备好物理实验的探讨

(吉林省前郭县蒙古族中学，吉林 前郭 131100)

备好课是上好课的基础和保障，备好实验是日常备课中不可或缺的重要部分.因为物理实验承载着科学知识、隐含着科学方法,也是物理概念形成的坚实基础,物理规律得到验证的有效方法,还是培养学生实验操作能力与观察能力的手段，更是培养学生热爱科学，形成实验是检验真理唯一标准的科学观，提高学习兴趣的重要途径.可见，备好实验对课堂教学效果具有重要而深远的意义.通过研究发现，同样的实验内容，相同的实验装置或实验方法，教学效果却大相径庭.这是因为，实验教学效果不理想的教师缺少实验备课的程序性知识，不知道在实验备课时，应该先做什么，后做什么，每一步应该完成什么任务，以及各步间的逻辑关系.为此，本文从笔者的教学实践出发，提出实验备课要做到有理、有序、有法，应从以下10个方面的流程入手.

1 体会实验编排意图

我们在备课的时候，要通过研读，结合物理知识点，思考在这里出现这个实验的目的是什么？是为了提高学生的兴趣，还是提供丰富的实验表象，或是培养观察和操作能力，或是为了给下一个演示实验做铺垫和过渡？通过研读课程标准、教科书及其教师用书，对被选入教科书的实验进行分析，体会编者的教学设计意图，实现相关实验内容的具体化.若是为了培养兴趣，那么我们就注重这个实验的现象奇特、有趣.若是为了获得实验表象，那么我们就要注重实验现象的可见度.若是为了验证物理规律，那么我们就要保证实验的成功和直观.总之，对于安排在教科书里的实验，一定要理解好编者的意图.只有这样才能把实验功能最大限度的发挥出来.

2 理解实验原理

研究实验，首先要明确实验的目的、内容和要求，然后从分析、研究实验原理入手.只有弄懂了实验原理，才能真正掌握实验的关键、操作的要点，从而合理地选择实验装置、器材，进行实验的设计、实验装置的改进等，正确地处理数据、估计误差、得出结论.例如，测物质密度的实验原理是密度公式ρ=m/V，根据此公式可知，要测定物质的密度，必须知道两个量——质量和体积，需要测出物体的质量和物体的体积，测物体质量的器材是天平，测物体体积的器材是量筒或量杯，至此，本实验的器材就一目了然了.

3 优化实验设计

教科书中提供的实验设计是编者考虑众多因素后选用的，如城乡差别、发达地区与不发达地区的经济差异、男生与女生的个性差异等.所以，对不同的学生可能会存在不适应的问题，不同教师的讲课风格与呈现知识的方式也不尽相同，因此就要考虑优化实验设计的问题，实验设计要遵守科学性原则、直观性原则、简约性原则、安全性原则、可行性原则.优化的策略有现象奇异、结构巧妙、操作简捷，还要考虑器材的选择是否合理等.

10图1

例如，浮力产生的原因，在现行的教科书中，只用一个正方体受力的示意图来说明，缺少必要的实验事实来支撑.笔者利用生活中的饮料瓶提出了独特的实验设计方案.如图1所示，用螺丝固定去底的大小饮料瓶.分别往大小饮料瓶中放入直径略大于瓶口的橡胶弹力球.操作时，先往小的饮料瓶中加水至满，弹力球B虽然在水中，但仍然不浮起.说明水中的物体不一定受到浮力.再加水，水从小饮料瓶溢出到大饮料瓶内，大饮料瓶内的弹力球A也不浮起.随着大饮料瓶内水的逐渐升高到与小饮料瓶相平时，小饮料瓶内的B小球就会升起来.从而说明浮力产生的实质是向上和向下的压力差.

4 熟悉实验装置

在实验过程中总是伴随着很多的偶然性的因素，因此，这个实验无论你以前做过多少次，还要进一步的熟悉实验装置.为此，在这一备课环节中要做好如下几点：

(1)感悟实验装置.明了所选择的实验仪器的功能，特别是熟悉仪器的型号、结构、使用方法.要了解所选择实验装置中还存在什么问题？如何进一步提高实验现象的可见度、拓展其教学功能？

(2)组装仪器.如组装水沸腾实验装置的关键有两点：一是酒精灯放在铁架台上，点燃酒精灯，调节带有石棉网的铁环位置的高低，实现外焰加热.二是往烧杯中倒入适量的水，调节固定温度计的十字夹的高低，使温度计的玻璃泡刚好浸在烧杯的水中.

(3)尝试操作.通过操作，明了实验中要注意的问题，只有对实验进行多次演练，才能积累操作的经验，使实验在课堂教学中保证成功有效.

5 规范实验操作

学生掌握实验操作技能的重要途径是练习，而练习往往是从模仿开始，因此，教师做演示实验时，要求操作规范，保证成功，为此要注意以下几点：

(1)出示实验装置要掌握时机.实验仪器对学生来说，极具吸引力，仪器不能一上课就放在讲台上，这样易分散学生的注意力，影响教学效果.

(2)操作与讲解要紧密配合.实验操作蕴含着丰富的知识、思维、经验等，因此教师要配合实验操作，讲解操作要领，说明观察目的和注意事项等.

6 客观描述现象

在描述实验现象时要注意以下几点：

(1)忌把结论名称当作现象来描述.如在研究压力作用效果的实验中，在描述现象时，就不能提前使用“压强”这一术语，即压力一定时，受力面积越小，压强越大.因为此时学生还没有形成压强的概念，只能描述为压力的作用效果是什么样的.

(2)忌片面描述实验现象.如在做物体对外做功、内能减少的实验时，多数学生对有刺激性的“胶塞被冲开”和有趣的“听到啪的声音”比较关注，而对酒精气体对外做功时内能减少，温度降低，酒精液化后形成“白雾”的现象就忽视了.

7 正确归纳结论

物理实验中重要的工作是对实验过程中所收集的证据或数据进行分析和处理，从而得出规律，这就是实验结论.通过分析得出正确的实验结论，要注意几下几点：

(1)不能因果关系颠倒.研究电流与电压、电阻的关系时，结论不能描述为：当导体的电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比.应归纳为：当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比.

(2)不能混淆探究因素.研究动能大小与哪些因素有关时，学生观察到同一个小球，放的位置越高，推动木块越远.就将“高度”认为是探究的因素，就错误地得到：物体质量一定，被举高度越大，具有的动能越大.其实，放在不同高度的目的是小球运动到水平位置时可获得不同的速度.因此，正确的表述为：物体质量一定，速度越大，具有的动能越大.

8 欣赏思想方法

对于每一个物理实验，我们不仅是要关注现象和结论的获得，更要关注实验中所蕴含的科学思想与方法，以及学生在这个实验中习得的技能和实践经验.因此，在实验教学备课时，应充分的挖掘这些实验思想和方法.例如，在测量温度的实验中，介绍温度计结构时，要让学生知道，这里隐含着放大和转化的思路、刻画标度的方法等.

9 预做备用实验方案

实验是一个动态的过程，在实验操作中总是有不确定的偶然性因素，有时你在课前准备得很好，或上节课做的非常成功，但有时在教学中会出现不成功的状况.因此，我们要在备课的时候，要准备一个备用实验方案，以防不测.例如，在做压强大小与哪些因素有关的实验时，我们除了准备教科书中的实验方案外，还可以设计几个备用预案，用左手指挤压右手掌.用一端削尖的铅笔，放在两食指之间，体验压力的作用效果.

10 实验教学反思

许多教师在教学中比较注重实验前的准备，满足于实验的成功操作，忽视了实验的反思和总结.通过反思，可总结实验操作成功的经验，进一步优化实验方案，创新实验设计，从而更好地揭示实验现象本质，增强实验教学效果，让学生品味实验设计思想的深邃.

参考文献：

王爱生，丁长泰.开发自创性实验的策略[J].物理实验，2012，(3).