实验教学法在初中物理教学中的意义

李幸桧

物理是一门以实验为基础的自然科学，在物理学习与研究中涉及大量的实验，通过实验可以更好地理解物理概念，掌握物理科学原理，提高物理思维能力和实验操作能力。初中生刚刚学习物理科学，具有强烈的好奇心与求知欲，但在学习过程中也会遇到各种各样的问题。实验是物理教学的“第二课堂”，初中物理中含有各种各样的实验，具有较强的趣味性、实践性、开放性，能引领学生积极参与其中，在实验操作中更好地学习物理，探究物理科学的秘密。因此，在初中物理教学中可以运用实验教学法，具有极其重要的意义。

一、培养学生物理学习兴趣

实验教学法是指在教师的指导下，师生根据实验主题与步骤，利用一定实验器材，通过控制条件的操作过程，可能引起实验对象的不同变化，观察实验现象，获取和分析实验数据，进而得出或验证某种结论、获取新知识的教学方法。实践是检验的唯一标准。对初中物理教学来说，最好的实践就是参与物理实验，很多物理概念和定理很难通过语言和文字信息表达出来，必须通过物理实验完成。初中物理教学中，教师通过演示实验可以生动直观地展现物理现象，或者指导学生参与探究实验经历知识生成的全过程，获得更直接的学习体验。在课前导入课堂讲解中，教师可以运用实验教学法，能培养学生物理学习兴趣。

例如，在刚开始进行初中物理教学中，为培养学生物理学习兴趣，教师先要通过趣味演示实验，让学生生动而直观地感受到物理的神奇之处。比如，北师大版初中物理的第一章是“物态及其变化”，教师根据升华的概念，提前准备若干干冰、热水、盆和筐子等器材。教师上课时做“干冰升华”实验，模仿电视上舞台效果，播放电视剧《西游记》中的背景音乐，将筐子放在盆上面，将干冰倒在筐子内，然后倒热水，顿时雾气开始弥漫，宛若仙境。由于学生通常只在电视中看到过这类现象，但是在实际生活中很少见到，在物理教学刚开始时做这个实验，可以有效激起学生物理学习兴趣。教师根据现有条件，还可以结合“声现象”章节知识，准备若干个一次性纸杯、棉线、火柴棒等器材，先制作好一个土电话，在课上让两名学生用这个土电话“通电话”，初步感受声现象，再分发材料让学生动手制作，运用制作好的土电话“通电话”，同样可以让学生感受到物理的趣味性。

以上小实验的趣味性较强，与物理知识息息相关，蕴涵一定的物理科学原理，可以快速引起初学者的注意力，激发与培养学生物理学习的兴趣。随着初中生进一步学习物理知识，可以逐步理解其中蕴涵的科学原理，进一步提升求知欲。

二、更好地理解物理概念规律

在初中物理学科中，还包括大量的物理概念和物理规律，如熔化和凝固的概念，熔化吸热和凝固放热的规律，光的反射概念和“三线共面、两线分居、两角相等”的规律，重力的概念和重力方向总是竖直向下的规律。类似的物理概念和物理规律给学生的物理学习带来了诸多困难，通过口述与图文讲解很难让学生理解，借助实验可以直观展现各类现象，帮助学生更好地理解和掌握物理概念规律。在初中物理课堂教学中，教师可以灵活运用演示实验和探究实验，在讲解物理概念时多运用演示实验，在探究物理规律时多运用探究实验，通过布置实验探究任务，让学生通过自主探究实验更好地理解物理概念与相关规律。

例如，北师大版八年级上册的“汽化和液化”，本课的教学重点是通过列举生活中的实例，让学生了解表面积、温度、气流等都会影响蒸发，得出汽化与液化概念，认识汽化分为蒸发和沸腾，探究理解沸点的概念等。教师可以准备湿布，在课堂上这样展示：用湿布在黑板上写下一个大大的“水”，引导学生认识此时的“水”是液态的，没过一会儿这个“水”字慢慢消失了。接着，教师再让学生回顾晾衣服、烧开水冒热气的生活情景，让学生思考这些现象，进而总结得出汽化的概念：即物质从液态变为气态的过程。关于理解液化的概念，教师可以借助微视频，播放模拟降雨形成的实验。根据北师大版八年级下册的“学生实验：探究——摩擦力的大小与什么有关”，教师可以提前准备相关实验器材，让学生分组探究摩擦力的大小影响因素，通过实验归纳这个物理规律。通过前期学习，可以让初中生认识摩擦力的概念与分类，知道什么是滑动摩擦力以及形成条件，之后通过指导学生提出问题、猜想与假设、设计实验，利用弹簧测力计、木块、长木板、毛巾等器材操作实验，運用控制变量法，得出实验数据和进行分析，从而得出滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小相关。

教师通过操作简单的演示实验，与实际生活现象紧密结合，可以帮助学生理解很多物理基础概念，通过指导学生完成探究实验，可以促进学生掌握物理规律。在实验操作中还涉及猜想与假设、实验原理等，可以帮助学生更好地学习物理。

三、提高学生物理思维能力

物理思维能力是初中学生必须掌握的一种基本能力，在初中物理教学中，要重点培养学生的思维能力。思维能力的培养不是一蹴而就的，教师在日常教学中要注意多提出启发性、探究性的问题，激发学生积极主动思考，鼓励学生自主提问、突破传统、积极实践与进行创新，引导学生参与探究实验。教师可以根据物理课程主题与相关原理，演示一些物理实验，或让学生亲自参与实验操作，在实验中提出一些问题，引发学生思考，与学生一起解释实验现象或总结结论。在初中物理实验教学中，通过落实这样的流程，可以提高学生物理思维能力。

例如，北师大版八年级下册的“牛顿第一定律”，本课程是让学生掌握牛顿第一定律，理解伽利略理想实验推理过程，通过完成斜面小车的实验，培养学生的观察能力，结合实验分析，培养学生分析、概括、推理等思维能力。开始本实验之前，教师先要准备小车、木块、木板、毛巾、棉布和玻璃板等实验器材。为让学生更好地操作实验和思考，教师可以先用木块演示两个简单实验：先在桌面上缓慢推动木块，当不推动时发现木块停止移动;用力推动木块，当快速撤出力时发现木块会向前移动一点距离才停止。以此引发学生思考：第一个演示中可以得出什么结论？学生答道“物体运动要用力维持”，这也是亚里士多德得出的结论，但是第二个演示中可以看出没有推力后木块仍然会向前移动，这与以上结论不符。通过这个导入引发学生思考，教师指导学生利用实验器材做惯性实验，探究牛顿第一定律。这需要利用毛巾、棉布、玻璃当作平面分别做三次实验，对应的阻力大小分别为最大、较大、较小，实验发现滑行距离为最短、较短、长，基于这些实验现象提问：如果是无限光滑的平面，阻力为0，那么滑行距离会怎样？通过推导得出滑行距离会无限长，以恒定不变速度永恒运动。结合这个结论，教师继续提问：物体在运动之外还有静止，静止的物体在未受到外力作用时会保持怎样的状态？先让学生思考，再补充牛顿的结论，完善牛顿第一定律（惯性定律）。

教师通过布置探究实验任务，通过问题导入引发学生思考与探究，通过实验观察、思考、推导得出相关物理定律，在这个过程中可以有效提高学生物理思维能力，学习物理思想方法和实验方法，认识到实验与推导对物理学习的重要性。

四、提高学生实验操作能力

通过研读最新版的初中物理课程标准，可以明确：物理教学中教师应重视培养学生思维能力和实验能力，引导学生进行自主、合作、探究学习。初中物理课堂教学中，教师运用实验教学法实施教学，学生需经历实验探究的全过程，在具体的实验操作中提升设计能力、动手能力，增强物理实验操作水平，逐步形成科学实验与规范实验的意识。教师要多布置探究实验任务，要求学生在课前、课中与课后完成各类实验，以此提高学生的实验操作能力。

例如，北师大版八年级下册“大气压强”，本课主要是让学生认识大气压强的概念，理解形成大气压强的原因，简单解释实际生活中大气压强现象，通过各类大气压强的实验培养学生观察能力、分析能力、实验能力等。在上课前，教师可以布置两项实验，分别是“瓶吞鸡蛋”“气球提瓶”。教师可以直接展示实验步骤：准备熟鸡蛋并剥去外壳，准备瓶口稍小于熟鸡蛋的瓶子，点燃多根火柴并投入瓶中，迅速将鸡蛋扣在瓶口中，观察实验现象;准备吹气的小气球和瓶口稍小于气球的饮料瓶，点燃火柴投入瓶中，在火柴快熄灭时将气球放入瓶口上，观察实验现象。以上两个实验都与大气压强相关，趣味性较强，学生根据实验步骤进行操作，可以提高动手能力，真切感受大气压强。在“学生实验：探究——影响浮力大小的因素”教学中，教师要求学生分组做这项实验，需要准备鸡蛋、金属块、小石块、食盐、玻璃瓶等器材，让学生操作：先将鸡蛋投入玻璃瓶的清水，再向水中加入食盐，观察鸡蛋浮沉现象;弹簧测力计提着金属块缓慢沉入水里，观察示数变化;弹簧测力计提着小石块缓慢沉入水里，改变深度观察示数变化。这些实验操作需要一定的技巧，能逐步提高学生实验操作能力。

初中物理知识与生活实践息息相关，在实施实验教学的过程中，教师可以在课前布置简单的自主实验任务，要求学生利用简单的生活材料自主动手做实验，初步熟悉物理知识，之后在课堂上指导学生参与探究实验。通过合理运用这两种实验教学方法，可以有效提高学生实验操作能力。

五、培养学生团结协作精神

初中物理新课标的教育理念倡导学生进行自主、合作、探究学习，培养学生自主学习能力、合作探究精神。初中物理课程中运用实验教学法，同样可以培养学生团结协作精神。在物理探究实验中，往往涉及多个环节和步骤，包括探究实验原理、进行猜想与假设、准备实验材料、设计实验步骤、进行动手操作、观察实验现象、分析实验数据、推导得出结论等，为更好地提高实验的效率，一般需要小组合作完成，这就需要分工协作。教师在布置分组探究实验后，要求各小组长分配任务，比拼哪个小组的实验完成得又快又好。

例如，北师大版九年级“学生实验：探究——电流与电压、电阻的关系”，这个实验是运用控制变量法，分别探究电流与电压的关系、电流和电阻的关系。教师要求学生分组完成这项实验，运用电流表、电压表、定值电阻、电源和滑动变阻器等器材，基于实验原理，分别控制电阻和电压一定时，探究电流与电压、电阻的关系。在分组探究实验中，各组需先明确需要测量的物理量，运用哪些测量的工具，如何设计实验电路，设计实验内容与操作步骤，根据步骤具体做实验。在小组长的带领下，学生发挥自身的力量或与小伙伴合作，或动手连接电路，或观察电流表和电压表的示数变化，或记录数据，或分析数据，最后经过共同研讨后得出结论。教师根据各组学生的结果展现情况，进行针对性的总结与鼓励评价。

在以上的学生探究实验中，教师布置自主实验任務，要求学生分组完成这项探究实验，各组学生在组长的带领下分工合作，可以形成团结协作精神。

六、发展物理学科核心素养

物理核心素养是与物理学科相关的，能促进学生个体发展与终身发展的关键能力和必备品格，分为物理观念、科学思维、科学探究、科学态度和责任。在初中物理课程中，教师运用实验教学法实施教学，可以有效发展学生物理学科的核心素养。在物理实验中，初中生可以逐步形成用物理学的视角看待客观世界的意识，也可以逐步形成基于事实证据、科学推理提出独特见解的思维与品质，在实验设计与操作中发展科学探究能力，形成人与自然和谐发展的科学态度，以及用科技改变生活、促进人类进步的社会责任感。

例如，北师大版九年级“学生实验：探究——产生感应电流的条件”，这个实验的教学目标分为：认识磁场中导体运动时产生感应电流的条件，探究影响感应电流方向和大小的因素，掌握发电机结构与电流产生特点等。这个实验的核心在于磁生电，通过提问引发学生思考，学生在实验中深入体会和总结结论，可以培养学生物理思维、科学素养、团队合作精神、实验探究能力等，有效发展学生物理学科核心素养。教师先提问：奥斯特实验中，电能生磁，反过来想磁可以生电吗？通过这样的启发性提问，引发学生思考，导入这个探究实验。通过完成探究实验，学生可以明确感应电流产生条件、影响方向和大小的因素等。

在以上的电与磁的探究实验中，涉及多个探究要素，需要科学设计实验步骤和进行多项操作，还要与所学知识紧密结合，才能最终得出实验结论。在这样的探究实验中，通过教师引导、学生思考、小组探究，有效发展学科核心素养。

综上所述，实验作为自然科学研究中的基础，在初中物理课程中运用实验教学法教学，与初中物理的学科性质相适应，具有重要的意义，包括培养学生物理学习兴趣、帮助理解物理概念定律、提高学生物理思维能力和实验操作能力、培养学生团结协作精神、发展物理学科核心素养。初中物理教师根据基本学情，综合运用实验教学法，能提高物理教学的有效性。

（左毓红）