物理實驗教學問題探索

張從巧

物理是一門以觀察和實驗為基礎的學科，實驗教學是物理知識教學的基礎。在《初中物理課程標準》同時也指出，在突出科學探究內容的同時，也要重視研究方法的指導，使學生在進行科學探究、學習物理知識的過程中，逐漸拓寬視野，初步領悟到科學研究方法的真諦。由此可見，實驗教學中蘊含著大量的科學方法，正確地掌握物理實驗的探究方法，有助于揭示物理現象、物理規律的本質屬性和內部規律。

既然物理實驗方法這么重要，我們怎樣才能讓學生掌握，并能應用自如呢？首先我們要對初中物理教學中常用的探究實驗方法有所理解。初中物理實驗探究方法主要有以下幾種：

（1）控制變量法：為了研究物理量與影響它的多個因素中的一個因素的關系，可將除了這個因素以外的其他因素人為地控制起來，使其保持不變，再比較、研究該物理量與該因素之間的關系，得出結論，然后再綜合起來得出規律的法。這種方法在整個初中物理實驗中的應用比較普遍

（2）等效替代法：研究某一個物理現象和規律時，因實驗本身的特殊限制或因實驗器材等限制，不可以或很難直接揭示物理本質，而采取與之相似或有共同特征的等效現象來替代的方法。這種方法若運用恰當，不僅能順利得出結論，而且容易被學生接受和理解。

（3）轉換法：有的物理量不便于直接測量，物理現象不便于直接觀察，通過轉換為容易測量到與之相等或與之相關聯的物理現象，從而獲得結論的方法。

（4）類比法：類比法是一種推理方法。為了把要表達的物理問題說清楚，往往可用具體的、有形的、人們所熟知的事物來類比要說明抽象的、無形的、陌生的事物，通過借助于一個比較熟悉的對象的某些特征，去理解和掌握另一個有相似性的對象的某些特征。

（5）圖像法：圖像是一個數學概念，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，因此圖像在物理中有著廣泛的應用。在實驗中，運用圖像來處理實驗數據，探究內在的物理規律，具有獨特之處。

（6）理想化方法：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。

（7）對比法：“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，比較事物間的相同特征或相異特征。

下面就初中物理實驗《探究影響導體電阻大小的因素》中運用的探究方法——控制變量法，來談談怎樣進行探究實驗方法的教學，希望能起到拋磚引玉的作用。

一、作為教師，你首先要明確該實驗用哪種實驗方法最合適，也就是說先要確定實驗方法。這就要求你對各種實驗方法都要有深入的認識，并有所研究。

二、在實驗問題的提出時就開始滲透實驗方法的思想，并讓學生聯系實驗提出的問題和假設來尋找，并確定實驗的變量。例如在《探究影響導體電阻大小的因素》實驗教學中，當我們換用不同的電阻進行實驗時，發現燈泡的亮度是不一樣的，那樣就可以提問“為什么燈泡的亮度不一樣？”來引導學生去分析比較，得出影響導體電阻大小的因素可能是導體的材料、長度和橫截面積，還有溫度，從而確定該實驗的變量。

三、確定變量后，要引導學生用怎樣的實驗方法進行實驗。在該實驗中，我們確定了四個實驗的變量，那么我們就可以提問“我們怎樣才能知道這些變量與電阻的關系？怎樣進行研究？”讓學生認識到，要研究每個變量與電阻的關系，就必須在每次實驗中控制另外的變量保持不變。這樣自然而然的，我們就可以提出實驗要使用的實驗方法——控制變量法。接著教師要把控制變量的思想介紹給學生，使學生逐步領悟到控制變量法的實質要領，為之后的實驗方法的教學作好準備。

四、有的老師卻不敢放手讓學生去主動探究，而是替學生設計好實驗步驟甚至做成演示實驗，學生成了旁觀者，沒有直接參與，不利于其創新能力的培養。因此要鼓勵學生自己動腦、動手、動口，在探究過程中充分發揮學生在探究過程中的主體和中心地位，讓學生親身經歷實驗過程，對未知結論的探索、激發學生的思維狀態，認識到這些物理實驗反映的物理本質，從而認識并形成正確的物理規律，培養學生的創新意識。例如，在探究“浮力的大小等于什么”的實驗中，我首先讓學生思考：放入水中的乒乓球，從它剛露出水面到最后漂浮在水面上不動的過程中，它受到的重力怎樣變化？浮力怎樣變化？浸沒在水中的體積怎樣變化？從而讓學生對“浮力的大小與什么有關”作出猜想和假設，并進一步設計實驗進行探究、分析論證并嘗試改進實驗方案。

五.實施小實驗、小制作教學手段

在日常教學實踐中，我體會到，重視初中教材中小實驗的教學，既有利于鞏固知識，提高能力，還容易引起學生的興趣，這對全面提高物理教學質量具有重要的意義。通過小實驗和小制作的完成，可激發學生學習物理知識的興趣，調動學習的積極性。物理學科的特點決定了學生學習物理的難度，導致了一些學生對學習物理產生畏學、厭學情緒，若能在改進課堂教學的前提下，把握住對小實驗教學的機會，通過學習體會親自制作和實踐的樂趣，就可激發興趣，認識到物理知識在實踐中的應用，從而激起他們學好物理的信心。通過小實驗的教學，進一步培養和加強學生的實驗技能。

六.拓展實驗教學的思路，擴大實驗探究的范圍

物理就是以實驗為基礎的學科，也就是物理的定義、定理、規律都建立在大量的實驗和實踐活動中，那么我們所說的實驗也就不僅僅局限于課本上的演示實驗、探究實驗及“想想做做”小實驗，而是將實驗探究貫穿于物理學習的全過程。我們的實驗教學可以在課上，也可以在課下；可以使用實驗室所配備的器材，也可以自備自制教具，甚至可以使用我們日常生活中的現有物品，經常用學生身邊的物品做實驗，如用鉛筆和小刀做壓強實驗，用可樂瓶做液體壓強與深度關系的實驗，用汽水瓶做大氣壓實驗用乒乓球做物體的浮沉實驗，用水和玻璃做光的色散實驗等，這些器材學生更熟悉，更有利于使學生明白物理就在身邊，物理與生活聯系非常緊密。而且通過這些課本上沒有出現的器材啟發學生的創新能力：大家一起來想一想，還可以用什么來說明我們要知道的物理知識。或者，這種類似的方法我們可以用來解決其他什么問題，等等。學生在實驗探究活動中，通過經歷與科學工作者進行科學探究時的相似過程，學習物理知識與技能，體驗科學探究的樂趣，學習科學家的科學探究方法，領悟科學的思想和精神。