Page 20 - 2020年第1期

物理专题

的认知模型。实验中的不足或失败往往是思变的
出发点。在《汤老师创新物理实验室》（声光热）
一书中，我们曾经介绍过用热水熔化金属的实验，
学生看到金属在眼前熔化，通常会觉得稀奇、有趣。
但是，该实验不能定量反映出晶体熔化时“吸热
且温度保持不变”这一特点。学生在了解传感器
特点后提出：可否借助传感器把金属在熔化过程
中温度随时间变化的情况直观、形象地表现出来？
有了迁移的想法，科学的熔化与凝固曲线便呈现
在学生的面前。
图 1 探究磁流体磁场与温度关系的实验装置
【案例 2】镓的熔化与凝固
实验结论：随着温度的上 实验准备：镓、金属盒、高于 60 ℃的热水、
升，磁流体磁场强度越来越强。 冷水、温度传感器、透明胶带、铁架台
实验中他还发现，磁场强 实验操作：
度变化比较微弱。如果把温度 1. 把镓放在小金属盒中，固定在铁架台上。
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和磁场强度放在同一坐标系中， 2. 用热水熔化镓，再插入温度传感器并固定。
该坐标系温度轴的分度值大而磁场强弱变化不 3. 把装置放入冷水中，让镓凝固。
明显，所以改设两个坐标系。在两个坐标系中， 4. 把装置放入热水中，100 毫秒记录一次。
x 轴（时间轴）是完全相同的，一图 y 轴（温度） 5. 镓熔化后把装置放入冷水中，100 毫秒记
最大值为 100℃，另一图 y 轴（磁场强弱）最大 录一次（如图 2）。
值为 6 Tm。这个改动产生了意料之外的效果：
既培养了学生灵活应用软件的能力，又加深了
学生对设计合理坐标分度值意义的理解，增强
了数理融合的意识。
纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。实践方
能出真知，教育的过程实质上是一个“实践—理
论—实践”循环往复的过程，这与哲学的观点是
十分契合的。动手是学生自主创新实验的初级阶
图 2 探究镓熔化与凝固过程中温度变化的实验
段，它关注的是学生的直观体验和兴趣激发，关
注的是对学生动手操作能力和实事求是科学态度 实验结论：镓的熔点与凝
的培养。至于传感器的使用，对学生而言并不是 固点都是 44 ℃。熔化、凝固时
多么神奇的事，因为他们对新事物有着天然的好 温度不变，熔化时吸热，凝固
奇心，同时又是软件操作的“原住民”。 时放热。
扫码看视频 思变过程中学生往往会有
二、思变出新意
意想不到的发现或产生新的问题，而学生综合素
思维是一种探索活动，思考力则是在思维过 养的提高正是源于解决每一个疑难问题。经历思
程中产生的一种具有积极性和创造性的作用力。 变的过程，学生能思出深度，才能不断逼近事物
深度思维可以促进学生摒弃旧有的模型，建立新 的本质。学生唯有经历“衣带渐宽终不悔，为伊

18 | 动手 思变 创造