辛麗

隨著新課標的不斷深入及2017年新高考方針的頒布，初中物理在整個課程系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，而物理實驗教學就成為了重中之重.因為初中學生剛剛開始學習物理，學習方法及抽象思維能力還未形成，因此，筆者認為應根據(jù)物理實驗教學的意義，從物理實驗過程的指導入手，加強物理實驗教學的探究，從而提高物理實驗教學的效果. 本文依據(jù)教學過程中的實驗片斷淺談初中實驗教學的重要性.

1重拾實驗教學的片斷

片斷一用水流射程法探究液體壓強p和深度h的關(guān)系時，是通過比較水流射程的大小，即圖1中的x.教師通常會引導學生這樣理解：h（深度）越大，出水點的v越大，水流射程越大，即得到結(jié)論pA>pB>pC.實際上是這樣嗎？我們結(jié)合高中知識進一步推導：設(shè)筒總長為H（圖2），因為x=vt，從表達式中可見：h=時，x最大.所以實際情況應是B點射程是最大，而不是A點.進一步思考：為什么理論推導和結(jié)論相悖呢？問題在于：如圖2所示，若要根據(jù)三個出水點的射程遠近來判斷壓強大小的話，據(jù)表達式x=vt，關(guān)鍵應控制三個出水點的t相同，即三個出水點到接收屏的高度相同.正確的演示：保證h相同.

同時進行比較效果更好：（如圖4所示）.

在具體操作時，為了讓實驗更方便和對比效果更好，可以將筒架高.當筒長H相對于高度h可以忽略時，認為三個出水點到接受屏的高度相同.這樣就可以通過水流射程的遠近來比較三個出水點的壓強大小.

片斷二對比水沸騰實驗和探究水物質(zhì)比熱容實驗.

問題一為什么探究水沸騰時不能進行攪拌？而探究水物質(zhì)比熱容時，要進行攪拌？圖5如果一攪拌，水受熱均勻就不會發(fā)生對流現(xiàn)象，并且會減少水中的氣泡數(shù)量，則觀察不到氣泡的變化情況，也就是觀察不到沸騰現(xiàn)象了.圖6攪拌是為了滿足水受熱均勻的實驗條件.

問題二如何縮短沸騰時間？改進實驗裝置：用化學實驗室的大號試管代替燒杯.改進后的實驗裝置有以下優(yōu)點：（1）保證了水的質(zhì)量不會偏多；（2）無需考慮水的初溫；（3）直接對試管加熱，減少了原裝置中石棉網(wǎng)的吸熱和散熱過程，且試管口相對較小，散熱也慢.

問題三做比熱容實驗時，一般為什么要求作比較的物質(zhì)初溫度相同？還是因為要控制變量.

基于以上的教學片斷的思考，筆者認為物理實踐的探究的過程應是這樣的：（1）從待探究的問題開始：由學生根據(jù)背景知識提出可能解決問題的嘗試性設(shè)想；（2）從中選擇一個或幾個“毛坯”——既含有一定合理成分，也包含某些錯誤或待完善的設(shè)想；（3）引導學生對其進行評價、改進和修正：得到一個更合理的解決問題的方法；（4）通過逐次深入的判斷，不斷逼近目標.

片斷三探究歐姆定律

探究電流和電壓、電阻的關(guān)系.據(jù)控制變量法實驗設(shè)計如下：

探究一：電阻一定，探究電流和電壓的關(guān)系.

探究二：電壓一定，探究電流和電阻的關(guān)系.

本片斷教師利用試錯逼近教學法，先引導學生自主提供電路毛坯（如圖7）：

教師評價：問題一：是否可行？問題二：是否方便？問題三：能否優(yōu)化？為了減小實驗誤差，應多次實驗.一步步引導學生得出正確電路.

問題四：如何做到多次實驗？以探究一為例，電阻不變，應改變電壓.兩種方案可以做到這一點：方案一：更換電源；方案二：接入滑動變阻器.從操作方便的角度考慮，方案二更為優(yōu)化.一步步引導學生逼近“真相”，設(shè)計出合理的電路（如圖8）.

片斷四電阻的測量.據(jù)歐姆定律，實驗原理：本實驗需電壓表測電壓、電流表測電流.引導學生確定電路毛坯（如圖7）.

評價拓展一：能否優(yōu)化，減小實驗誤差？本實驗應改變電壓，實現(xiàn)多次實驗，引導學生逼近“目標”，得到最終測量電路（如圖8）.

評價拓展二：若只有電流表，能否測量電阻？

如何得出U？因為U=IR，所以只要用電流表測出通過已知電阻的電流，可以知道電壓，即可替代電壓表的位置.

方法一安滑法（滑動變阻器的最大阻值已知）；方法二短路法（電阻1為待測電阻，電阻2為阻值已知的定值電阻）；方法三等效替代法.

評價拓展三：若只有電壓表，能否測量電阻？仿照拓展二同樣可以得出測電阻的方法.

2重現(xiàn)實驗教學的重要

物理學是研究自然界的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物體間的相互作用和物體運動最一般規(guī)律的自然科學，它是一門以觀察、實驗為基礎(chǔ)的自然科學.所以筆者認為：物理是以觀察、實驗為切入點，通過歸納、總結(jié)、思考和推理得出自然界的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物體間的相互作用和物體運動的一般規(guī)律.作為一名物理教師，在教授學生物理知識過程中，如能正確的把握實驗和指導學生實驗，不僅能激發(fā)學生求知欲望，促進學生掌握知識、運用知識，還可以培養(yǎng)學生嚴謹求實的科學態(tài)度.所以，實驗教學在物理教學中起著舉足輕重的作用，它能夠很好地實現(xiàn)“三維”教學目標.

2.1實驗教學的現(xiàn)實意義

初中物理教學要從實驗出發(fā)，如實驗裝置的安裝、實驗步驟的安排、實驗現(xiàn)象的觀察和分析、實驗數(shù)據(jù)的讀取與收集、實驗誤差的分析等則是學生完成實驗的一個個重要環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)的改善是改善實驗教學的方向.實驗作為教學方法的一種基本構(gòu)成因素，是學習物理的基本方法.通過實驗培養(yǎng)學生的觀察能力、分析綜合能力、抽象概括能力、歸納演變能力、邏輯思維能力，培養(yǎng)學生進行學習和研究的科學方法和科學素質(zhì).同時，實驗又具有直觀性，通過各種形式的感知，豐富學生的直接經(jīng)驗和感性認識，使學生獲得生動的表象，從而比較全面、客觀地掌握知識，提高認識能力.隨著新課程的改革，物理實驗考查已作為一項不可缺少的內(nèi)容，使物理實驗教學具有重要的現(xiàn)實意義.

2.2實驗指導的基本過程

物理實驗教學中，筆者認為必須遵循從實際出發(fā)的原則.根據(jù)初中生剛開始學習物理、學生實驗做得太少和學生實驗素養(yǎng)低下等特點，我們有必要采取全方位指導的策略，即從頭到尾的全過程指導. 指導學生在進行實驗時要緊緊抓住“觀察、操作、記錄、分析、歸納、整理.”等六個主要環(huán)節(jié).

觀察——所謂“觀察”，即通過眼、耳、鼻、皮膚等感官感知.如選擇測量工具時，我們一定要看清它的量程、分度值、儀器是否完好無損等.在實驗中，數(shù)據(jù)的讀取角度、現(xiàn)象的鑒別、電路的連接等，幾乎每一實驗的全過程，都離不開觀察.

操作——所謂“操作”，它是學生實際動手參與實踐的具體過程.每一種儀器，都有它的使用規(guī)則和要求.例如，在九年級電學中使用電流表測量電路電流的連接電路時，開關(guān)應斷開，電流表應與被測電路串聯(lián)，并保證電流必須從電流表的“+”接線柱流入，從“-”接線柱流出，被測電路電流不得超過電流表的量程，（在不能確定電源極性的情況下，可以采用試觸法），不能將電流表不經(jīng)過用電器而直接接在電源的兩端.

記錄——所謂“記錄”，即在實驗中，正確的讀取和記錄數(shù)據(jù).如電流表、電壓表數(shù)據(jù)的記錄，看清量程、分度值及單位.

分析——所謂“分析”，是由于操作者不同，實驗器材的不同，操作方法的不同等因素的影響，對于記錄的數(shù)據(jù)，可能導致同一實驗結(jié)果的不同，因此，應及時加以分析.筆者認為分析是基本環(huán)節(jié)中比較重要的.任何行為過程都離不開“反思”，而“反思”的過程正是充分理解實驗的過程，不計實驗儀器的系統(tǒng)誤差，為什么同組實驗器材的多組實驗數(shù)據(jù)或現(xiàn)象不同.這點筆者會在后面第三點中詳細說明.而關(guān)于誤差分析的考點，也是實驗的考點之一.

歸納——所謂“歸納”，是由一系列有限的特殊數(shù)據(jù)或事例得出一般結(jié)論的推理方法.初中學生由于缺乏抽象思維和邏輯思維能力，往往不善于歸納或不完全歸納，用不完全歸納得出的結(jié)論不一定正確，只有完全歸納得出的結(jié)論才可能正確.例如，在探究歐姆定律的實驗中，學生總認為滑動變阻器的作用是一樣的.實際不是，在探究電流和電阻的關(guān)系時，它的作用是保持電壓不變；而在探究電流和電壓的關(guān)系時，它的作用是改變電壓.

整理——所謂“整理”，是指實驗后對器材的歸類、整理.

2.3實驗教學的探究反思

筆者認為實驗教學：一是著眼于做，突出實驗教學的實踐性；二是著眼于思，注意實驗教學的啟發(fā)性.在前面的教學片斷中，筆者也是強調(diào)“思”的重要.學生要對實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象“思”，教師要對實驗誤差和個體“思”.

“反思”一：若雙擲開關(guān)接電阻箱時，右移了滑動變阻器，測量誤差是：右移滑動變阻器，電阻變小電流變大，若要將電流變回原來數(shù)值，應調(diào)大電阻箱的阻值.所以測量值將偏大.“反思”二：若改為單電壓表的誤差呢？

若右移滑動變阻器，電阻變小電壓表示數(shù)變大，若要將電壓表變回原來數(shù)值，應調(diào)小電阻箱的阻值.所以測量值偏小.

總之，隨著新課改的穩(wěn)定推進，教師在物理實驗教學中應該大膽嘗試，通過實驗真正做到：“學生力所能及，教師讓之；學生力所難及，教師助之；學生力所不及，教師為之”的新課程教學理念.所以，加強物理實驗教學，是提高物理教學質(zhì)量的十分有效的途徑，對提高學生抽象邏輯思維能力有很大的幫助，將為學生在今后走上社會參加社會實踐、上高中乃至上大學學好物理知識打下堅實基礎(chǔ).因此，初中物理教學，應大力加強和優(yōu)化物理實驗教學.