教學中如何開展學生分組實驗

摘要: 在初中物理實驗教學中，學生的分組實驗是不可忽視的重要方面，在教學中教師要嚴格按照一定的程式來要求學生，同時也要放手讓學生自己去探索，發現一些在課本上學不到的東西。

關鍵詞: 初中物理教學學生分組實驗實驗類型實驗階段

學生分組實驗是初中物理教學不可忽視的一個重要環節，是學生在教師的指導下，利用整節課的時間，在實驗室分組進行實驗的教學形式;是由學生親自動手使用儀器、觀察測量、取得一定的數據、親自分析總結的過程，是學生學習物理知識、培養實驗技能和良好品德的重要方面，是其它任何教學手段和方法都替代不了的。

一、實驗類型

首先教師要明確學生實驗的類型。從教學目的的側重點來劃分，實驗大體可分為四類:研究性、驗證性、測定性、練習性。

研究性的實驗的主要目的是讓學生通過觀察、歸納、認識物理規律，訓練實驗技能，它具有讓學生“發現”的意義，就是讓學生通過實驗現象的分析和歸納，總結出一定的物理規律。如，“探究杠桿的平衡條件”就是要學生通過實驗研究得出:“動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂”的結論。

驗證性實驗的主要目的是要學生通過實驗驗證由已知的理論推導出新的結論的正確性，加深對新知識的理解，并訓練實驗技能。如，焦耳定律，通過實驗來驗證它的正確性。這兩種實驗方法都是物理學研究中的基本實驗方法。前者是由個別到一般的認識方法，實驗在前，結論在后，實驗成為探索規律的主要手段，我們稱之為探索性實驗;后者是一種推理、判斷在前，實驗驗證在后的研究方法，從科學方法看，它也是探索的一部分。在物理實驗教學中兩者都有重要的作用。

測定物理量和物理常數的實驗主要目的是幫助學生理解物理概念及物理量的意義，學會運用物理規律，訓練實驗技能，并學會間接測量等一些物理思想方法。如，測定物質的比熱容和將要在高中學習的測定重力加速度g的值等都是要求學生對已知的量進行測定。

基本練習性實驗是對實驗儀器的使用、裝配訓練的實驗，它的目的是使學生認識和使用某種儀器，學習某種裝配技術。如練習使用彈簧測力計、安裝照明電路等。

二、實驗階段

在實驗過程中我們對學生的要求一般分三階段:準備階段、操作階段和總結階段。

1.準備階段

準備階段的主要任務是使學生明確實驗的目的，理解實驗的原理和方法，認識實驗儀器，做好操作與記錄的準備工作。其核心是理解實驗方案。這是調動學生實驗主動性的前提。學生如果對目的、原理不了解，依葫蘆畫瓢地做實驗，稀里糊涂地記一批數據，這就很難有好的收效。教師在實驗的準備階段中，要充分重視準備階段的引導工作，引導學生認真閱讀實驗教材，提出一些相關問題，如在研究浮沉條件的實驗前可讓學生思考如下問題:實驗研究的對象是什么?該物體受幾個力作用，這幾個力之間是什么關系?需要直接測量哪些物理量?各用什么儀器，怎樣測量?

學生理解了方案，但沒有完成必要的準備工作，對此教師就必須考慮學生是否具備進行實驗的技能。教師只有事先為學生進行實驗基本鋪平道路，才能使他們在課堂時間里，把精力集中在解決主要問題方面。如研究冰的融化和凝固是一個有難度的實驗。學生的困難主要有兩點:一是描繪曲線有困難;二是保持冰的各處的溫度均勻有困難。而這些困難不是一次預習就能解決的，需要分散難點。在這個實驗之前，教師可以安排一些相關的練習，如在學習大氣壓之后，教師可布置學生觀測大氣壓的值，并繪制出一個月的大氣壓的日平均變化曲線;教師也可通過畫別的曲線給學生做示范，并在實驗之前給學生明確指出做好本實驗的關鍵。只有這樣才能實現實驗目標。

2.操作階段

操作階段就是把實驗方案變為實踐的階段。在這個階段中，學生的主要任務是:安裝和調整儀器，操作控制實驗條件的變化，觀察測量，取得必要的數據，排除可能出現的問題與故障。這是培養學生實驗技能和良好習慣的關鍵階段。為了加強對學生實驗技能訓練的指導，教師應注意如下幾個問題:

(1)注意讓學生嚴格遵守實驗操作規則和程序。這些規程是以科學理論為指導的，并經過實踐總結出來的。不按規程辦事，不僅會造成很大的實驗誤差，使實驗失敗，而且會損壞儀器，甚至造成人身事故。

(2)注意培養學生以思維為指導、手腦并用、有條不紊的良好習慣。嚴格遵守操作規程，并不意味著要學生機械地、不動腦筋地操作;相反，要求他們按照科學的邏輯進行實驗。實驗操作的順序不是絕對不可變的，但有的步驟是不可顛倒的。如在測定某種固體物質的密度時一定要先測該固體的質量，后測它的體積，這兩個步驟是不可顛倒的，否則就會導致錯誤。由于程序設計可能本身不正確或不完善，因此，學生要理解某個實驗為什么要這樣安排。如在引導學生學習托盤天平的時候，教師應當使學生理解為什么要先檢查天平是否水平，再調節橫梁平衡。關鍵在于理解橫梁平衡的標志是指針在刻度盤的正中。而如果底座傾斜時，指針指在正中，橫梁也是不可能水平的。在教學中教師可用板畫示意圖來說明這個問題，在理解的基礎上，讓學生從正反兩個方面實踐一下，學生的認識就會比較深刻。

(3)注意培養學生的細心觀察的習慣。在學生分組實驗中，教師要做到以下幾點:第一，要引導學生認真觀察實驗儀器，通過外部觀察與分析，了解某些儀器的結構、原理，如滑動變阻器、電磁繼電器等，還要把對各部分的觀察聯系起來，如電流表、電壓表各對接線柱的量程、最小刻度值與極性等。第二，要引導學生根據實驗的目的抓住觀察目標。如使用滑動變阻器改變電流，應把注意力集中到滑動變阻器通電段部分的變化和相應電流的變化。第三，引導學生在觀察中不放過偶然出現的現象。就是要求學生留心觀察目標之外的現象，多問幾個為什么，這對培養學生發現問題的能力是有益的。如在串聯電路中，一只燈泡亮，另一只不亮，一個學生誤以為不亮的燈泡壞了，他向教師提出這個問題。盡管這個學生的判斷是錯誤的，但他能夠發現和提出問題，是值得表揚的。教師在實驗的指導中應不失時機地提出對全體學生有教育意義的問題，擴大受益的范圍。

3.總結階段

總結階段的一般任務是處理數據、分析結果及完成實驗所需要解決的問題。這是從現象上升到理性認識的重要階段，教師應引導學生發揮思維的能動作用，學習數據處理的某些方法，了解影響實驗結果的因素，培養實事求是的態度和科學作風。

新課改下，我們不僅要按一般的學生實驗的要求要求學生，更重要的是要讓學生通過自己動手去探索、去發現、去理解、去應用，只有這樣才能為學生的將來打下基礎。