初中物理探究性實驗設計有效性探究

王云剛

摘? 要：實驗是物理學科的主要特征，而實驗在教學實踐中也會根據課程內容的不同扮演不同的角色，對于培養學生物理學習興趣和實踐探究能力有著重要價值。對此，本文結合初中物理實驗內容，粗談如何在原有基礎上進行一定的調整和優化。

關鍵詞：初中物理;探究實驗;設計

物理實驗本身所具有的探究性特征，使得學生在觀察和參與的過程中能夠有效地使自身物理素養得到提升，并不斷地在探究知識本源的同時收獲相應的方法與技巧，這也是物理核心素養培養目標下的教學本意。

一、問題導學，引發思考

初中是學生學習物理的開始，那么在起始階段學生不免會遇到各種各樣充滿疑惑且不知該從何下手的問題，亦或是在教師引導其進行猜想與假設后不知道下一步該如何進展。那么此時教師則應該使用問題來靈活地引導學生展開對目標內容的探究，問題設計要遵循難易適中的原則，以維持學生探究和學習欲望為主。另外，問題要具有一定的啟發性，盡可能全面地激活學生學習思維，從而集中注意力進入學習狀態面對未知教學內容展開探究學習。可以說，具有啟發和引導性質的問題是上好一堂物理課的關鍵，其作為培養學生自主學習能力和促進大腦發展的重要途徑，應當具備嚴謹、科學、合理、明確、詳細等基本特征。一般此類問題的使用多見于課堂導入、新舊知識銜接，或是理論聯系實際的環節。例如，在“光的色散”中，教師可以讓學生思考如何用最簡單的方法來從白光中獲得另一種顏色的光，進而演示白光在經過三棱鏡后改變了方向并且依次呈現出了七色光。此時教師拿出綠色或其他顏色的玻璃紙來對七色光進行投射，引導學生觀察并思考：與玻璃紙相同的條紋為什么不見了？如果將太陽光直接照射綠色或其他顏色的玻璃紙，會產生什么現象？如何從白光中只得到一種顏色的光？等等。

二、常用到的科學探究方法與技巧

初中物理實驗所用到的基本方法主要轉化、放大、對比、控制變量等等，教師可以在不同的實驗中對需要用到的具體方法進行細致講解，以便于學生掌握的同時明確其適用范圍，從而靈活選用，做到有的放矢。

1、等量轉換

對于一些不易測量或是實驗現象不太明顯的實驗，教師在設計實驗方案之初應該考慮到將其中不易測量的物理量或不易觀察的物理現象進行實驗內容或實驗載體的更換，以便于教學的順利開展。例如，比較兩種燃料的熱值，對于物體燃燒所釋放出的熱量無法進行直接測量，便可以選擇等質量的水進行溫度測量，看看燃料完全燒時放出的熱量使得水升溫了多少，進而即可方便使用溫度計進行測量。

2、放大觀察

如果目標物理量的測量或是物理最終實驗現象的效果不明顯，教師可以從其原理出發來選擇實驗之外的事物對其進行放大，從而使實驗現象變得清晰可見。比如將小球放置于正在發聲的音叉旁邊，小球自然會因為受到音叉振動而彈跳，而放置小球的目的就是為了通過此舉來放大其發聲效果。

3、對比分析

在設計物理實驗方案時，當實驗現象具有可比較特性時，就可以將其進行對比來總結這一類現象的物理規律。例如，比較蒸發與沸騰的異同點;電壓表和電流表的使用等等。

4、取平均值

在設計物理實驗方案時，誤差是沒有辦法避免的，這就需要對物理量進行多次測量，取其平均值來得出實驗結論。

5、控制變量

控制變量是物理學乃至許多科學探究實驗中都會用到的方法，其本質是通過對已知量的了解來減少對未知量估計的誤差。換言之，如果需要探究的目標物理變量較多，就可以將其中的一個變量進行固定，進而通過只改變另外一個量來得出實驗結果，以此總結規律。例如，探究導體電阻大小與哪些因素有關，可以對導體長度和相關材料進行固定，進而探究導體電阻與橫截面之間的關系。再如探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關，應該將壓力這一條件進行固定，將探究方向明確為物體滑動摩擦力與接觸面粗糙程度之間的關系。

三、按部就班，展開實驗

物理實驗首先需要有明確的目的性，即要驗證什么和探究什么的問題。實驗目的指導后續一系列實驗行為，所以教師在設計實驗時應極力避免隨意性實驗的開展，確保學生都能夠經歷有探究意義和學習價值的實驗過程。此外，教師在實驗開始后要盡可能地以培養學生自主探究能力為主要目標，減少過多地干涉。也正因如此，一個恰當的引導、點撥和啟發便顯得尤為重要。一般地，只有學生在實驗過程中出現較大問題或錯誤時，教師應該及時地引導其進行明確，從而使其意識到問題所在，回歸正軌。初中階段，物理實驗一般都是采用的先進行猜想假設，再擬定實驗方案的思路，在此基礎上只需要準備好相關的實驗器材以及統計表格，來對實驗變量展開實驗即可。

確定實驗方案之后還需要明確實驗原理，這是證明實驗目的的關鍵。實驗原理往往在實驗過程中起著決定實驗最終方向的作用，而且實驗原理的明確很大程度上也決定著最終實驗能否順利完成。此外，對于影響實驗結果的變量以及會產生怎樣的影響都是需要多加注意的方面。物理實驗十分強調各個環節的緊密銜接與配合，只有多環節緊密銜接，才能夠實現良好的綜合作用，得到理想的實驗結果。比如在根據實驗內容準備實驗器材時，教師要考慮到一些消耗品的數量是否充足，對于一些具有不可控突發現象的實驗要準備好防護措施。在準備萬全之后還要確保學生都明確掌握了實驗的詳細步驟，以便于最后實驗報告的正確填寫。而實驗報告作為實驗探究中的重要組成部分，其也必須要遵循實驗原理、實驗過程及實驗結果的順序如實填寫，最后使各實驗變量矛最終實驗結果之間的關系得以清晰明了，便于統計數據和判斷結果。綜其各個方面都可以說是為了培養學生一個嚴謹的科學探究態度和習慣。

綜上，物理探究實驗設計的有效性很大程度上取決于方案的設計以及很多細節方面的把控，教師所需要做的是給予學生充足的自主探究條件，并對于其處理不當的地方要及時進行糾正，對于出現的問題要及時指導發現和改進，提高學生物理實驗的實踐探究能力也等同于培養他們綜合素養。

參考文獻

[1]? 吳進雅.淺談初中物理探究式實驗教學[J].物理之友，2017，33（11）：9-10+13.

[2]? 李霞，趙濟芳.初中物理實驗的改進和創新[J].物理教學，2017，39（08）：37-40.

[3]? 張雪云.新課改下初中物理實驗教學的改進與創新[J].教育教學論壇，2017（26）：251-252.