初中物理实验的分类及教学

沈龙云

(贵州省金沙县平坝镇初级中学 贵州 金沙 551800)

引言

这种模式在我们的日常生活、工业生产和科学研究中屡见不鲜，对我们的生活和生产都有很大的帮助。物理研究问题具有非常突出的特点，如生命情景，物理规律具有复杂多样的特点。因此，在初中物理教学中，需要运用建立模型的方法，对物理问题所包含的情境和规律进行简化和具体化，使学生更容易理解和接受客观现象所包含的复杂规律。

物理模型的建立是物理学习和物理教学的重要手段。在教学中，可以对物理问题涉及的因素进行分类，建立有效的物理模型。理想的实验模式是一种强调主要因素，合理忽略次要因素，简化复杂过程，简化问题的教学方法。在物理教学中正确运用这一思想，将大大提高教学效率。理想的实验模式在初中物理教学中得到了广泛的应用。根据分类的功能和目的不同，大致可以分为以下几类。

一、实验形象化、场景化

例如，研究磁场时引入磁感应线，研究光的传播时引入光。把小磁针放在磁铁的磁场中。小磁针受到磁场的影响。当它静止时，它的两个阶段指向某个方向。在磁场的不同点上，小磁针静止时的方向不一定相同。这表明磁场是定向的。在光的传播过程中，我们无法用肉眼看到光的路径，磁场和光的概念相对复杂和抽象。因此，利用所建立的磁感应线和光的模型，可以用箭头的方向来表示磁场和光的传播方向，给出一个直观的场景，突出重点，使抽象的问题变得生动具体，这有助于学生在熟悉概念的基础上。

二、实验生活化、具体化

例如卢瑟福的核结构模型。原子的内部结构是如此微小和精确，以至于肉眼无法直接观察到它。对于原子的内部结构，汤姆逊首先提出了一个日期蛋糕模型，将电子与日期、蛋糕基与原子核进行比较，然后卢瑟福提出了一个行星模型，即电子围绕原子核的旋转与行星围绕太阳的旋转进行比较。不仅可以体现旋转的概念，还可以强调原子核与太阳的对应关系、电子与行星的对应关系、粒子之间的尺寸关系。它有助于学生了解原子的结构和电子与原子核的关系。

三、实验突出重点、省略次要

例如，实验探索了两种力平衡的条件。如果选择小车作为观测对象，对原小车的力、重力和支承力平衡进行分析，垂直方向上不会影响实验，而水平方向上不会影响小车的摩擦力，从而得出两种力平衡条件。

因此，水平方向的摩擦力是本实验需要考虑的主要矛盾。选用小卡片代替小车，既能避免摩擦力的影响，又能尽量减小重力对本实验的影响。

实验中，只有将等重物体挂在卡片的左右两侧，才能使卡片保持平衡，这说明两个相等的力是要满足的条件。以一定角度旋转卡片不会保持平衡，这意味着共线是一个条件，而将重量悬挂在卡片的一侧不会保持平衡，这意味着两个力的相反方向是一个条件。如果你切牌，你不能保持平衡，这意味着同一个受力物体是一个条件。从而总结出两种力平衡的条件：同伦、等价、反转、共线。以上两种实验装置可以看作是一种理想的实验模型。共同点是把握实验目的，考虑实验的主要影响因素，完成教学目的。

四、实验为辅、理论结合

例如，探索声音的传播条件，用抽气筒逐渐抽取密闭玻璃容器中的空气，比较容器中音乐卡产生的声音体积的变化，得出声音不能在真空中传播的结论。实际上，在实际操作中，由于抽气机我们不能完全抽出空气，只能听到逐渐变轻的声音。根据对“空气越少，我们听到的声音越少”现象的科学推理，如果没有空气，即真空，我们就听不到声音，所以我们不能断定声音不能在真实的空气中传播。另一个例子是伽利略的理想斜率实验。让小球从从一斜坡滚到另一个斜坡。这个小球能比原来的小球卷起一个较低的位置。使斜坡表面光滑，小球的高度要高一点。因此，如果没有摩擦力，小球在启动时会滚动到相同的高度。利用实验中观察到的现象，可以进行科学的推断，总结出正确的规律。

牛顿第一运动定律：所有物体在没有外力的情况下总是静止或以恒定速度直线运动。对于前者，物体不受外力的禁止，便于学生理解。很难理解的是，当后者不受外力影响时，物体会以恒定速度直线运动。小车从同一高度、同一坡度、同一角度滑落到三个不同的接触面，即毛巾面、棉布面、木面。记录车辆通过不同平面的距离，并将数据记录在表中。通过对表中数据的分析，发现接触面越光滑，通过距离越长，从移动到停止的时间越长，即速度变化越慢。由此我们可以推断，如果汽车以较小的摩擦力滑到玻璃上，它经过的距离会更长，从行驶到停车所需的时间也会更长。如果汽车在平滑的水平面上滑行，那么汽车通过的距离是无穷大的，速度变化是无穷小的，也就是说，汽车会作匀速直线运动，从而得出所有运动物体在没有外力的情况下都会作匀速直线运动的结论。

这四种理想的实验模式在我国初中物理教学中经常遇到。选择合适的教学方法可以激发学生的形象思维能力和分析推理能力。这些能力的培养对学生今后的学习非常重要。