淺談數字化實驗教學

畢聯忠

（秦皇島市海港區教師進修學校，河北 秦皇島066000）

物理是一門以觀察和實驗為基礎的自然科學，實驗是物理教學的基礎，許多科學發明創造都源于實驗。作為一名物理教師，我們在教授物理知識的同時，如何能巧妙地設置導入實驗，有效地改進演示實驗，如何讓創新在實驗教學中出彩，是初中物理教師正在探索的課題。

1 巧設導入實驗，激發學習興趣

導入實驗能夠為學生呈現一個個生動形象、令人驚奇的物理現象，它能喚醒初中生強烈的好奇心和求知欲。教師在物理教學中，如果能打造出一個有效、精確、完美、充滿驚奇的導入實驗，就能夠把學生的注意力吸引到課堂上來，引發他們的直覺興趣，為后面的學習營造良好的氛圍。例如，在引入“流體壓強與流速關系”時，我用一根洗衣機廢舊排水管，將一些彩色碎紙屑放在桌上，一手拿管，使口對著紙屑，另一只手握住管中間甩動，使管在水平面做圓周運動，紙屑會被吸走。如此有趣的導入實驗，不僅引發了學生的濃厚興趣，而且通過直觀的實驗現象更容易使學生發現問題。可見，教師將授課內容和實驗巧妙地結合起來，創設新奇有趣的誘發情境，就能激發學生的學習興趣和愿望，使學生順利進入新授課的學習。

2 設計學生實驗，優化實驗教學

學生實驗的目的旨在培養學生的動手能力、觀察能力、邏輯思維能力，因此，在實驗教學中，重視學生的主體角色尤為重要。千篇一律的教師做、學生看的做法很容易使學生對物理實驗失去興趣，特別是對“照本宣科”的實驗失去新鮮感，從而影響物理實驗教學的效果。因此，教師要善于思考，勇于實踐，對實驗教學進行創新。針對我校物理實驗器材的配備條件，在力所能及的條件下，我將某些驗證性實驗改為探究性實驗，將課堂演示實驗改為學生實驗，讓學生對實驗獲得更加清晰的印象，使他們既學到了物理知識，又培養了實驗能力，提高了他們的學習興趣和主動性。

3 重視課外實驗，發展科學素養

初中物理教材的許多單元后都附有一些“小實驗、小制作”,教師應要求、幫助學生通過這些小制作，去消化、吸收所學的知識和方法，做到學以致用，從而真正使學生把死的知識變成活的應用，在學習中應用，在應用中學習。但在當前的升學競爭壓力下，物理課外小實驗真正開展的卻很少。新標準對課外實驗十分重視，八年級物理教材有課外實驗約28個，課外實驗作為學生的一項拓展作業，作為物理教師，應引起足夠的重視。例如，在學過彈簧測力計的內容后，指導學生“制作橡皮筋測力計”的課外實驗；在學過電磁鐵后，指導學生做“用電流使鐵釘磁化”“自制電鈴”的課外實驗；在學習了聲音的性質以后，指導學生“自制小樂器”；在學習了凸透鏡成像特點后，指導學生“自制照相機”等，以深化和鞏固知識，同時鍛煉學生的動手實踐能力。

4 物理教師要重視學生實驗技能培養的方法

4.1 培養學生使用基本儀器的技能

掌握基本儀器的使用，是做好物理實驗的基矗基本儀器主要有：刻度尺、量筒、游標卡尺、螺旋測微器、秒表、天平、溫度計、測力計、壓強計、打點計時器、安培表、伏特表、滑動變阻器、電阻箱、萬用表歐姆檔等。物理大綱要求“學會正確使用儀器進行觀察、測量和讀數。”要讓學生了解這些儀器的構造、原理、用途，掌握儀器的量程、使用方法和使用規則，以達到熟練地、正確地讀數，在介紹這些基本儀器使用方法時，應抓住各種基本測量儀器的共性來加以指導。

4.2 培養學生進行實驗過程必須掌握的技能

4.2.1 培養學生掌握實驗的一般原理、進行實驗設計和實驗方法的技能

首先要求學生明確各個實驗的目的、原理或理論根據，根據實驗的原理、要求對實驗進行設計，包括用什么物理定律、公式，電學實驗用什么電路圖等。還要搞清哪些是已知量、被測量，然后選擇所需的儀器和實驗條件，進而設計好實驗步驟，畫好記錄表格等。其次，培養學生正確調整和安裝儀器，正確連接電路的技能。正確的實驗，首先是安裝、調整好儀器或正確連接電路。如力學實驗中的支架滑輪的安裝、牽引線的走向、斜面的架設等，有時要對一些儀器做機械調整或電氣調整，電氣調整如：使用氣墊導軌前必須先調水平位置；在電學實驗中，依照電路圖連接線路，連線時，應將電路分為主回路和支路，從電源一端開始沿主回路按順序進行，其次為支路；主回路中必須有開關（先斷開）；導線最好選用幾種顏色，主、支回路分別用一種顏色。往接線柱上接導線時，應按順時針方向將導線纏上。電路連接后，必須復查，確認正確后方能通電。這種技能的培養，從初中開始應先有示范，讓學生模仿學習，然后逐步提高到由老師講述方法及注意事項，由學生獨立去安裝、調整。

4.2.2 培養學生正確記錄實驗數據，并能進行運算和分析，以得出正確結論的能力

這是實驗能否成功的關鍵。要培養學生這方面的技能，要求學生集中精力，按實驗步驟有條不紊地操作和讀取測量數據，有的實驗則要求測量或操作時動作迅速，要把握時機，如：溫度測量、電學測量。要按實驗先后順序將需要測定的各量測出，并記錄下來。讀取數據和記錄必須注意：（1）讀數要及時，并馬上記錄；（2）要記錄完整數據，按有效數字的方式記錄；（3）數據的單位要正確。一般要求學生實驗前列出表格，表格設計要求：能記錄直接測出的各物理量，能記錄各次測出的量，能填寫計算出來的中間數據和最后數據等內容。

4.2.3 要使學生了解誤差概念，并學會初步的誤差計算和分析

實驗后，要指導學生分析實驗誤差的原因，說明實驗的誤差主要有系統誤差和偶然誤差。系統誤差主要是由于儀器本身的缺陷，實驗原理、裝置不完善而引起的，如：螺旋測微器零點不準；風的吹動使天平產生誤差；電表指針不對準零刻度等。減少系統誤差的方法是校準儀器，或是改進實驗方法。改進實驗的方法，可改變儀器的位置或儀器的布置，撤換某件儀器，改變所選取的某個參數，改變實驗方法乃至改換實驗操作人員等。例如將物體放在天平左、右盤上，分別稱衡，可以發現天平不等臂引入的誤差。又如精密測量同一單擺在不同擺角的周期值，可以發現周期與擺角有關。偶然誤差是在實驗條件不變的情況下，對某一物理量進行多次重復測量時，由于各種偶然因素產生的誤差。減少偶然誤差的辦法是多次重復測量取算術平均值，以其平均值為最終的結果。測量次數取多少，要根據偶然誤差對被測量影響的大小來確定。如：測量值的有效數值較小時或測量值變動較大時等，應當多測量幾次。

總之，物理教學不但要傳授知識，更重要的是要體驗科學探究的樂趣，領悟科學的思想方法，培養學生的創新思維能力。作為物理教師，應解放思想，大膽嘗試，積極探索創新，使學生在物理課中，感受到實驗的魅力，體驗到學習的樂趣和物理課的精彩。

［1］張芳.初中物理創新思維培養探微[J].中學理科,2008（07）.

［2］鄧春燕.淺談物理創新思維能力的培養[J].南方論刊,2005（07）.