如何做好中学物理实验教学

李秀清

【摘要】物理是一门以实验为基础的学科，物理学习中实验是必不可少的部分，很多物理定律来源于物理实验。通过物理实验，不仅可以提高学生的动手能力，而且可以培养学生的实验探究能力和科学思维能力。

【关键词】中学物理;实验;探究

一、课前要准备充分

要让学生顺利完成实验，教师应做好各项准备工作，如设计实验环节，时间安排，准备器材，对实验仪器的检查和调试，教师要亲自做一下实验，对实验中可能出现的问题或故障要预先考虑并能及时解决。在学生实验前，应先让学生了解仪器的规格、结构、使用方法和注意事项。

例如，观察水的沸腾的实验，要先准备好实验器材，并准备热水，否则学生在实验中烧开水就会用好长时间。在做串并联电路时，因为用学生电源，所以要提醒学生电压档的选择，电流表和电压表正负极的连接，还要考虑小灯泡烧坏的情况，应多准备一些放着备用。

二、创设问题情境，提高学生的学习兴趣

爱因斯坦说，兴趣是最好的教師。物理实验课对于学生来说要比正常的理论课更有趣味性。利用这一点，适当引入新颖的实验设计，可以充分激发学生的探索兴趣，让学生对于教学内容产生好奇心，激发学生的求知欲和兴趣，调动学生的主动性和积极性。

如何让学生喜欢上物理实验呢？我们可以根据物理教学内容，创设问题情境，让学生通过动手实验、观察和分析，理解物理规律。例如，在讲重力时，让小金属片和纸张一起下落，小金属片先落下，为什么？接着把小纸片揉成一团，再做一次实验，有什么不同？然后也拿出真空管来做实验，有什么现象？通过创设问题情境，激发了学生的求知欲。

从生活走向物理，从物理走向社会，生活中很多常见的现象都与物理学相关。教师在教学过程中，创设一些生活中的物理实验，让学生感受到实验的趣味性。如在讲微小形变时，可用一空的扁形玻璃瓶，封口处带一个细小的吸管，瓶里装满水，可加点红色或黑色墨水，让水有颜色，当用手挤压瓶子时，水会从吸管溢出。此实验取材容易，效果明显，学生可以自已完成。

又如，在讲沸点和大气压强的关系时，可做如下实验，让学生思考：将烧瓶装水加热至水沸腾后移去酒精灯，水会停止沸腾，迅速将烧瓶塞上瓶塞，把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水，观察到烧瓶内的水第二次沸腾起来，为什么？通过观察实验现象，学生会觉得不可思议，想要找出原因，这样就激发了他们的求知欲。

三、在实验中培养学生的探究能力

中学物理实验中常用到验证性实验和探究性实验。验证性实验是学生对已有的实验结论进行验证的实验。验证性实验培养学生的实验操作能力，使其掌握实验原理和实验结论。探究性实验是在不知道结果的情况下，先由教师启发，提出问题和假设，再由学生设计实验方案，确定实验器材和实验步骤，这调动了学生学习的主动性和积极性。学生在实验过程中遇到问题，通过分析、思考，动手探索、解决问题，在这一过程中加深了对实验的理解，也在内心获得一定的信心和成就感，更能激发学生对物理学习的动力，通过这种方式培养了学生的观察能力、分析能力和科学探究能力。因此在学生的分组实验中，要让学生多动手、多动脑，使其学会自主分析问题并解决问题。

例如在做电学实验测未知电阻R的阻值时，先启发学生探究实验的流程：明确实验目的—知道实验原理—知道需要测量的物理量—实验所需要的器材—设计实验过程—分析实验数据—得出实验报告。让学生自己列出实验器材，画出实验电路，并自己连接电路。在实验过程中，学生常会遇到一些问题，比如电流表、电压表读数太小，或电流表、电压表不会转，教师不要指出错误的地方，而应适当引导，让学生自己检查电路问题，解决问题。有时教师还要故意设一些“关卡”让学生去发现问题、分析问题，寻求办法解决问题。如在讲多用电表的原理与使用的实验时，可布置一个任务，将一个电流表（量程是600uA，内阻为1000Ω）改成一个可测电阻的欧姆表。学生根据所学的知识，知道了实验原理——闭合电路的欧姆定律，于是设计了如下的电路图A。

学生还列出了所需的实验器材。接着，教师提出更进一步的问题：如果要把它改成中值电阻为800Ω的欧姆表，这样的电路是否满足要求？学生进行思考和讨论后回答：电表电阻比中值电阻大，所以这样的电路不行，应该再并联一个电阻，于是修改成了电路图B。接下来就是选择器材的问题。教师提醒，电源是一节电池1.5V ，如果要知道所选器材的规格，我们最好计算出R和R1的阻值，如何算出R和R1的阻值？学生根据闭合电路欧姆定律和电流表满偏和中值的情况分别列式，联系方程求解，选择了合适的实验器材。学生通过提出问题、分析问题和解决问题，加深了对万用表原理的理解。

在实验课上，学生是活动的主体，教师是主导，教师提出实验活动内容，让学生主动参与，动手、动脑，独立完成或者协作完成实验操作。对于基础薄弱的学生，教师可个别指导，实验完成后，引导学生对观察到的物理现象和实验数据进行归纳总结，得出相关的规律。学生在实验中全程参与，从实验的设计、操作、观察、分析到数据的处理，使学生的动手能力和探究能力得到提高。

在引导学生实验时，教师可以在实验过程中渗透科学方法，让学生学习在物理实验中应用科学方法。例如，在讲牛顿第一定律时，不断减小小车受到的阻力，根据小车的运动情况，推导出当小车在不受阻力时的运动状态，用了理想模型法和极限法的科学方法;在讲牛顿第二定律时，先控制小车质量m不变，研究a与F的关系，再控制F不变，研究a与m的关系，再综合起来，得出a与m和F的关系，用了控制变量法;在讲串并联电路的电阻、分力与合力时用了等效替代法;在讲卡文迪许扭秤实验时，由万有引力引起的微小转动形变转移到光点的移动，起到了化小为大的效果，是放大法;在讲用单摆测量重力加速度时，用秒表测量50次全震动的时间，再算出单摆周期，减少误差，是累加法;在讲密度时，测石块的体积，通过测量将石块放入量筒中排开水的体积，是转化法。在实验教学中渗透科学方法，可以训练学生的科学思维能力，提高学生的实验设计能力，从而培养学生的实验探究能力。

四、用信息技术辅助物理實验

一个成功的物理实验就是一个完整的物理情景，重现这些物理情景，可以使学生轻松认识物理现象和理解物理规律。因此，我们不仅要做好演示实验和学生分组实验，而且要在条件允许的情况下尽可能地将演示实验改成学生实验，让学生有更多机会动手实践。但受到实验条件的限制，有的实验无法动手完成，就可以借助信息技术辅助完成实验过程。

有些宏观、微观世界的物理现象， 无法在实验中直观地看到，可利用flash制作课件进行模拟展示。例如微观粒子运动规律、天体运动规律，用flash做出的动画可以生动、形象地展现它们的运动过程，将抽象的物理知识转成具体的物理现象，呈现在学生面前。

对于实验过程进行比较快的实验，可以先让学生做实验，了解实验过程和实验现象，再通过多媒体课件呈现实验过程的慢镜头，让学生仔细观察。例如：先让学生做平抛运动实验，学生只能大致知道它的运动轨迹，而通过多媒体呈现慢镜头，学生可以知道某一瞬间物体的位置和运动状态，便于学生分析物体的运动规律。

对于一些复杂的实验，可用微课来协助实验教学。微课时长在5～10分钟之间，主要讲解实验的原理、步骤和注意事项，指导学生规范地操作实验仪器，特别是一些复杂实验，基础较薄弱的学生在实验前可以反复观看，掌握其实验过程和知识要点，提高独立操作的能力。

对于因学校设备欠缺而无法开展实验的问题，可采用仿真实验室，利用先进的计算机技术进行模拟实验。如NB物理实验软件，专门为中学物理而设计的仿真实验室。教师可利用仿真实验室让学生先模拟实验，了解实验过程和调试，做实际实验操作前的预习，也可以在实际实验操作后用仿真实验室对一些问题做进一步的探究，还可以在课后根据自己的兴趣，在家里建自己的实验室，尽情发挥想象力，自由设计实验，而不用担心实验器材问题和安全问题。学生在仿真实验中可以看到实验过程的相关数据，比如，做电学实验，可看到电流流向，在实验操作出错时，还会指出错误的地方，让学生改正错误，掌握相关知识。通过仿真实验室，学生的思维可以自由发挥，培养了创新意识和创新能力。

总之，物理实验是物理教学的重要部分，能培养学生的动手操作能力和实验探究能力。我们应该尽可能让学生多做实验，做好每一次实验，在实验中渗透科学方法，培养学生的科学思维能力。并且，在无法开展实验的条件下，可以利用信息技术辅助学生完成实验，用仿真实验室让学生自由实验。通过“做中学”，学生在实验过程中体验科学探究过程，学习科学方法，掌握物理规律。

【参考文献】

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