以《曲线运动》实验改进为例谈教材实验的二次开发お

围绕新课改理念，物理教材对很多教学内容作出大幅度的调整，但是教师在教学中，依然不能照本宣科，而应该从教学实际出发，对相关内容进行适当改进.笔者在教学过程发现，有些教材所设计的实验效果并不好，因此，物理教师要开动自己的创造性思维，根据实际做出改进.以下笔者以《曲线运动》一节的实验改进为例谈谈自己的相关认识和思考.

《曲线运动》出现在人教版的高中物理新课程教材必修2的第五章第一节.这一节内容，有两项探究任务要进行：（1）探究物体进行曲线运动时速度方向的确定；（2）探究物体进行曲线运动的条件.针对这两项探究内容，教材对应安排了两组实验，基本装置结构如图1和图2所示.这两组实验的器材很容易获得，操作也非常简便.但是笔者观摩了多节围绕该课题开设的公开课，教材实验开展的结果差强人意.这也引起了笔者的思考，怎样来对实验进行改进呢？

1 对第一组实验的改进

教材第一组实验的不足：该实验的最大问题是实验结果不够直观，小球在管道中进行曲线运动，撤去后一部分管道，小球沿轨迹切线方向飞出，理论上没有任何问题.实际教学中，笔者发现小球从切线飞出是一个短暂的过程，学生根本来不及把握这一瞬间，更不要说去分析出射速度方向和轨迹的关系.

改进思路分析：本实验的改进方向在于，操作过程中如何让小球的运动轨迹能呈现出来？笔者认为，在原有器材不大做改动的前提下，可以让小球涂抹上一些墨水后来进行实验，不就可以让滚动的小球在纸上留下印记吗？具体操作时，笔者还发现这样一些细节：（1）不能先将墨水涂抹在小球上再实验，因为这样墨水全部会消耗在小球位于管道内部的滚动过程，出来时已经留不下痕迹了，所以可以在管道出口处涂上适当的墨水，使得小球在其上经过时，能粘上一些，然后自然就会在出射后留下印记；（2）小球的材料要注意选择，不能选用有着光亮镀膜的小球，因为它不容易和墨水发生浸润现象，沾不上墨水，可以选用一些亲水性材质的小球来完成实验.

实验器材 PVC塑料管一根（将其弯折成图1的形状，后半截（图示AB段）锯断后，仍用胶布和前端固定在一起）；白纸一张（用于记录运动轨迹）；小球一个（曲线运动的发生载体）；滴管或者棉签一根（在管口涂抹墨水之用）；墨水一瓶（也可以选用粘稠度更高的墨汁，它更容易附着在小球表面）；小型倾斜轨道一架（用于提供小球运动的初速度）；记号笔一支.

实验过程：整个实验在实物展台上进行，通过投影可以让学生看到演示的整个过程.基本步骤如下：

①将PVC弯管放在白纸上，倾斜轨道架设在PVC弯管的端口处；

②将小球从倾斜轨道上释放，让其进入轨道运动，则可说明，小球的运动轨迹由弯管的形状决定.

③用记号笔描出弯管的形状即记录下完整运动的轨迹.（该步骤也可事先准备好，可将墨水涂抹在弯管表面，用白纸拓下弯管的形状即可，实验之初，将弯管正好叠放在白纸上，挪开弯管即显示出完整轨迹.）

④撤掉已经锯断的后半截轨道，用滴管将墨水滴在小球出口.

⑤让小球从倾斜轨道释放，让其沿剩余管道运动，最终小球从出口出来时，会因为粘上墨水而在白纸上留下印记.

⑥请学生对比小球出射后的运动轨迹和原有完整轨迹，并进一步联系物体进行曲线运动时速度方向的猜想进行讨论和总结.

2 对第二组实验的改进

教材第二组实验的不足：在笔者观摩的很多公开课中，该实验都被安排为学生实验：一个同学将铁球释放，让其在桌面上做直线运动，另一同学手持磁铁在途中给小球施加吸引力，从而使小球发生运动轨迹上的变化，进而让学生验证物体曲线运动发生条件的相关猜想.该实验的不足在于，学生的参与程度不够充分，磁铁给小球提供的力是看不见的，而且比较小，手持磁铁的同学无法感受到力的存在，只是根据已有经验来判断而已.

改进思路分析：让学生直接参与力的提供，自主感受一下，提供力的结果会给物体的运动发生怎样的影响.笔者在教学中，进行了这样的改进性设计，一同学手持瓶子，缓缓倒水（如图3所示）；另外一个同学从水流的侧面进行吹气（如图4所示），以此方式直接提供作用力，这样力大小、方向全有学生自己来控制，属于直接体验.

实验器材：塑料瓶子一只（容量适当的一般饮料瓶子即可）；清水若干.

实验过程：该实验可有学生分组进行，提高学生科学探究活动的参与程度.相关器材也可由学生自备，以此表明物理探究活动的工具就在自己的身边.具体步骤如下：①一同学将灌满清水的瓶子举高到一定高度，慢慢将瓶口倾斜，使水缓缓流 [LL]出.

②待水流稳定时，让另外一个同学从水流的侧面吹气，从中观察水流轨迹变化.

③学生对应物体发生曲线运动条件的有关猜想，进行规律的总结和归纳.

3 实验改进过程的相关思考

在从“应试教育”向“素质教育”转轨的今天，物理实验教学的地位日渐提高，如何在我国现有的条件下发挥物理实验在中学物理教学中的作用，利用课堂实验来激发学生的学习兴趣，启发学生的思考，培养学生的实践精神和创新意识，提高学生的探索能力，需要在教学实践中不断探索、改进与创新.作为课改工作的实践者，在进行教学设计时，教师要联系学生的实际、联系教学条件进行物理教材的二次开发，在课程标准的大框架下对教材内容适当取舍，积极改进，以提出最能为学生物理知识构建服务的教学设计，在具体的改进和二次开发的过程中可以从如下几个方面入手：

（1）在实验设计上，我们更应该选用学生生活中触手可及的物品来和学生共同进行实验探究，通过器材选择、实验思路等方面的创新来缩短学生和物理探究活动的距离，点燃他们物理探究的激情，提高物理教学的效率，这也是我们改进实验的目的，更是我们改革教学的方向.

（2）教师边教边演示与学生边实验边学相结合，教师可通过演示实验为学生起示范作用，这是变学生观察主体为实验主体、激发学生实验兴趣和更好地培养学生的实验技能和独立研究物理问题能力的有效渠道.因此在课堂实验教学中要让学生积极参与，在亲身观察体验和操作中，加深理解物理现象和规律，并学习一些实验操作方法，为自己实验奠定基础.

（3）变部分教师验证性演示实验为学生探究性实验，验证性实验是指对研究对象有了一定了解，并形成了一定认识或提出了某种假说，为验证这种认识或假说是否正确而进行的一种实验.它以训练学生的实验技能、验证基本理论原理为主要目标，如注重培养学生的使用和装配仪器、实验操作、实验观察、实验记录、数据处理和计算等技能，因此在实际的教学中，强调操作技能的程序化和规范化.