關注教學細節 助力初中物理實驗教學

陳素萍

(江蘇省泰州市姜堰區溱潼第二中學 225508)

物理是一門實驗型自然科學學科，實驗是物理課程的重要組成部分，實驗是物理課堂教學中的重要資源，實驗教學是物理課程教學的重要內容；然而，在物理課堂教學實踐中，不少物理教師“圖方便、省時間……”，物理演示實驗用視頻或模擬動畫來代替，注重實驗如何操作？實驗題如何解答？不注重引導學生對實驗原理與方法的理解、對實驗方案的改進優化、對實驗器材的取舍，幾乎沒有課外實驗的延伸與拓展；因此，作為一線教師應該留足學生實驗和課堂演示實驗的時間，本文筆者重點從實驗教學的幾個細節入手，不斷提升物理實驗教學的有效性.

一、正確使用基本實驗儀器

物理實驗儀器主要涉及；刻度尺、秒表、溫度計、天平、彈簧測力計、電壓表、電流表等，物理課程標準明確指出學生必須熟練掌握使用基本實驗儀器的方法，此要求表面看似簡單，但是在實際教學中，筆者發現不少學生因為某些細節不理解，導致基本實驗儀器的使用出現問題.

例如，托盤天平測量物體質量的實驗中，首先在右盤中放入與待測物質量相近的大砝碼，再依次減少添加砝碼，實踐中發現理論考查時錯誤率很低；若讓學生動手操作的時候，出現隨意放置砝碼的現象比較嚴重，主要是學生對操作本質不理解而導致的結果，多數學生操作中都習慣的認為，只要最終兩邊托盤達到平衡即可，大小砝碼添加的先后順序是無所謂的事情.物理教師可以從多元視角對此操作細節進行合理化的解釋，對于一臺托盤天平而言，砝碼盒內砝碼數碼是有限的，在操作中先小后大的加入方式，容易導致小砝碼不夠用的情形，無法實現兩邊平衡；相反，若由大到小的添加方式，方便于控制天平兩邊平衡；此外，物理教師還可以從實驗誤差視角進行闡釋，砝碼盒中大小砝碼的真實質量與標稱值之間都存在一定的誤差，可以借助于誤差對比數據圖表進行說明，此法直觀、形象，便于學生理解與領悟；如圖1所示.

實踐表明，在實驗儀器的使用上，引導學生對操作中重要細節環節的理解，促使學生“觸類旁通、舉一反三”，從而實現學生正確操作基本實驗儀器，達成提升實驗操作技能的目標.

二、深刻理解實驗原理與方法

在物理實驗教學中，部分物理教師比較重視實驗步驟，總是希望學生機械地按照“章程”進行，學生被迫進行著“一頭霧水”的實驗操作，對于實驗原理和實驗方法的可行性，從不過問與思考，若實驗的可行性不能保證，實驗操作容易偏離科學方向，實驗結論的可靠性值得商榷與斟酌.

例如，在“色光混合”實驗教學時，部分物理教師采取如圖2所示的方式進行實驗操作展示，此實驗結論是有一定的爭議與商榷的；實際上玻璃磚對不同顏色的單色光的折射率存在差異，不同的單色光經過玻璃三棱鏡后折射程度不同，白光(復色光)經過三棱鏡后會出現色散現象，如圖3所示，根據光路可逆原理，單色光經過三棱鏡后出色光線與入射光線保持平行，這樣經過三棱鏡組合(兩個相互倒置的三棱鏡)后，單色光的入射光線與出射光線保持平行，這樣出射光線成為一個七種顏色的光帶(紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫)，由于兩個倒置的三棱鏡間距很小，出射的各個單色光非常靠近，人的肉眼看似是一束白光(七種單色光混合在一起即為白光)，實際上這種色散沒有形成混合狀態；如果學生在實驗之前，對此實驗原理進行分析與思考，就會得出科學的正確實驗結論；相反，學生不去思考實驗原理中的本質，在實驗操作中就容易得出“白光”的完美假象.

實踐表明，理解實驗原理與方法是實現后續實驗的重要保障，欲想讓學生的科學探究真正發生，必須讓學生真正的理解實驗原理與方法.

三、合理選擇恰當的實驗器材

實驗器材是確保實驗取得圓滿成功的關鍵因素，實驗前選擇合適器材進行實驗，實驗后針對實驗現象進行實驗儀器的改進；實驗器材選擇細節的處理，有助于實驗現象的呈現和實驗結論的獲得，有助于提升學生科學思維能力，有助于提升物理學科核心素養.

例如，如圖4所示，為“探究導體中電流與電阻關系”實驗的電路圖，其中電源提供電壓恒為4.5V，實驗中提供的器材有：電阻R有“5Ω、15Ω、25Ω”三種，滑動變阻器有“5Ω 0.6A、20Ω 0.5A、50Ω 0.3A”三種，若使電流表讀數恒為0.3A，應該選擇哪種滑動變阻器？在此實驗進行實際操作之前，教師可以引導學生從滑動變阻器總阻值和允許電流最大值兩個方面進行思考，選擇合適器材，切不可直接灌輸給學生結論，應該給學生創設合理情境，讓學生自主參與、自主探究、自主生成，有助于學生思維能力的培養.

實踐表明，實驗器材的選取在實驗教學中十分重要，也是中學實驗考查的重點，在實驗教學過程中，學生對實驗目的與原理的理解是正確選取實驗器材的重要條件，實驗器材的合理選取是獲得理想實驗現象、實驗原理的保障.

四、充分改進與優化實驗方案

對于一個初中物理實驗而言，實現實驗目的實驗方案是多樣化的，課本教材中列舉的實驗方案往往都屬于比較優秀的方案，但也不盡然都是十分完美的實驗方案，也有可能存在一定的“瑕疵”，在初中物理實驗教學中，物理教師可以引導學生對提供的實驗進行大膽的優化與改進，發揮學生創新思維的能力，促進學生知識與能力的融會貫通，促進學生綜合應用能力的提升.

例如，在“探究滑動摩擦力大小與什么因素有關”的實驗教學中，原來實驗方案中拉動木塊使其作勻速直線運動，控制木塊勻速實際操作難度很大；多數學生容易想到如圖5所示的實驗改進方案，拉動木板運動，實驗操作難度降低不少，但是彈簧測力計重力影響，實際操作時細繩始終保持水平也相當困難；此時，物理老師可以引導學生思考運用定滑輪的性質特征，改變拉力方向克服上述困難，如圖6所示，這樣實驗的操作性明顯提升.

實踐表明，教師應該充分介紹實驗儀器的優缺點，讓學生在理解實驗儀器本質特征的基礎之上，進行物理實驗方案的優化與改進；針對原有的實驗原理或者實驗方案進行思維，挖掘實驗中存在的不足，根據所學知識進行有效的改進與優化，促進學生實驗綜合技能的提升，促使學生創新實驗能力的提升.

總而言之，在初中物理實驗教學中落實學生核心素養，必須對實驗教學中的細節加以關注；對于初中物理一線教師而言，在教學實踐中，應該想方設法引導學生從“實驗儀器選擇和使用、實驗原理與方法的理解、實驗方案的優化與改進”等角度入手，針對這些實驗細節進行探討與思考，進而提升學生對物理實驗的理解程度，促進學生實驗操作能力的提升，進而提升學生分析物理問題和解決物理問題的能力.