改进物理探究实验，突破学生思维定势

黎敏华

【摘要】在初中物理教学中，学生很多时候都会对实验现象、物理规律产生一些片面甚至错误的理解，文中，笔者以一道中考模拟试题作为切入点，阐述了自己改进探究实验，引领学生突破思维定势的做法以及收到的教学效果。

【关键词】探究实验;思维定势;思考

在初中物理新授课教学中，实验占相当大的比例，而且它的教学效果往往能直接影响日常教学质量。课堂上，老师通常只要求学生做教材上的实验，并没有引导学生在教材实验的基础上再进行拓展，这样是会使学生对新知识缺少更深刻的感性认识的。因为学生不理解实验的设计用意，所以对实验现象、结论理解不透彻就是很常见的事情了。有些学生甚至会从片面的理解发展成思维上的定势，严重阻碍了物理思维的形成。在此，笔者结合自己的教学情况谈谈引领学生突破思维定势的一些实际操作和收到教学的效果。

一、从学生考试反馈情况思考物理思维定势的形成

广州市番禺区“2020年九年级物理学科综合测试题”（中考模拟测试题）中，出现了下面这道题目：

22.在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时，班里的“物理小博士”为同学们做了如图20所示的一组实验。

（1）图20B中物体受到的浮力是          N。

（2）小博士跟大家分析結论说：浮力的大小跟物体浸入液体的体积有关，跟物体浸入液体的深度无关。小明认为应分两种情况讨论：①根据             （填字母）两幅图，物体在浸没后，浮力的大小跟深度无关。②根据       （填字母）两幅图，物体在浸没前，浮力的大小既跟物体浸入液体的体积有关，又跟            有关。

（3）为了回答小明的问题，小博士又做了下列实验：他把物体换用一个如图21所示带刻度线（横向和纵向各有一条中位线）的长方体金属块，重新做浸没前的实验。发现两次测量弹簧测力计的示数相等。你认为小明的观点            （选填“正确”或“不正确”），理由是            。

其中，第（3）问的得分率很低，这暴露了同学们对于“物体浸没前，浸入液体中的深度是否影响浮力的大小？”非常不清晰。在批改试卷的过程中，笔者发现很多同学都认同“浸没前，物体浸入液体中的深度越大，浮力就越大”这一观点的。在向学生了解上述的错误结论是怎样得来的之后，笔者发现这跟人教版八年级物理教科书下册的实验 “探究影响浮力大小的因素” 有不可分割的关系。教科书上，在设计“探究物体受到的浮力大小跟浸入体积的关系”的实验环节中，是通过改变物体浸入液体中的深度来改变V_排的大小的（如图1）。这样设计实验的优点是：实验现象直观、明显，学生容易理解。但是，这样的设计也衍生了一些问题，如果没有及时加以引导、纠正的，那么学生是很容易形成思维定势的。

在实验现象中，同学们看到了：浸没前，当物体浸入液体中的深度增大时，弹簧测力计的示数就减小，根据F_浮=G-F_示可以得知受到的浮力增大了。但是，这一实验现象往往是会给学生以后的学习设下陷阱的！在教学中，我们不难发现一些习题也是很容易误导学生写出类似的错误实验结论的，甚至，有时候我们老师也没有觉察到这样的表述是不具有普遍性的，它必须在特定的条件下（如图1所示情景）才能成立的。

二、从实验改进方面寻找对策

教学经验告诉我们，与其在学生对物理规律形成了错误的定势思维后再来纠正的，不如在教学过程中就想办法引导他们正确理解有关现象和规律了。为此，笔者把上述中考模拟试题中图21展示的实验情景设计成了真实的学生实验。

在实验前，首先准备一个能在水中下沉的长方体（长方体可以用薄塑料片黏合而成，在它的内部装一些沙子，就能使它在水中下沉了），把长方体用细绳系好（如图2），这样做的目的是便于控制把长方体的一半体积浸入水中。用弹簧测力计测出长方体的重力G（如图3甲），然后把长方体的一半体积浸入烧杯的水中，标记此时长方体下表面的位置并记录测力计的示数F₁（如图3乙）。再将长方体沿竖立的方向挂在弹簧测力计的挂钩下，也使它的一半体积的浸在水中，标记此时长方体下表面的位置并记录测力计的示数F₂（如图3丙）。比较图3中乙、丙两个步骤的测量结果和实验现象，同学们可以轻易地发现：物体在水中浸没前，即使浸入的深度不同，受到浮力的大小也是相同的。显然，这一实验环节足以让学生明确了“浸没前，物体浸入液体中的深度越深，受到的浮力越大”这一说法是不对的。在完成上述实验后，可以进一步引导学生继续使用图3所示的器材来做“探究浮力的大小是否与物体排开液体的体积有关？”的实验了。

笔者发现，通过上述的探究实验，大多数学生都没有了往届学生那种思维定势现象了。实践告诉笔者，不断地改进探究实验，让学生亲身经历探究物理规律的过程总是能够让孩子们对物理规律的理解更透切的。

三、适当拓展实验，助力学生深入理解物理规律

在2019年广州市中考物理试卷中有这样的一道选择题：

12.小明按图10所示电路图做实验，闭合开关，两表读数如图11所示.L突然烧断，烧断后两表示数如图12所示：定值电阻两端电压为U、流经定值电阻的电流为I.与L烧断前相比，烧断后

A.U变大、I变大