淺談初中物理實驗的分類及教學(xué)

莫太勇

摘要：新課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)探究式的學(xué)習(xí)，注重學(xué)生自己動手、動腦探究科學(xué)規(guī)律，體驗科學(xué)研究的方法，科學(xué)探究既是一種重要的教學(xué)方式，又是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)。因此，在初中物理教學(xué)中，不僅要教給學(xué)生物理知識，更重要的是要引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷一次物理學(xué)知識“再發(fā)現(xiàn)”的過程，從而培養(yǎng)學(xué)生獲取新知識的能力，收集和處理信息的能力，分析和解決問題的能力，體驗科學(xué)探究的樂趣，學(xué)習(xí)科學(xué)家的科學(xué)探究方法，領(lǐng)悟科學(xué)的思想和精神。所以，初中物理探究實驗的設(shè)計和實施顯得尤為重要。如何使實驗教學(xué)達(dá)到課程標(biāo)準(zhǔn)確定的目標(biāo)，其中蘊含著大量的科學(xué)方法，我們必須給予足夠的重視，并且滲透到教學(xué)活動中去，適時向?qū)W生介紹、點撥，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中去體驗，逐步提高學(xué)生科學(xué)探究能力。

關(guān)鍵詞：初中物理;實驗;分類

中圖分類號：G633.7???? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B??? 文章編號：1672-1578（2020）20-0205-01

模型在我們?nèi)粘Ｉ?、工業(yè)生產(chǎn)以及科學(xué)研究中經(jīng)常會見到，對我們的生活及生產(chǎn)有著很大的幫助。物理學(xué)研究的問題具有非常突出的特點，比如生活情景化，物理規(guī)律又有復(fù)雜多樣化的特點。所以初中物理教學(xué)中我們需要把物理問題所包含的情景及規(guī)律用建立模型的方法，把問題簡單化具體化，讓學(xué)生更容易理解和接受客觀現(xiàn)象背后所包含的復(fù)雜規(guī)律。

建立物理模型是研究物理學(xué)和物理教學(xué)的重要手段。教學(xué)中我們可以根據(jù)物理問題中涉及的因素進(jìn)行分類來建立有效的物理模型。強調(diào)主要的因素，合理忽略次要因素，簡化復(fù)雜過程，把問題簡單化，理想實驗?zāi)Ｐ途褪墙⒃谶@一思想基礎(chǔ)上的一種教學(xué)方法。物理教學(xué)中正確運用這一思想將可以極大提高教學(xué)效率。理想實驗?zāi)Ｐ驮诔踔形锢斫虒W(xué)中應(yīng)用廣泛，按照不同的分類作用及目的，大致可以分成以下幾類。

1.實驗形象化、場景化

例如研究磁場時引入磁感線，研究光的傳播時引入光線。把小磁針放在磁鐵的磁場中，小磁針受到磁場的作用，靜止時它的兩級指向確定的方向，在磁場中的不同點，小磁針靜止時指的方向不一定相同。說明磁場是有方向性的。光在傳播過程中我們?nèi)庋蹮o法看清光路，磁場和光的概念相對都是比較復(fù)雜和抽象的，所以利用建立的磁感線模型和光線的模型，用箭頭的方向來表示磁場方向和光的傳播方向，給予形象化的情景，又可以突出重點，讓抽象的問題變得生動而具體，有助于學(xué)生對基本概念的熟悉掌握。

2.實驗生活化、具體化

例如盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型。原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)微小而精密，無法用肉眼直接觀察。關(guān)于原子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，湯姆遜首先提出了棗糕模型，將電子比作棗子，蛋糕底座比作是原子核，后來盧瑟福提出了行星模型，就是將電子繞著原子核旋轉(zhuǎn)比作行星繞著太陽轉(zhuǎn)，不僅將轉(zhuǎn)動的概念具體化，還可以將原子核和太陽對應(yīng)，電子與行星對應(yīng)，強調(diào)微粒之間的大小關(guān)系。利用學(xué)生原本掌握的知識或常識加深對概念的理解，有助于學(xué)生更好的理解原子內(nèi)部的構(gòu)成以及電子和原子核的關(guān)系。

3.實驗突出重點、省略次要

例如探究二力平衡條件的實驗。假如選用小車作為觀察對象，分析原本小車的受力情況，重力和支持力平衡，豎直方向上確實對本實驗不會造成影響，但是水平方向上小車受到的摩擦力會影響到總結(jié)得出的二力平衡條件，所以水平方向的摩擦力是本實驗的主要矛盾，需要重點考慮，我們選擇用小卡片代替小車，既可以巧妙地避開摩擦力的影響，又可以盡量減少重力對本實驗的影響。實驗中小卡片左右兩邊掛上等重的物體時才能平衡，說明兩個力大小相等是要滿足的條件。將卡片旋轉(zhuǎn)一個角度將不能保持平衡，說明共線是一個條件，重物掛在卡片一邊不能保持平衡說明兩個力方向相反是一個條件。將卡片剪斷，不能保持平衡，說明同一個受力物體是一個條件。從而總結(jié)出二力平衡的條件：同體，等值，反向，共線。以上兩個實驗裝置都可以看作是一種理想實驗的模型，共同點是抓住實驗?zāi)康模紤]實驗主要的影響因素，完成教學(xué)目的。

4.實驗為輔、理論結(jié)合

例如探究聲音的傳播條件，利用抽氣機(jī)將密閉玻璃容器中的空氣逐漸抽出，比較容器中音樂卡片發(fā)聲的大小變化，得出聲音不能在真空中傳播的結(jié)論，事實上實際操作中由于抽氣機(jī)無法將空氣完全抽干凈，我們只能聽到逐漸變輕的聲音，是根據(jù)空氣越少，我們聽到的聲音越小的現(xiàn)象科學(xué)的推理得出如果沒有空氣，即真空了，我們將聽不到聲音，從而得出結(jié)論聲音不能在真空中傳播的。再比如伽利略的理想斜面實驗，讓小球從一個斜面上滾下到另一個斜面，小球可以滾上比原來稍低的位置，把斜面的表面變光滑，小球的高度就更高一點，所以假如沒有摩擦力，小球?qū)L到出發(fā)時相同的高度。利用實驗觀察到的現(xiàn)象，做出科學(xué)的推論，總結(jié)得出正確的規(guī)律。

牛頓第一運動定律：一切物體在沒有受到外力作用時總保持靜止或者勻速直線運動狀態(tài)。對于前者，物體不受外力保持禁止，學(xué)生容易理解。對于后者不受外力作用時物體將做勻速直線運動是理解的難點。小車從傾角相同的斜面上同一高度處由靜止滑下，滑到三個不同的接觸面上，分別是毛巾平面，棉布平面，木板平面。記下小車在不同平面上通過的距離，并將數(shù)據(jù)記錄在表格中。通過分析表格中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)小車滑到越是光滑的接觸面上，通過的距離就越長，從運動到停下所要花的時間就越長，即速度的變化越慢。由此我們可以推測出假如小車滑到摩擦力更小的玻璃上，通過的距離將更長，從運動到停下所需時間也會越長。假如小車是滑到一個光滑水平面上，那么小車通過的距離是無限長的，速度變化是無限小的，即小車將做勻速直線運動，從而得到一切運動物體在不受外力時將做勻速直線運動的結(jié)論。

以上四類理想實驗?zāi)Ｐ驮谖覀兂踔形锢斫虒W(xué)中經(jīng)常會碰到，選擇適合的教學(xué)方式可以激發(fā)學(xué)生的形象思維能力，分析推理能力，這些能力的培養(yǎng)對學(xué)生今后的學(xué)習(xí)是至關(guān)重要的。此外具體的運用中我們可能還會碰到假設(shè)的一些場景，比如說一個光滑的水平面，意思是不要考慮摩擦力，兩種液體混合時，不需要考慮到由于分子間的空隙而帶來體積的變化等等都是假設(shè)的一些理想的狀態(tài)。正確理解這些假設(shè)的前提將更加有助于學(xué)生去解題，去掌握知識點。