條件型實驗設計的教學反思

　　縱觀近幾年來各地的中考試卷，物理實驗的考核題目中不斷出現(xiàn)了些靈活性較強、源于教材又略高于教材的實驗設計型試題和數(shù)據(jù)處理型試題。按其考查的內(nèi)容來分主要有設計實驗方案或步驟、數(shù)據(jù)記錄和處理、實驗設計與數(shù)據(jù)處理綜合題三種類型。

　　設計實驗方案或步驟該類題型要求根據(jù)實驗目的設計實驗方案或步驟，按其要求不同又可分類為：

　　1.目的型實驗設計題。題中的實驗目的是既定的，但對實驗的原理、方法、所需器材不作任何限制，在不違背科學性、可行性的前提下，可自行選擇方案。

　　2.條件型實驗設計題。題目要求在給定的條件（如儀器）下，設計實驗步驟，完成某一實驗目的。依據(jù)題中給出的器材數(shù)量，此題型又可分為兩類：（1）所給實驗器材多于正常需要；（2）所給實驗器材少于正常需要。

　　3.確定最佳實驗方案或步驟。根據(jù)題目給定的器材有多種方案可選擇。這類題目似乎很簡單，但得分率不高原因是最佳性把握不好。

　　設計型實驗是近年來，隨著中考實驗命題的改革出現(xiàn)的命題形式，它是根據(jù)現(xiàn)行課程標準的要求。在學生掌握基本實驗原理的基礎(chǔ)上，應用最基本的測量儀器，自行設計實驗方案的一種新的題型。它涉及到對原有實驗認識和再加工，涉及到實驗器材的選擇，實驗步驟的安排，實驗方法的變化，實驗數(shù)據(jù)的處理等。它不僅能夠考查對原有實驗的掌握情況，還能考查學生綜合運用知識的能力和創(chuàng)造思維能力。

　　但是，教師在利用條件型實驗設計培養(yǎng)學生能力時，由于學生不太關(guān)注對所學知識的`整合，教學時往往達不到對預期的效果。如：

　　正北牌方糖是一種用細白砂糖精制而成的長方體糖塊，為了測出它的密度，除了一些這種糖塊外還有下列器材：天平、量筒、毫米刻度尺、水、白砂糖、小勺、鑷子、玻璃棒，利用上述器材可有多種測量方法，請你答出兩種測量方法。要求寫出：

　　（1）測量的主要步驟及所測的物理量；

　　（2）用測得的物理量表示糖塊的密度的式子。

　　答案：方法一：用天平測出3塊方糖的質(zhì)量m，用毫米刻度尺測出一塊的長a，寬b，高c，則密度

　　方法二：用天平測出3塊方糖的質(zhì)量m，向量筒里倒入適量的水，記下水的體積v1，把3塊方糖放入量筒內(nèi)的水中，馬上讀出這時水和方糖的總體積v2則密度

　　方法三：用天平測出3塊方糖的質(zhì)量m向量筒里倒入適量水并放入白砂糖，用玻璃棒攪動用白砂糖制成飽和溶液，記下飽和溶液和方糖的體積v1，把3塊方糖放入飽和溶液中，記下飽和溶液和方糖的總體積v2，則密度

　　方法四：用天平測出3塊方糖的質(zhì)量m,再把3塊方糖放入量筒里，倒入適量的白砂糖，埋住方糖，晃動量筒，使白砂糖表面變平，記下白砂糖和方糖的總體積v1，用鑷子取出方糖，晃動量筒使白砂糖表面再變平，記下白砂糖的體積v2,則密度

　　以上答案中，方法三、方法四學生很難想到，教學中在條件型實驗設計時，如：（1999天津）給你一臺已調(diào)好的天平（帶砝碼）和一個盛滿水的燒杯，只用這些器材（不使用任何其它輔助工具）測出一紙包金屬顆粒的密度。

　　要求：寫出實驗步驟和計算金屬密度的數(shù)學表達式。

　　本題的難點是：因無量筒（所給器材少于正常需要），金屬塊的質(zhì)量和體積均由溢水法求得，難度過大。在此類條件型設計題的教學中，我常用以下三種方法培養(yǎng)學生發(fā)散思維。

　　1.要求學生做一個有心人，在類似的應用題中得到啟示。提煉解題方法。

　　有一只玻璃瓶，它的質(zhì)量為0.1kg，當瓶內(nèi)裝滿水時，瓶和水的總質(zhì)量為0.4kg，用些瓶裝金屬粒若干，瓶和金屬粒的總質(zhì)量為0.8kg，若再裝滿水時瓶、金屬粒和水的質(zhì)量為0.9kg，求：

　　（1）玻璃瓶的容積；（2）金屬粒的質(zhì)量；（3）金屬粒的密度。

　　2.精心設計先降低難度，再使學生的思維“跳一跳”。

　　（2004長沙）李兵同學要測定附加種金屬顆粒的密度，現(xiàn)有一架托盤天平、一盒砝碼、一個溢水杯和足量的水，他的實驗有如下四個步驟：

　　①把天平放在水平桌面上，并調(diào)節(jié)橫染使其平衡；

　　②把待測的金屬顆粒輕輕放入盛滿水的溢水杯中，溢出部分水，然后用天平稱出金屬顆粒、溢水杯和剩余水的總質(zhì)量m1。

　　③用天平稱出盛滿水的溢水杯的總質(zhì)量m2；

　　④用天平稱出待測的金屬顆粒的質(zhì)量m金

　　（1）請你幫他列出正確的實驗步驟順序

　　（2）寫出待測金屬顆粒密度表達式

　　3.用好器材、建立情景、點燃學生思維的火花。

　　很多教師都知道解決設計型實驗的關(guān)鍵是實驗原理的確定。但在教學實踐中，往往圍繞著實驗原理空洞的說教，不知學生的智慧在真實的器材面前很容易被點燃。

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