物理实验教学问题探索

张从巧

物理是一门以观察和实验为基础的学科，实验教学是物理知识教学的基础。在《初中物理课程标准》同时也指出，在突出科学探究内容的同时，也要重视研究方法的指导，使学生在进行科学探究、学习物理知识的过程中，逐渐拓宽视野，初步领悟到科学研究方法的真谛。由此可见，实验教学中蕴含着大量的科学方法，正确地掌握物理实验的探究方法，有助于揭示物理现象、物理规律的本质属性和内部规律。

既然物理实验方法这么重要，我们怎样才能让学生掌握，并能应用自如呢？首先我们要对初中物理教学中常用的探究实验方法有所理解。初中物理实验探究方法主要有以下几种：

（1）控制变量法：为了研究物理量与影响它的多个因素中的一个因素的关系，可将除了这个因素以外的其他因素人为地控制起来，使其保持不变，再比较、研究该物理量与该因素之间的关系，得出结论，然后再综合起来得出规律的法。这种方法在整个初中物理实验中的应用比较普遍

（2）等效替代法：研究某一个物理现象和规律时，因实验本身的特殊限制或因实验器材等限制，不可以或很难直接揭示物理本质，而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的方法。这种方法若运用恰当，不仅能顺利得出结论，而且容易被学生接受和理解。

（3）转换法：有的物理量不便于直接测量，物理现象不便于直接观察，通过转换为容易测量到与之相等或与之相关联的物理现象，从而获得结论的方法。

（4）类比法：类比法是一种推理方法。为了把要表达的物理问题说清楚，往往可用具体的、有形的、人们所熟知的事物来类比要说明抽象的、无形的、陌生的事物，通过借助于一个比较熟悉的对象的某些特征，去理解和掌握另一个有相似性的对象的某些特征。

（5）图像法：图像是一个数学概念，用来表示一个量随另一个量的变化关系，很直观。由于物理学中经常要研究一个物理量随另一个物理量的变化情况，因此图像在物理中有着广泛的应用。在实验中，运用图像来处理实验数据，探究内在的物理规律，具有独特之处。

（6）理想化方法：指在物理教学中通过想象建立模型和进行实验的一种科学方法。可分为理想化模型和理想化实验。理想化模型就是指把复杂的问题简单化，把研究对象的一些次要因素舍去，抓住主要因素，对实际问题进行理想化处理去再现原形的本质的东西，构成理想化的物理模型。这是一种重要的物理研究方法。

（7）对比法：“比较”是人们常用的探究方法，是找出事物之间的差异点和共同点的研究方法，比较事物间的相同特征或相异特征。

下面就初中物理实验《探究影响导体电阻大小的因素》中运用的探究方法——控制变量法，来谈谈怎样进行探究实验方法的教学，希望能起到抛砖引玉的作用。

一、作为教师，你首先要明确该实验用哪种实验方法最合适，也就是说先要确定实验方法。这就要求你对各种实验方法都要有深入的认识，并有所研究。

二、在实验问题的提出时就开始渗透实验方法的思想，并让学生联系实验提出的问题和假设来寻找，并确定实验的变量。例如在《探究影响导体电阻大小的因素》实验教学中，当我们换用不同的电阻进行实验时，发现灯泡的亮度是不一样的，那样就可以提问“为什么灯泡的亮度不一样？”来引导学生去分析比较，得出影响导体电阻大小的因素可能是导体的材料、长度和横截面积，还有温度，从而确定该实验的变量。

三、确定变量后，要引导学生用怎样的实验方法进行实验。在该实验中，我们确定了四个实验的变量，那么我们就可以提问“我们怎样才能知道这些变量与电阻的关系？怎样进行研究？”让学生认识到，要研究每个变量与电阻的关系，就必须在每次实验中控制另外的变量保持不变。这样自然而然的，我们就可以提出实验要使用的实验方法——控制变量法。接着教师要把控制变量的思想介绍给学生，使学生逐步领悟到控制变量法的实质要领，为之后的实验方法的教学作好准备。

四、有的老师却不敢放手让学生去主动探究，而是替学生设计好实验步骤甚至做成演示实验，学生成了旁观者，没有直接参与，不利于其创新能力的培养。因此要鼓励学生自己动脑、动手、动口，在探究过程中充分发挥学生在探究过程中的主体和中心地位，让学生亲身经历实验过程，对未知结论的探索、激发学生的思维状态，认识到这些物理实验反映的物理本质，从而认识并形成正确的物理规律，培养学生的创新意识。例如，在探究“浮力的大小等于什么”的实验中，我首先让学生思考：放入水中的乒乓球，从它刚露出水面到最后漂浮在水面上不动的过程中，它受到的重力怎样变化？浮力怎样变化？浸没在水中的体积怎样变化？从而让学生对“浮力的大小与什么有关”作出猜想和假设，并進一步设计实验进行探究、分析论证并尝试改进实验方案。

五.实施小实验、小制作教学手段

在日常教学实践中，我体会到，重视初中教材中小实验的教学，既有利于巩固知识，提高能力，还容易引起学生的兴趣，这对全面提高物理教学质量具有重要的意义。通过小实验和小制作的完成，可激发学生学习物理知识的兴趣，调动学习的积极性。物理学科的特点决定了学生学习物理的难度，导致了一些学生对学习物理产生畏学、厌学情绪，若能在改进课堂教学的前提下，把握住对小实验教学的机会，通过学习体会亲自制作和实践的乐趣，就可激发兴趣，认识到物理知识在实践中的应用，从而激起他们学好物理的信心。通过小实验的教学，进一步培养和加强学生的实验技能。

六.拓展实验教学的思路，扩大实验探究的范围

物理就是以实验为基础的学科，也就是物理的定义、定理、规律都建立在大量的实验和实践活动中，那么我们所说的实验也就不仅仅局限于课本上的演示实验、探究实验及“想想做做”小实验，而是将实验探究贯穿于物理学习的全过程。我们的实验教学可以在课上，也可以在课下；可以使用实验室所配备的器材，也可以自备自制教具，甚至可以使用我们日常生活中的现有物品，经常用学生身边的物品做实验，如用铅笔和小刀做压强实验，用可乐瓶做液体压强与深度关系的实验，用汽水瓶做大气压实验用乒乓球做物体的浮沉实验，用水和玻璃做光的色散实验等，这些器材学生更熟悉，更有利于使学生明白物理就在身边，物理与生活联系非常紧密。而且通过这些课本上没有出现的器材启发学生的创新能力：大家一起来想一想，还可以用什么来说明我们要知道的物理知识。或者，这种类似的方法我们可以用来解决其他什么问题，等等。学生在实验探究活动中，通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程，学习物理知识与技能，体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法，领悟科学的思想和精神。