如何提高初中生的物理實驗能力

李洪波

《物理課程標準》明確指出：“實驗教學是物理教學的重要組成部分，是落實物理課程目標，全面提高學生科學素養的重要途徑。”由此可見，實驗教學不僅能激發學生的學習興趣，使學生獲得感性認識，加深對概念和規律的理解，同時也是培養學生各種能力的重要途徑。長期以來，很多教師在實驗過程中注重結果，輕視過程，使對學生實驗能力的培養幾乎成為空談，而這幾年中考對實驗過程中能力的考查逐漸增多，導致學生對有些實驗題無從下手，得分率較低。如何提高實驗題得分率成了很多教師在教學中不斷探討的問題。下面結合多年來的教學情況，把自己對提高初中物理實驗能力的幾點想法與大家一起分享：

一、注重實驗前的準備過程

初中物理實驗很多，有演示實驗也有分組實驗，有簡單的實驗也有復雜的實驗，教師在做或講每個實驗前要做好準備工作：包括實驗器材的選取、實驗過程的設計、實驗中的操作、實驗過程中可能出現的問題、實驗后的反思與評估。尤其是力學和電學中較復雜的實驗，如在“測量定值電阻的阻值”實驗前，我們要先選擇器材，這個實驗所用的器材較多：電源、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關、導線、定值電阻。定值電阻有5Ω、10Ω、15Ω，為了計算方便，我們通常選10Ω的。電源有學生電源和電池兩種，因為學生電源易調節電壓且放置方便，因此做實驗時多選學生電源。滑動變阻器最大阻值有10Ω和100Ω，正常應該選10Ω的，但10Ω的變阻器掛在黑板上比較小，不利于學生觀察接法，而100Ω的變阻器觀察更方便。器材選完后，要考慮器材的擺放，器材是掛在黑板上還是擺放在桌面上？怎么擺放使連接電路時線路更清晰且導線不交叉？電源電壓調到多少更恰當？教師必須在課前做好準備，多做幾次實驗，記錄數據，把各元件的擺放位置及連接方式熟記于心，對實驗中可能出現的故障也要弄清楚，避免在課上耽誤過多時間，影響學生的學習興趣和對各種器材使用方法的掌握。

二、注重實驗時的教學引導

為提高教學效果，教師應根據實驗內容、教學目標，盡量創造條件多做實驗 ，如可把有些演示實驗改為學生分組實驗，爭取讓每個學生都有動手操作的機會，在實驗過程中教師要及時引導，從而培養學生的各種實驗能力。例如：“探究電流與電壓和電阻的關系”實驗是初中電學重點實驗之一，也是一個完整的科學探究實驗。要引導學生學會提出問題：電流與電壓有什么關系？在猜想時教師應及時引導：電壓是形成電流的原因。學生馬上會猜想到：電壓越大，電流越大。接著教師提出問題：如何研究電流與電壓的關系？引導學生采用控制變量法設計實驗：控制電阻一定，改變電壓，看電流。那么如何設計電路圖呢？教師在黑板上畫出電阻符號，向學生提出問題：怎么改變電壓？用什么看電流？讓學生討論，激發學生的積極性，然后找學生回答問題，調動全體學生的興趣，教師及時總結：用電流表測電流，用電壓表測電壓，用電源給電路供電，用開關控制電路，用導線連接電路。最后畫出正確的電路圖。

教師再引導：如何改變定值電阻的電壓？有什么方法？學生再次熱烈討論，教師找學習較好的學生回答，最后總結出兩種方法，一是改變電源電壓，二是串聯一個滑動變阻器。教師引導學生思考哪種方法更好，并引導學生從安全性、操作性、普遍性三方面進行分析，以免學生無從下手。在這個過程中，教師的引導起關鍵作用。學生跟著教師的思路逐步深入思考，思維能力得到鍛煉，并為下面的實驗過程奠定基礎。接著，教師演示實驗，在這個過程中讓學生看清導線的連接過程，強調電流表及電壓表接線柱的接法，滑動變阻器的連接方式，及如何用試觸法選擇合適的量程，引導學生學會收集實驗數據、設計表格。實驗結束后教師要整理好實驗器材，引導學生將收集的數據利用圖像進行分析與論證，培養學生的分析與概括能力，并引導學生對整個實驗過程進行評估，培養學生嚴謹的實事求是的科學態度。在得出結論后利用典型習題讓學生將剛學到的知識進行運用，提高分析問題、解決問題的能力和創造性思維能力。

三、注重觀察現象后的進一步拓展

物理學是一門以觀察和實驗為基礎的學科，每個實驗都離不開對物理現象的觀察，通過現象揭示所蘊含的物理知識和規律。例如：在“探究不同物質的吸熱情況”實驗中：用相同的容器給質量相同的水和食用油用相同的加熱器加熱相同時間，引導學生觀察現象：哪種物質溫度升高得快？學生發現食用油溫度升高得快。教師進一步拓展提出：若讓水也升高相同溫度該怎么辦？學生會輕松想到：給水繼續加熱一段時間，食用油停止加熱。教師進一步指出：質量相同的水和油升高相同的溫度，誰吸收的熱量多？學生會輕松回答：水吸收的熱量多。教師指出：質量相同的水和食用油都升高相同溫度，水吸收的熱量多，就說明水的吸熱本領強。如果換成別的物質，都升高一樣溫度，加熱時間是否不同？教師再換不同物質重復這個實驗，讓學生看到不同物質升高同樣溫度需要的加熱時間不同，從而使學生意識到不同物質的吸熱能力不同，從而順理成章也引入比熱容的概念。

四、注重用畫圖、識圖的方式加深對相關知識的理解

在初中物理中，實驗后往往伴有畫圖、識圖及原圖與實物的轉化。如光學作圖、熱學圖像 、力學的受力分析 、滑輪組的裝配圖、杠桿力臂的畫法、電路圖、實物圖的連接及用圖像來分析問題等。如在分析杠桿的五要素和杠桿的應用時，把各種生活實例如鍘刀 、瓶起子、 獨輪車 、鐵鍬等抽象出來，用畫圖和識圖來分析更直觀形象，增進對杠桿知識的理解。在研究“熔化和凝固”實驗中，用圖像把晶體和非晶體的熔化情況用圖像表達出來。畫圖、識圖的方式能更形象更直觀地反映物理知識，培養學生的想象力，加深對知識的理解，提高理解能力。

五、注重培養學生的動手操作能力

盡量多讓學生動手操作，提高操作能力。教師要把握好課堂的節奏，并及時引導。很多要求學生課后完成的小實驗，教師要做好布置，實驗器材的選取、實驗的做法、實驗現象的觀察等，都盡量讓學生獨立完成，為學生提供觀察、分析及動手操作的機會，發揮學生的主觀能動性。學生在課外實驗中通過動手操作、觀察、記錄、分析與思考，不僅能獲取新知識，還能學會探求新知識的方法。如講完大氣壓后可布置學生用飲料瓶做實驗：取一空飲料瓶，倒入少量的熱水搖幾下，倒出熱水，迅速擰上瓶蓋，觀察現象。學生會發現瓶子慢慢變癟并伴有咔咔的響聲，學生被這個現象吸引，產生想了解真相的渴望。教師讓學生分析原因，體會大氣壓的存在，體會物理來源于生活，讓抽象的知識通過簡易小實驗在學生頭腦中形成深刻的印象，使學生對大氣壓的存在深信不疑。

六、注重實驗后的反思和鞏固

實驗做完后，教師要對實驗教學過程進行反思：實驗設計、實驗操作、數據處理、分析與論證、評估各方面出現的問題應怎么改正，學生在實驗室時理解不好的內容有哪里，在下節課的習題課上要有針對性地加強鞏固與理解。例如“測量小燈泡的電功率”實驗，這個實驗是繼“伏安法測電阻”之后的又一個綜合性實驗，對學生要求較高，學生不僅要進一步練習電流表、電壓表、滑動變阻器的使用，還要在實驗中體驗小燈泡的實際電功率隨實際電壓變化而變化的規律，進而加深對實際功率和額定功率的理解。實驗后的反思：（1）通過實驗，學生是否會選擇電流表和電壓表的量程：電壓表量程要依據小燈泡的額定電壓來選擇；由小燈泡的額定電壓和所給的電阻，結合歐姆定律計算出小燈泡的額定電流，再依據小燈泡的額定電流選擇電流表的量程。若小燈泡電阻不已知，可以采用試觸法。（2）在實驗中是否強調了電流表、電壓表、滑動變阻器的使用。（3）數據記錄是否有較大誤差，學生是否學會了電功率的計算。（4）學生能否自己通過數據分析得出結論。（5）電路出現故障時，學生能否正確分析并解決。教師根據反思的問題和學生的情況有梯度地進行訓練，從而加深學生對知識的理解。

總之，在實驗教學中提高學生的能力有賴于學生和教師共同努力，其中教師的引導應起關鍵作用。教師應在平時的教學實踐中不斷學習、反思、改進、滲透，引導學生實事求是、理論聯系實際、積極思考，全方位提高實驗能力。