浅谈初中物理实验教学的实效性
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初中物理教材注重了观察和实验能力的培养,教材中物理知识的呈现主要是运用实验手段使某些物理现象再现，学生通过观察获得感性认识,经过教师的分析,引导,上升到理性认识,内化到学生大脑,为学生理解和掌握。宜昌市作为课改实验区，探究式教学是课改的热门。物理作为探究式教学的主力军，陆城二中物理备课组的教师们在教学上力求找到一种既充分调动学生主动性又能高效地完成教学目标的双赢策略。在整个探究过程中，物理实验作为其中重要的一环，既是学生接收物理知识的主要桥梁，同时在中考中又占据相当的比例。为此，我们在实验教学上下了较大功夫。
一、学生实验前，做好充分的准备，磨刀不误砍柴工。
八年级电学有大量的学生实验，为避免学生将实验课当成游戏课，我们在实验课前做了充分地准备。首先让学生明确这节课的目的：清楚探究的问题、实验原理、实验中注意的问题、需要记录哪些数据、画出实验电路图及数据记录表格。然后还要求学生小组讨论后说出实验方法，经过评估和交流，找到最佳方案。这样，力求让每个学生做到心中有数，不打无准备之战，才能在有效的时间里高效达到实验的目的。例如：学生实验：测量小灯泡的电功率。进实验室前要求学生明确伏安法测量小灯泡电阻和电功率的相同点，在已有知识积累的基础上，画出电路图，说出测量仪器及滑动变阻器的作用；然后引导学生找出不相同的地方：实验原理不一样，三次实验记录数据的要求不一样（第一次，要求灯泡在额定电压下发光，测出它的电功率；第二次，使小灯泡两端电压等于额定电压的1.2倍，观察灯泡亮度，测出它的电功率；第三次，使小灯泡两端电压低于额定电压，观察灯泡亮度，测出它的电功率）在此基础上，设计记录表格。学生胸有成竹的走进实验室，才会有成就感地走出实验室。
二、教师做足功课，重视演示实验，使课堂既和谐又高效
演示实验可以激发学生的学习兴趣，培养学生的观察能力和思维能力，可以使学生对物理现象获得生动、深刻的印象；做好课堂演示实验有助于学生掌握运用实验手段发现问题，解释问题的科学方法，并为学生独立完成学生分组实验，掌握操作技能发挥示范作用。
1.利用演示实验激发学生的学习兴趣
做好演示实验既能使学生的注意力高度集中，又可以把抽象复杂的物理概念生动地显示在学生面前，使学生易理解、易掌握。因此，教师应根据教材要求和特点，精心组织教材要求的每一项演示实验。物理演示实验具有形象、真实、生动和有趣的特点，它可以为学生创设一个最直观的物理情景，给学生以感性认识，能为学生在形成物理概念、得出物理规律等方面作出最直观的铺垫，使学生感受倍深。心理学研究表明：人的动作记忆效率比语言文字记忆效率要高好几倍。“百闻不如一见，百看不如一做”说的就是这个道理。如讲述光的色散时，由于阴雨天气无法做实验，教师讲的很辛苦，学生听得疲惫，效果很不理想。阳光灿烂的日子，我们将三棱镜正对太阳光，教室天花板上立即出现了一条彩色的光带，学生在一阵惊呼中明白了光的色散。
2.演示实验必须同思维相结合
演示实验如果引导不当，往往流于形式，很多学生是“外行看热闹”。为了让教师精心准备的演示实验充分发挥作用，我们在实验前让学生进行有目的的观察，说出实验现象后，更进一步挖掘其中蕴含的物理意义。如讲到串联、并联电路的工作特点时，教师连好实物后，在合上开关之前，提醒学生观察两种连接方式灯泡发亮的先后。由此学生总结出串联时用电器是同时工作，而并联可以通过开关控制先后。教师在两个电路中分别摘下一个灯泡，提醒学生观察另一个灯泡的发亮情况。学生通过有目的的观察，很容易得出：串联时各用电器相互影响，而并联时各用电器独立工作。
3.确保演示成功，促进课堂教学效果
课堂演示实验主要是由教师操作，在实验之前，要估计到各种可能的不利条件，以便预先作好好充分准备。为了确保演示成功，课前必须充分准备并进行试做。试做时，不只是考虑试验如何成功，还需要考虑实验可能的教学效果。所以演示实验要求简易方便，包括仪器结构简单、操作简单和演示现象明显。为此，我们对教材中的一些演示实验做了改进。如静电实验时，通常是秋冬天气，阴雨潮湿，丝绸摩擦玻璃棒后无法吸引轻小物体。为解决这一困难，我们要求学校购买了电吹风。实验前，先用电吹风吹干玻璃棒、塑料棒、丝绸、毛皮，同时事先在讲台旁边用电炉使上方空气变得干燥，经过这样的处理后，丝绸摩擦过的玻璃棒让验电器明显张开，与毛皮摩擦过的塑料棒相互吸引的现象也非常明显。短路实验，教材上只画了电路图，电源并未指明。若从安全角度，用两节干电池，电源短路后让学生触摸电池的温度变化，一是亲自感受的学生少，二来效果很不突出。我们将灯泡与开关串联，接在照明电路。在导线中间再连两个接线柱，短路实验时，将保险丝接在两个接线柱上。前几次，接头处已烧糊，保险丝还未烧断。我们用老虎钳将保险丝中间夹细，合上开关后，保险丝细的部分瞬间烧断，冒出火花，学生在顷刻间感觉震撼。还有学生心有余悸，好心的提醒老师小心点哦。通电导线在磁场中受力的实验，导线通电后在磁场中几乎不动。我们将锡箔纸卷成细筒代替导线，因为减小了质量和摩擦，在相同的磁场中运动非常明显。电磁感应实验，教材安排用单股导线切割磁感线，观察灵敏电流计的偏转，效果很不理想。我们改用多股线圈在相同的磁场中切割，学生清楚的看到灵敏电流计较大的偏转，从而感觉到确实有感应电流。
物理是一门以实验为基础的学科，实验教学的重点。在全日制义务教育《物理课程标准》（实验稿）中明确指出：“科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。将科学探究列入内容标准，旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化。从而培养学生的科学探究能力，实事求是的科学态度和勇于创新的探索精神。”可见，科学探究过程和方法有多么重要。初中物理实验的探究方法是多种多样的，正确地掌握物理实验的探究方法，有助于揭示要研究的物理现象、物理规律的本质属性和内部规律。以下是我在物理实验教学中常用的探究方法，仅供参考。
一、控制变量法。
在研究涉及到几个变量的物理问题时，常常采取只允许一个条件改变、其它条件不变的方法来进行探究。控制变量法常用于探究物理规律的实验教学中。例如：在研究“电阻上的电流跟电压的关系”时，确定对象是电流以后，引导学生采用控制变量法进行探究实验。先控制一个物理量----电阻不变，研究电流与电压的关系，再控制另一个物理量------电压不变，研究电流与电阻的关系，最后综合这些关系得出结论。又如研究“压力的作用效果与哪些因素有关”、“导体的电阻与那些因素有关”、“磨擦力的大小与哪些因素有关”等。教师在进行实验思想和方法的教学中应精心设计，创设情景，循序渐进，使学生掌握并会应用。
二、等效替代法。
等效是一种抓住两个看来不同的物理过程，寻求其相同的效果之处。用此来探究物理概念和规律来解决物理问题的方法。新课程改革不囿于教材，在学习了测密度的一般方法后，我设计了不能直接测量质量或体积的探究实验题型。例如用如下器材：弹簧测力计、空矿泉水瓶、细线、足量的水和牛奶，试测牛奶的密度。分析：牛奶的质量可以直接用弹簧测力计测出，牛奶的体积（瓶子的容积）可用水的质量和密度来替代，问题可得到解决。此后，又设计了“等质量”、“等压强”、“等浮力”的探究题型来测物质的密度，学生的创新能力得到了培养。
三、问题转化法。
为了化抽象为直观，化难为易，使未知内容向直观、已知的问题转化，实行“变量替换”。如电流看不见。摸不着，我们可以通过电流的三大效应来检验导体中是否有电流通过。又如：我们可以通过研究大气产生现象的实验来研究大气压，从小磁针N、S的偏转情况知道磁场的存在，从固体、液体、气体的扩散实验知道分子的无规则运动。教学中不仅要把有关的概念、规律讲清楚，而且要教会学生探究这类问题的方法。
四、类比法。
根据两个对象之间，在一些方面的类似性或同一性，以此类推出在其它方面之间也可能类似或同一。这种从特殊到特殊的探究方法，它能启发和开拓我们的思维，给我们提出科学假设和探索新概念的途径，对物理学的发展，对学生的学习物理有着巨大的作用。如《电压》是教学的重点，也是教学的难点。难就难在电压较抽象，不能直接实验，教学中通过水压类比得出电压，具体探究过程是：1、从水压实验总结出水压是水管中的水发生定向移动形成水流的原因；2、引导学生讨论得出电压是使电路中的电荷发生定向移动形成电流的原因；3、教师总结出抽水机是提供水管两端有水压的装置；4、引导学生得出电源是提供电路两端有电压的装置。整个过程尽管多花些时间，然而对培养学生科学思维的方法大有益处。正如前苏联学者瓦赫罗夫说：“类比像闪电一样，可以照亮学生所学学科的黑暗角落”。
五、演绎法。
从一般到个别进行推理的思维方法。应用时，往往是把一般判断作为推理的出发点（大前提），把叙述的中介判断称为小前提，由大前提和小前提推断出结果（结论）。如探究自然界中有两种电荷，“且只有两种电荷”，的实验中，通过如下的实验事实：
1、绸子摩擦过的两根玻璃棒互相排斥----它们带同种电荷。
2、毛皮摩擦过的两根橡胶棒互相排斥----同种电荷互相排斥。
3、绸子摩擦过的玻璃棒与毛皮摩擦过的橡胶棒互相吸引----它们带的电荷不同，所以电荷有两种。
4、各种各样的物质互相磨擦后，凡是跟绸子摩擦过的玻璃棒相吸引的就会跟毛皮摩擦过的橡胶棒相排斥；凡是跟毛皮摩擦过的橡胶棒想吸引的就会跟绸子摩擦过的玻璃棒相排斥由此得出结论：自然界中存在两种电荷，且只有两种电荷。如果教师只给出上述结论，不重视探究过程，就错过了研究方法教育的机会。
六、抽象和理想化法
在物理实验教学中，抽象是一种重要的方法。初中讲动能、势能的时候，通过演示滚动的小球、举高的重锤、压缩的弹簧等实验都能做功的事实，引导学生分析、比较、综合、概括形成动能、势能的概念，就是抽象事物共同的本质特征。
为了探究一类事物共同的本质特征；把物质、运动的某种性质隔离出来；使实验过程理想化。
科学的理想化不同于无根据的幻想，有它的客观根据。客观存在的复杂事物具有多方面的特性，处于多种条件下。但是在一定的现象中并不是所有性质、所有条件都起同样重要的作用，而是只有一种或少数几种起主要作用，其余的不起作用，或者作用很小。理想化就是突出起主要作用的性质或条件，而完全忽略其它性质或条件。例如在杠杆教学中，为什么使用的杠杆是一根粗细均匀的直杆，用线把它中心位置悬挂起来的目的又是什么？通过讨论使学生明确实验用杠杆可以看作理想的轻质杠杆，杠杆上只受到动力和阻力作用，这样研究杠杆的平衡条件问题就简单化，很容易得出杠杆的平衡条件。
在实验探究时，有时为了突出事物的本质，必然要忽略一些次要矛盾，把一些理想化条件加以限制。如"研究功的原理"实验教学中，必须不考虑杠杆、滑轮的自重和受到的摩擦；"研究机械能转化和守恒定律"时，应不考虑滚动摆受到的空气和摩擦阻力等等。有些是实物模型的理想化，如“支点”、“光滑无摩擦水平面”；不计重力的轻杆和滑轮；在研究液体压强的公式时，假想出一个液柱；运用U型连通器时的溥液片来研究压强的关系等。有些是抽象模型的理想化，研究磁场时引入磁感线；用光线描述光的传播等。
理想实验是在真实的科学实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，根据逻辑法则，对过程作进一步的分析、推理。伽俐略就是在从斜槽滚下的小球滚上另一斜槽，后者坡度越小，小球滚得越远的实验基础上，提出他的理想实验的。运用这种理想化的方法，可培养和发展学生的想象能力和逻辑推理能力。
在认识理想化法的特点的同时，也应该让学生认识：在一定理想化条件下得出的规律，只在（或者非常接近）这些条件下适用。
七、对比法
“比较”是人们常用的探究方法，是找出事物之间的差异点和共同点的研究方法，通过事物间相同特征或相异特征的比较，这样的研究方法就是对比法。教师可以引导学生通过实验比较，引出比热的概念。在两个烧杯中分别盛以质量相等的水和煤油，用同样的电热器加热，测出它们的温度升高相同值时；所需通电时间不同，也就是吸收热量不同，这反映了物质的特性----比热；“研究物体浮沉条件”时，用同一支铅牙膏壳，先做成盒状放入水中，漂浮于水面，然后把牙膏壳挤成一团放入水中，结果沉底。通过对比得出物体浮沉的条件；对不同物质在单位体积内的质量不同做比较得出密度概念等。这样不但学习掌握起来十分容易，而且使学生印象更加深刻。
八、图表法
图象是描述物理过程、揭示物理规律、解决物理问题的重要方法之一，它具有形象、直观、动态变化过程清晰等特点，能把物理问题简化明了，使探究过程优化，有效、简捷。例如在探究奈的熔化过程中，将实验数据作出如下图象：如图（一）
很容易理解晶体熔化的特点．在综合物态变化时时。根据实验事实，综合出六种物态变化，以及吸热（放热）关系。
图表法也常用于实验教学，通过大量的实验进行观察，取得数据，然后加工整理上升为规律。如探究《凸透镜成像的规律》时，按下面的表格进行探究实验，很容易得出凸透镜成像的规律
物体到凸透镜
的距离（U）--像到凸透镜
的距离（V）--像的大小
（放大或缩小）--像的正倒
（正立或倒立）--像的虚实
（虚像或实像）
U>2f--f<V<2f--缩小--倒立--实像
U=2f--V=2f--等大--倒立--实像
F<U<2f--V>2f--放大---倒立--实像
U=2f--不成像
(一束平行光线)
U<Fv>u放大--正立--虚像
以上是一些常见的探究方法，初中物理实验教学中还有其它的研究方法。如观察法、猜想（假说）法、对称法、公式法等。如何引导学生选择适宜的探究方法，去发现问题和解决问题，是培养学生创新精神，提高学生科学素养的关键。
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