创设对比实验增强“可见度”

吴继阁

实验“可见度”是实验设计重点考虑的因素，增强实验“可见度”是实验设计和操作的目的之一。这里所说的“可见度”并不单纯指常规情况下视觉效果上的清晰可见，还包含对所要说明问题的可见度，使现象所蕴含的物理原理从思维加工上“清晰可见”。合理选择实验器材、实行实验动态操作、利用放大法放大实验效果等可以有效增强实验“可见度”。

1合理选择实验器材形成对比增强“可见度”

合理选择器材是构成对比实验的关键因素之一。根据实验目的。从器材尺寸大小、器材结构特点、材质特性等方面来优化实验，增强实验“可见度”。

证实在水中下沉的物体也受浮力，以及进一步用二次称量法求浮力以得出阿基米德原理的实验中，为了保证实验效果，对下沉物体的选择至关重要。为了增强实验效果。二次称量时弹簧测力计的示数要发生较为明显的变化。即浮力要较明显地显现出来，下沉物的密度既不能与水的密度相差太大，如果相差太大，比如铜，则物重与物体在水中的“示重”较接近，浮力太小，现象不明显；也不能选密度与水太接近的物质，否则，会使物体在水中的“示重”太小，不易读数，实验误差大，浮力大小与物重接近，区分度不明显。至于为什么这样选择，教师在演示或学生探究时要注意引导学生尝试不同选择的区别，探究中就会发现较合适的物体是铝块或小石块，形成清晰对比，增强实验“可见性”。在学生学过阿基米德原理后，进行理论分析，使学生明白其中的道理。这种选择的原则同样适用探究浮力的大小与液体密度、物体排开液体的体积、固体的密度等因素是否有关的实验中，合理选择液体和固体，以增大区分度，增强“可见性”。

研究串联电路电流的特点，许多教师习惯用相同的灯泡做实验，这种有意无意的选择就没有形成对比，容易让学生形成错觉，认为串联电路中只有相同用电器的情况下电流才是相等的，改变传统做法，有的组用相同的灯泡，有的组用不同的灯泡，采集各组报来的实验信息，得到更具一般性的结论：串联电路中各处电流都相等，不论用电器是否相同。

2动态操作形成对比增强“可见度”

实验操作方式也是决定实验成败的关键因素之一。有些实验效果只有在动态操作下才能形成对比，在不同的状态下实验效果才能显现出来。

在进行浮力方向教学时，对于浮力的方向是竖直向上的，多数教师都是依据一些物体放在水中松手后上浮来说明的，也有一些教师利用静态的实验来说明，这些做法都缺乏足够的说服力，学生的头脑中对浮力的方向是竖直向上的还是模糊的。采用如图Ⅱ所示的动态实验操作，可以充分说明浮力的方向是竖直向上的。如图1a所示将乒乓球用细线拴住，细线一端固定在烧杯底部，向烧杯内倒水，随着水面的上升，乒乓球也在跟着上升，将重垂线跟细线放在一起，二者完全重合，说明浮力的方向是竖直向上的，与重力方向相反；如图1b所示，将烧杯逐渐倾斜，但是，细线始终沿竖直方向，说明浮力方向总是竖直向上的。

如图2所示，做电阻大小与温度的关系实验时，很多同学把日光灯丝放在火焰上加热，没有明显见到灯泡亮度的变化，原因是什么呢?在教师的点拨下，学生明确了这个实验要保证灯丝温度有个动态的变化过程，在温度有显著变化时效果才能显现。随后学生将灯丝加热后离开，离开后再加热，这种动态操作使现象非常明显。

3放大实验现象形成对比增强“可见度”

在物理实验教学中，经常会遇到显示和测量的微小量或微小变化，这些微小量或微小变化通常无法被观察者或测量仪器直接感知。为增强实验效果，让现象清晰可见或便于测量，需要用放大法把待显示或测量的量放大。常用的放大法有累积放大法、机械放大法、光学放大法等。

在探究电流的磁场时，单根通电导线产生的磁场较弱，磁场的显现和磁场分布情况的显示非常不明显，在这种情况下，人们利用累积法来放大磁场，多根通电导线并在一起可以增强磁场，使电流周围存在的磁场和电流周围磁场的分布情况清晰可见。在显示磁场对电流有力的作用实验中，如果磁场强度不够，通常也用累积法放大后显示。

桌面受压时会发生形变，学生对此概念模糊，原因是通常情况下桌面受压时形变太小，人肉眼无法感知，要澄清认识，采用放大法。在桌面上平放很小的一块平面镜，在其上面用激光照射，使反射光斑落在天花板上，在平面镜旁边用力向下按桌面，观察到光斑位置有明显移动，分析光斑的移动是桌面在压力作用下形变，反射角度变化造成的，从而说明了桌面在压力作用下也会发生形变。

设计实验时，要围绕实验“可见度”精心设计，突破实验“可见度”中的难点，清晰而直观地显现物理原理。