淺談初中物理實驗教學的方法

物理是一門以實驗為基礎的學科，實驗教學是重點。在全日制義務教育《物理課程標準》（實驗稿）中明確指出：“科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式之一。將科學探究列入內容標準，旨在將學習重心從過分強調知識的傳承和積累向知識的探究過程轉化，從學生被動接受知識向主動獲取知識轉化。從而培養學生的科學探究能力，實事求是的科學態度和勇于創新的探索精神。”可見，科學探究過程和方法有多么重要。初中物理實驗的探究方法是多種多樣的，正確地掌握物理實驗的探究方法，有助于揭示要研究的物理現象、物理規律的本質屬性和內部規律。以下是我在物理實驗教學中常用的探究方法。

一、控制變量法

方法特點：控制變量法是指一個物理量與多個物理量有關， 把多因素的問題變成多個單因素的問題， 分別加以研究， 最后再綜合解決。利用控制變量法研究物理問題， 有利于扭轉“重結論、輕過程”的傾向， 有利于培養學生的科學素養， 使學生學會學習。如導體中的電流與導體兩端的電壓和導體的電阻都有關系， 研究導體中的電流跟這段導體兩端的電壓時， 控制導體的電阻不變， 改變導體兩端電壓， 看導體中電流的變化， 通過學生實驗， 得出歐姆定律I=U/R。另外，研究導體的電阻大小、滑動摩擦力的大小、液體壓強的大小、浮力大小、動能和重力勢能大小、電流的熱量的大小、壓力的作用效果、滑輪組的機械效率、電磁鐵的磁性強弱、產生感應電流方向等也都用到了控制變量法。

二、觀察法

方法特點：觀察是學習物理最基本的方法，是科學歸納的必要條件， 學生對學習活動的外部表現進行有目的、有計劃的觀察、記錄， 能夠為物理概念的形成、物理知識的理解、物理規律的探究提供信息和依據。常用觀察方法有：

1.觀察重點， 排除無關因素的干擾。如做氣體膨脹對外做功的實驗時，學生只聽到“嘭”的一聲， 看到瓶塞跳得很高， 對真正需要看的現象———塑料瓶口出現的酒精煙霧卻視而不見， 這就需要教師及時交待， 提醒學生， 然后再進行分析。

2.前后對比觀察， 抓住因果關系。如學習密度一節時， 我首先讓學生區分銅塊、鐵塊、鋁塊、石塊、酒精、水等物體， 通過觀察它們的顏色、狀態、軟硬來辨認。然后出示用紙包住的相同體積的銅塊、鐵塊、鋁塊， 怎樣區分它們？ 學生通過實驗發現， 它們的質量不同， 因而得出相同體積的物體質量不同， 也是物質的一種特性， 從而引入密度概念。

3.正、反對比觀察， 深化認識。在指導學生觀察時， 多采用一些正反對比的方法， 可以加深學生理解知識， 拓寬思路。如探究聲音的產生， 既無聲又有聲； 探究沸點與氣壓的關系時， 既增大氣壓， 沸點升高，又減小氣壓， 沸點降低。

三、等效替代法

方法特點：等效是一種抓住兩個看來不同的物理過程，尋求其相同的效果之處。如用合力替代物體所受幾個力時， 合力與原來幾個力的作用效果相同； 研究串、并聯電路的總電阻時， 用總電阻大小代替分電阻大小； 在平面鏡成像的實驗中，由于我們無法真正的測出物與像的大小， 所以利用了一個完全相同的另一根蠟燭來等效替代像的大小， 從而驗證物與像的大小相同。還有“等質量”、“等壓強”、“等浮力”的探究題型來測物質的密度，學生的創新能力得到了培養。

四、轉換法

方法特點：物理學中對于一些抽象、空洞、看不見、摸不著的現象或不易直接測量的物理量，通常用一些非常直觀的現象去認識，或用易測量的物理量間接測量，這種通過轉換研究對象、空間角度、物理規律、物理模型、思維角度、物理過程、物理狀態、時間角度等達到化繁為簡，化難為易，間接獲取問題解決的一種解題方法叫轉換法。如將測不規則小石塊的體積轉換成測石塊排開水的體積；測曲線的長短時轉換成測細棉線的長度， 測硬幣的直徑轉換成測刻度尺的長度； 測量滑動摩擦力大小轉換成測拉力的大小；測量大氣壓強值轉換成求被大氣壓壓起的水銀柱的壓強等。

五、類比法

方法特點：類比在物理學中有著廣泛的應用。所謂類比，實際上是一種從特殊到特殊或從一般到一般的推理。它是根據兩個（或兩類）對象之間在某些方面的相同或相似而推出它們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維。在物理教學中，類比方法可以幫助理解較復雜的實驗和較難的物理知識，有效地揭示自然界的各種秘密，促進學生創造性思維發展，達到“他山之石，可以攻玉”的效果。

（1）原子結構的模型，與太陽系比較，確定結構最接近的事物是太陽系。這里原子核可以類比于太陽，核外電子類比于行星，它們在空間結構和運動方式上都是相似的。

（2）電壓”這個概念也可以用“水壓”進行類比。

（3）在研究通電螺線管的磁場的實驗中，為準確記憶通電螺線管的北極與電流方向的關系，以緊握的右拳頭類比為螺線管，四指為線圈并指向電流的方向，則大拇指所指的一端為北極。這樣形象直觀很容易被學生理解記憶牢固。

六、演繹法

方法特點：從一般到個別進行推理的思維方法。應用時，往往是把一般判斷作為推理的出發點（大前提），把敘述的中介判斷稱為小前提，由大前提和小前提推斷出結果（結論）。如探究自然界中有兩種電荷，“且只有兩種電荷”的實驗中，通過如下的實驗事實：

1.綢子摩擦過的兩根玻璃棒互相排斥——它們帶同種電荷。

2.毛皮摩擦過的兩根橡膠棒互相排斥——同種電荷互相排斥。

3.綢子摩擦過的玻璃棒與毛皮摩擦過的橡膠棒互相吸引——它們帶的電荷不同，所以電荷有兩種。

4.各種各樣的物質互相摩擦后，凡是跟綢子摩擦過的玻璃棒相吸引的就會跟毛皮摩擦過的橡膠棒相排斥；凡是跟毛皮摩擦過的橡膠棒想吸引的就會跟綢子摩擦過的玻璃棒相排斥。由此得出結論：自然界中存在兩種電荷，且只有兩種電荷。如果教師只給出上述結論，不重視探究過程，就錯過了研究方法教育的機會。

七、理想化方法

方法特點：理想化方法是指在物理教學中通過想象建立模型和進行實驗的一種科學方法。可分為理想化模型和理想化實驗。

理想化模型就是指把復雜的問題簡單化，把研究對象的一些次要因素舍去，抓住主要因素，對實際問題進行理想化處理去再現原形的本質的東西，構成理想化的物理模型。這是一種重要的物理研究方法。例如探究杠桿平衡條件的實驗，杠桿就是一種理想化的模型。杠桿在使用時，由于受到力的作用，都會引起或多或少的形變，然而在研究中把此時的形變忽略不計，這里我們就把杠桿經過理想化的處理，認為它無形變，視為一個硬棒，從而使學生在研究時不被細枝末節的因素影響，順利地得出杠桿平衡原理。

理想化實驗是一種科學的抽象方法。它既要以實驗事實作基礎，但又不能直接由實驗得到結論。比如，我們在探究空氣能傳聲的實驗中，逐漸將真空罩內的空氣抽出，聽到罩內的鬧鐘的聲音逐漸變弱，于是我們推理得出將真空罩內的空氣抽完（即真空），就聽不到鬧鐘的聲音了，從而得出空氣能傳聲而真空不能傳聲的結論。這里采用的方法就是理想化，因為無論怎樣抽氣是不可能將真空罩內的空氣抽完的。又如牛頓第一定律就是理想化實驗得出的一條重要物理規律。如果教師在教學中注意很好地滲透這一方法，有利于培養學生的科學思想，提高學生的創新能力。

八、積累法

方法特點：積累法是指在測量微小量的時候，常常將微小的量， 積累成一個比較大的量。如測量銅絲的直徑先把細銅絲在鉛筆上緊密排繞N圈（ N數根據情況確定） ， 再用刻度尺測量細銅絲直徑長度，然后用線圈直徑的總長度再除以N， 這樣測量結果更接近真實值。相似的實驗還有： 測一個大頭針、一張郵票的質量；測量一張紙的厚度； 測量出心跳一下的時間。

九、對比法

方法特點：“比較”是人們常用的探究方法，是找出事物之間的差異點和共同點的研究方法，通過事物間相同特征或相異特征的比較，這樣的研究方法就是對比法。“研究物體浮沉條件”時，用同一支鉛牙膏殼，先做成盒狀放入水中，漂浮于水面，然后把牙膏殼擠成一團放入水中，結果沉底。通過對比得出物體浮沉的條件；對不同物質在單位體積內的質量不同做比較得出密度概念等。這樣不但學習掌握起來十分容易，而且使學生印象更加深刻。

十、圖表法

方法特點：圖象是一個數學概念，用來表示一個量隨另一個量的變化關系，很直觀。由于物理學中經常要研究一個物理量隨另一個物理量的變化情況，因此圖象在物理中有著廣泛的應用。在實驗中，運用圖象來處理實驗數據，探究內在的物理規律，具有獨特之處。如：在探究固體熔化時溫度的變化規律和水的沸騰情況的實驗中，就是運用圖象法來處理數據的。它形象直觀地表示了物質溫度的變化情況，學生在親歷實驗自主得出數據的基礎上，通過描點、連線繪出圖象就能準確地把握住晶體和非晶體的熔化特點、液體的沸騰特點了。

總之，在初中物理實驗中，蘊含著許多科學方法，我們既不能視而不見忽視它，又不能唯方法講方法，要時時做有心人，把握時機，把科學方法滲透到教學活動中，恰當點撥，就能不斷提高學生的科學探究能力。