初中物理實驗現象分析的策略研究

摘要：實驗是物理教學的重要組成部分。對實驗現象分析的策略研究十分重要和必要。對實驗現象作出正確的分析要求學生關注實驗的過程，運用科學的方法對現象進行分析，區分相似的實驗，并且用規范準確的物理語言描述現象和結論，重視實驗中的細節，聯系相關知識或實驗拓展實驗方法。

關鍵詞：初中物理；實驗現象；分析；策略

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315(2011)1-043-002

物理學是一門以觀察和實驗為基礎的科學。實驗是物理教學的重要組成部分，它不僅是建立物理概念和規律、理解和掌握物理知識不可缺少的環節，還是培養學生觀察能力、思維能力、探索精神的重要途徑。如何對實驗的現象進行分析呢?本文將以物理實驗現象分析的重要性為邏輯起點、闡述使用合理有效的策略分析實驗現象的必要性，并根據教學實際和自己的教學經驗提出實驗現象分析的具體策略。

一、實驗現象分析的策略研究的重要性

美國著名的物理學家密立根曾說過：“科學靠兩條腿走路，一是理論，一是實驗，有時一條腿走在前面，有時另一條腿走在前面，但只有兩條腿才能前進。”可見實驗與理論基礎在物理的學習中具有同樣的重要性。

根據建構主義的學習理論，學生通過觀察、操作、體驗等方式，經歷科學探究過程，并對演示實驗中出現的現象作出合理的解釋或分析才能真正有效地建構知識，建立起物理概念，總結物理規律，并在探究的過程當中學習科學方法，逐步樹立科學的世界觀。

多元智力理論告訴我們，人的智能是多元化的，而其中元認知的能力已經逐步引起了人們的重視。在物理實驗教學中，教師和學生雙方都不能滿足于“實驗現象是什么”“實驗結論是什么”，而應當立足于“怎樣分析這種現象”“結論是怎樣得出的”。正所謂：授人以魚不如授人以漁。

二、實驗現象分析的策略研究的必要性

在實際教學中，由于教學時間受限等多種因素，教師往往忽視對實驗現象的分析，雖然熱熱鬧鬧地做了實驗，但不重視如何對實驗現象的分析，導致學生在實驗課中收獲甚微，看了熱鬧卻看不到門道。很多教師采取直接告知的方式，讓學生記住結論而非分析結論，不僅使實驗課看起來虎頭蛇尾，更有本末倒置的嫌疑。

對演示實驗現象進行分析具有一定的難度，學生對于較為熟悉的實驗情境尚能應付，一旦碰到新情境便會束手無策，缺乏一定的方法和策略。

一言蔽之，教師不重視、學生有難度是當前實驗現象分析所面臨的尷尬境地。可見，使用合理策略有效地對實驗現象進行分析在中學教學和研究中是必要的并且是迫切的。

三、物理實驗現象分析的具體策略

對實驗現象作出正確的分析首先要求學生關注實驗的過程，運用科學的方法對現象進行分析，區分相似的實驗，并且用規范準確的物理語言描述現象和結論，重視實驗中的細節，聯系相關知識或實驗拓展實驗方法。以下筆者將結合具體案例重點闡述分析物理實驗現象的六條策略。

1.關注實驗過程

對演示實驗進行分析首先要弄清實驗的設計、實驗對象、實驗的現象和相應的結論及實驗的注意點，要做到“會看圖說話”。

例1.如圖1所示的裝置中，小磁針平行于導線的下方，并處于靜止狀態，當閉合開關時，你觀察到的現象是____，說明____。

[分析]

此題圖中所示的裝置演示的是著名的奧斯特實驗，實驗中的小磁針靜止且平行地放在導線下方，當閉合開關時，觀察到的現象是燈泡發光和小磁針發生偏轉，由現象燈泡發光可以知道電路中有電流，而小磁針發生偏轉是由于受到磁場對它力的作用，這說明電流的周圍存在磁場。

2.運用科學方法

在對實驗現象進行分析時，還應運用科學的方法。如比較法、理想化的思維方法等等。

例2.如圖2為探究摩擦力對物體運動影響的實驗。實驗時必須使小車從斜面上同一高度滑下，目的是____，實驗時發現小車受到的摩擦力越小，小車運動得越____。由此我們可以推斷；假如小車在水平面上不受力，它將____ 。

[分析]

從圖中可以看到小車是從同一斜面的同一高度由靜止下滑的，同一高度的目的是使小車運動到水平面的初速度相同，水平面分別為毛巾、木板、玻璃表面，小車在運動過程中受到的摩擦力越來越小，同時從圖中看出小車運動的越來越遠。我們可以設想當水平面對運動的小車沒有摩擦力時，小車將一直運動下去。

在此題中，我們比較了三次試驗，并通過理想化的思維推導出了實驗的結論。實驗結論的得出用到了控制變量法、比較法和理想化思維的方法。

3.區別相似實驗

很多演示實驗從器材到現象都是相類似的，但實驗的結論一定是相同的嗎?對演示實驗現象進行分析，要善于區別相似的實驗。

例3.如圖3(甲)所示，用豎直懸掛的泡沫塑料球接觸發聲的音叉時，泡沫塑料球被彈起，這個現象說明____；如圖3(乙)所示，敲擊右邊的音叉，左邊完全相同的音叉把泡沫塑料球彈起，這個現象說明____。

[分析]實驗中都用到了音叉、鐵架臺和泡沫小球。甲圖演示的是振動發聲的音叉彈起了小球，說明聲音是由物體的振動產生的；乙圖中多了一個音叉，敲擊右側音叉時，左側的音叉將小球彈起，說明聲音可以通過空氣傳播。

4.規范物理語言

用規范的物理語言來描述實驗現象和實驗結論，對實驗結論的描述要注意結論的前提性、因果性、回歸性，此外不能犯科學性的錯誤。

例4，小明同學在探究“壓力的作用效果與壓力大小的關系”時，做了如下圖4甲、乙所示的實驗。實驗能夠得到的結論是____。

[分析]

比較圖4中甲、乙兩圖可以看出受力物是相同的、受力面積是相同的、甲圖中多了一個重物，結論是當受力面積相同時，壓力越大，壓力作用效果越明顯。在這個結論中“受力面積相同”是前提；“壓力”是因，“作用效果”是果，關系不能顛倒；在此結論中，回避“壓強”，因為回歸到原題中，是研究“壓力作用效果”的。另外，此題中“壓力”不能說成是“重力”，這兩個力是不同性質的力。

5.重視實驗細節

實驗的細節也是至關重要的，很多科學家正是把握了實驗中的小細節，從而發現了科學的奧秘。

例5.在水的沸騰實驗(裝置如圖5所示)中，小芳按照老師的要求在水沸騰后熄滅酒精燈，發現燒杯中的水并沒有立即停止沸騰，她得出結論：水的沸騰不需要繼續吸收熱量。她的結論正確嗎?請你解釋。

[分析]

移去酒精燈時，由于石棉鐵絲網的溫度依然較高，還能繼續放熱，燒杯中的水不會立即停止沸騰。但等鐵絲網溫度下降之后，燒杯中的水無法吸熱，就不會沸騰了。因此小芳的結論錯了。

6.拓展實驗方法

例6.如圖6所示，用手指堵住吸管的上端，將水從甲杯移到乙杯中。在移動吸管的過程中，管中的水不會落下，是由于________的作用。只用吸管想一次移取的水多一些，你該怎么辦?

辦法一：____

辦法二：____

[分析]

運用聯想思維，根據“倒置的水杯”實驗，吸管中的水沒有流下來是因為大氣壓的作用，用吸管想一次移取的水多一些，可以采取的方法有：將吸管再向下插入一些、往杯中再加一點水。

綜上所述，對實驗現象的分析，要把握實驗過程、運用科學的方法，能夠有意識地區別相似的實驗，語言規范準確，還要注意觀察實驗的細節，多動腦思考，多動手操作。能正確的對實驗現象作出分析，才能真正地通過實驗構建物理知識，在經歷探究過程的同時，培養自己觀察能力和思維能力，掌握科學的研究方法，樹立科學的人生觀和價值觀，提升自我的科學素養，真正地將新課改的精神落到實處。