，云母片上的“橢圓”是與學(xué)生的視線平行的，臘層熔化過程學(xué)生是看不到的，這就使演示實驗對學(xué)生的吸引力和實驗的功效都受到影響.所以，下一步要解決如何讓學(xué)生同步看到實驗現(xiàn)象的問題.

筆者首先想到的是利用實物投影儀對實驗現(xiàn)象進(jìn)行投影，在教室里的實物設(shè)影儀上試了一下，鐵架臺的底盤遮擋了光線，不可行;后來想到用微信和QQ同步直播，發(fā)現(xiàn)微信和QQ不能同步直播，只能錄像后再播放，可是又不符合同步直播的要求.后來，上網(wǎng)查找方法，發(fā)現(xiàn)了一款“手機助手APP”具有同步直播功能.筆者趕緊安裝了這款“手機助手APP”軟件，立即測試了一下，投屏效果很清楚，這就很好地解決了實驗現(xiàn)象的直播問題.

至此，本實驗所遇到的麻煩問題都得到了有效解決.在課堂上演示本實驗時，玻璃片所代表的非晶體導(dǎo)熱各向同性實驗現(xiàn)象和云母片所代表的晶體導(dǎo)熱各向異性實驗現(xiàn)象，通過“手機助手APP”直播到屏幕上，實驗現(xiàn)象很明顯、視覺效果很清晰，學(xué)生興趣度比較高，整體教學(xué)效果得到了評委專家的一致好評.課后，評委專家還饒有興趣地向筆者咨詢手機投屏的技術(shù)問題.

3?深刻的實驗感悟

華東師范大學(xué)葉瀾教授指出：“一個教師寫一輩子教案不一定成為名師，如果一個教師寫三年的反思，有可能成為名師.”教學(xué)反思是課堂教學(xué)之后對教學(xué)過程及教學(xué)得與失的總結(jié)與反思，總結(jié)經(jīng)驗，反思不足，思考完善的策略等.本節(jié)課后，筆者從課前的實驗準(zhǔn)備、課中的實驗過程以及課后與評委、學(xué)生的交流等方面進(jìn)行了總結(jié)與反思.

3.1?實驗教學(xué)來不得半點投機取巧

平時教學(xué)中不能投機取巧，要認(rèn)真地做好每一個演示實驗、分組實驗甚至是拓展性實驗等，不能用視頻、動畫代替真實的實驗過程，實驗的魅力、實驗的功能只有在實驗過程中才能體現(xiàn)出來.本次看似簡單的演示實驗，如果以前做過這個實驗，提前解決了實驗中遇到的問題，就不至于在這么短的時間內(nèi)如此倉促地研究這個實驗.

3.2?既要自己努力，也要善于借力

在資訊高度發(fā)達(dá)的今天，教師要充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)資源、微信群資源和QQ群資源等.本次實驗過程中遇到的問題和挫折，正是在Q友的提醒下得到解決的.所以說，努力很重要，經(jīng)歷很重要，但有時借力也很有必要，畢竟個人的智慧是有限的，海量的網(wǎng)絡(luò)資源是無限的，適當(dāng)?shù)亟枇κ悄芴岣吖ぷ餍实?

3.3?充分發(fā)揮教育技術(shù)的輔助作用

上完課之后，筆者分別與評委專家進(jìn)行了交流.評委說本節(jié)課的兩個教學(xué)亮點都是教育技術(shù)的合理應(yīng)用.“手機助手APP”直播實驗現(xiàn)象，不僅較好地解決了實驗過程的直播問題，還放大了實驗現(xiàn)象，增加了實驗的可見度，在一定程度上還激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，可謂一舉多得.所以，在信息技術(shù)快速發(fā)展的今天，每位教師平時都要多關(guān)注和了解一些前沿的教育技術(shù)軟件，并及時應(yīng)用到課堂教學(xué)中，更好地服務(wù)課堂教學(xué).

（收稿日期：2019-07-19）