以實驗為基礎的初中物理實踐教學方法探究

任智才 吳鳳英

摘 要：中學物理是一門科學性、實踐性較強的課程。實驗教學在物理教學課堂中扮演著舉足輕重的角色，將深奧晦澀的物理原理用形象具體的物理實驗結果呈現在學生面前，不但有助于學生掌握理解物理知識，而且有助于培養學生的實踐能力、分析能力以及創新能力。因此科學正確的物理實驗教學是中學物理教學的關鍵。本文結合自身在物理實驗教學中遇到的具體問題進行探究，有助于教師和學生順利的完成物理實驗實踐教學。

關鍵詞：中學 物理實驗 教學經驗

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）05（a）-0142-02

物理是一門以實驗為基礎的學科，實驗觀察物理課堂重要的教學手段之一，也是培養學生觀察能力和科學探索精神的重要途徑[1]。但是中學生在進行實際物理實驗操作的過程中，經常由于各種原因造成實驗結果不明顯甚至失敗的案例。這樣的實驗不但會對學生造成誤導，也會挫傷學生學習的積極性。本文結合自己在實際物理教學中的經驗以及實際觀察到學生的操作過程進行分析，希望能夠有關的實驗指導教師以及中學生提供一些借鑒。

1 掌握正確的儀器讀數方法

在初中物理實驗中，經常要使用各類測量儀器，如刻度尺、彈簧測力計、秒表、電壓表、電流表等。物理儀器的讀數是物理實驗最基本的一項技能，也是初中物理實驗考核的重點[2，3]。在進行儀器讀數之前，應首先確定儀器是否應該進行估讀。對于游標卡尺、秒表等不需要估讀的儀器，嚴格按照儀器讀數的指導步驟進行讀數即可，不需要進行估讀。而對于需要估讀的儀器，如刻度尺、量杯、彈簧測力計等儀器，學生在首次接觸讀數的過程中，對于讀數過程中的估讀往往比較困難。于是在學生首次接觸讀數的實驗教學中，要側重培養訓練學生的估讀技能。以最小分度為1的刻度尺為例，在估讀過程中重點講解虛擬刻度線法。想象在兩條刻度線的中間位置處存在于一條虛擬的刻度線：若測量點位于靠近第一條刻度線，則估讀數為1或2；若被測點位于虛線左側且靠近虛線，則估讀數為3或4；若測量點恰好位于虛線處，則估讀為5；若測量點位于虛線右側且靠近虛線，則估讀數為6或7；若測量點靠近第二條刻度線，則估讀數為8或9。據此反復訓練學生的估讀技巧，為后續的物理實驗過程奠定基礎。

2 合理安排實驗步驟

科學合理的實驗步驟，是完成物理實驗的基礎。在初中物理實驗教學中，教師在實驗前要重點講解實驗步驟，而且應該進行深入的分析，讓學生明白為什么要嚴格按照實驗步驟進行實驗，才能保證后續實驗的順利進行。否則一些學生在進行實驗的過程中，實驗操作步驟看似正確，但實驗結果不明顯或者得到錯誤的實驗結果，對學生造成誤導。下面以實際物理教學實驗中的兩個實例進行說明。

例1：在初中物理教學中關于質量和密度的學習過程中，經常會安排學生進行牛奶密度測量的實驗。在該實驗過程中，很多學生往往先測量燒杯的質量m，然后測量牛奶和燒杯的總質量M，最后將燒杯中的牛奶全部倒入量筒

中測量牛奶的體積V。然后根據公式計算出牛

奶的密度。從計算的過程來看，該實驗并沒有任何錯誤的地方。但是，計算得到的牛奶密度是錯誤的。因為在向量筒倒入牛奶的過程中，燒杯的內壁不可避免的附著了一些牛奶，其質量為m'。所以在計算密度的過程中實際的牛奶質量為M-m-m'。所以正確合理的實驗步驟應為：

（1）首先測量牛奶和燒杯的總質量M；

（2）將牛奶倒入量筒中測量其體積V；

（3）最后測量倒出牛奶后燒杯及內壁上附著的牛奶的質量m；

（4）利用公式計算牛奶密度。

例2：在初中物理電路教學探究并聯電路中電流關系的實驗中，很多老師圖方便經常讓學生使用一塊電流表去依次測量干路電流I及兩條支路的電流I1，I1，將每次的讀數記錄下來，然后根據三次的實驗讀數來判斷干路電流與支路電流的關系。從實驗原理來說，這一過程完全正確。然而在實際的實驗操作中，往往由于電池的電壓不穩定、學生在三次讀數過程中帶來的誤差較大等原因，造成經常會出現I≠I1+I1的結果，給初次接觸電路實驗的學生造成困擾，無法理解并聯電路中干路電流與支路電流的關系，使得實驗失去了應有的作用。如圖1所示，正確合理的實驗步驟為：

（1）在干路L和兩條支路L1，L2上各自串聯一塊電流表；

（2）閉合開關S；

（3）同時觀測干路電流表A及兩條支路電流表A1，A2的讀數。

按照上述步驟進行實驗時，可以從三塊電流表的讀數直觀的觀察出電流表A的示數是兩條支路電流表A1，A2的示數之和。同使用一塊電流表分別測量三次的實驗方法相比，實驗現象更加直觀，便于學生的理解。也減少了實驗過程中偶然誤差的積累，結果更加準確。

3 掌握科學的實驗技巧

一些中學物理實驗，即使實驗步驟完全正確，由于缺乏實驗技巧，學生在進行實驗時也會出現實驗現象不明顯甚至實驗失敗的現象。下面以作者在實際物理實驗教學中遇到的實例進行說明。

例1：摩擦起電是初中物理最基礎的一個電學實驗。雖然該實驗操作步驟簡單，但是一些學生在進行摩擦起電的實驗過程中，往往按照實驗步驟操作后實驗效果不理想，甚至出現失敗的現象。在經過多次觀察后發現，這些學生在使用絲綢摩擦玻璃棒的過程中，摩擦的壓力過大，摩擦的次數也過多，由于玻璃棒材料的原因，會在拿玻璃棒的手心產生少許的汗液，而且使得玻璃棒表面的溫度升高，不利于電荷的保存，從而影響了起電的效果，導致實驗的失敗。所以在物理實驗的指導過程中，教師除了向學生講解正確的實驗步驟外，還應注意實驗技巧的傳授，確保實驗的成功進行。

4 注重實驗的可操作性

有一些物理實驗中，實驗指導手冊中的實驗步驟在實際的實驗過程中往往存在一定的可操作性問題。學生按照實驗步驟操作時，往往因為可操作性的問題造成實驗失敗。此時就要求教師結合自身的教學經驗，對實驗進行改進，提高實驗步驟的可操作性。下面以實例進行說明。

例1：在探究滑動摩擦力的大小與什么因素有關的實驗中，實驗指導手冊中的步驟為將木塊放在長木板上，然后使用彈簧測力計勻速水平拉動木塊向前運動，如圖2所示。然而在實際的實驗過程中，學生很容易做到保持木塊水平，但是保證木塊在水平的同時勻速運動對于很多初次接觸實驗的同學來說很難做到，影響實驗的準確性。此時將實驗的步驟和裝置稍微改變一下，上述的問題就會迎刃而解。改進后的實驗示意圖如圖3所示，將木塊放置在長木板上，且木塊的左側與彈簧測力計相連，而彈簧測力計的另一端固定在墻面上。此時只要沿著水平方向隨意拉動長木板向前運行即可，就能得到準確的實驗結論。從而降低了實驗操作的難度，具有可操作性。而且改進后的實驗過程中，彈簧測量計保持相對靜止，讀數更加容易。

5 創新性地利用日常生活材料進行實驗

創新性地利用日常的生活材料進行實驗時，不但效果明顯，將原本深奧的物理學原理，而且用日常生活中常用的材料將其展示出來，有助于學生對實驗現象的理解。實驗過程中的材料也是學生日常生活隨手可得的，不受實驗設備的限制，有利于激起學生進行實驗的興趣，感受實驗帶來的樂趣，拉近物理學習和生活的距離，更有助于激發學生的學習積極性，培養學生的創新能力。下面以教學中的實例進行說明：

例1：在探究磁極間的相互作用規律時，找兩塊中間有小孔的圓形磁鐵，一根常用的圓珠筆芯。將兩塊磁鐵依次穿套在筆芯上，水平懸空放置，讓兩塊磁鐵靠近到一定距離后放手。若兩塊磁鐵相鄰面是異名磁極時，兩塊磁鐵就會自動靠近。反之，若兩塊磁鐵相鄰面是同名磁極，即使人為地讓兩塊磁鐵相接觸，松手后，兩塊磁鐵也會自動分離。此時將筆芯豎起，即使抖動筆芯，兩塊磁鐵之間依然存在一定的距離，無法接觸。由此將抽象的磁場知識具體化，磁極間相互作用的規律給學生留下了深刻印象。

例2：在進行摩擦起電的實驗時，可以選擇塑料的刻度尺、頭發為材料進行摩擦起電，實驗效果比采用玻璃棒和絲綢的實驗效果更好。

例3：在探究壓強與受力面積關系的實驗中，分別利用鉛筆刀的刀背和刀刃來切削土豆或者橡皮泥，可以形象的感受到兩者之間的差別，幫助學生理解壓強與受力面積的關系。

6 結語

總之，物理實驗教學是一門實踐性很強的課程，指導教師在實驗前應該向學生傳授科學、合理的實驗原理方法、步驟。在具體的實驗指導過程中，切勿照本宣科，而要結合自身多年的教學經驗與實際中觀察到學生遇到的具體問題，重點向學生傳授相應的實驗技巧，和學生探討改進實驗的可操作性，鼓勵學生利用日常生活材料進行創新性實驗。這樣才能真正激發學生的學習興趣，培養學生的動手能力和創新能手，實現物理實驗教學的意義所在。

參考文獻

[1] 趙華軍.中學物理實驗教學方法的探討[J].中學物理：初中版，2013，31（1）：65.

[2] 殷漢卿，鹿煒鋒.中學物理測量儀器的讀數方法[J].中小學實驗與裝備，2009，19（6）：43-44.

[3] 左自治，程懷松.關于高中物理實驗儀器讀數問題的討論[J].教育與裝備研究，2011（7）：26-27.