初中物理實驗分類及應(yīng)對策略

杜景林

（甘肅省隴南市武都區(qū)濱江學(xué)校，甘肅 隴南）

實驗教學(xué)是初中物理教學(xué)中很重要且不可缺少的一部分內(nèi)容。對于這部分內(nèi)容，主要是通過讓學(xué)生參與實驗過程，從而提高學(xué)生的物理實驗思維和動手操作能力。由于這部分內(nèi)容較多，涉及面也較廣，因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會覺得這部分內(nèi)容難學(xué)、不易掌握。而教師也對這部分內(nèi)容感覺無從下手，不知如何更好地讓學(xué)生熟練掌握。鑒于這種情況，為了方便教師易教、學(xué)生易學(xué)，下面對初中物理實驗教學(xué)進行總體的分類，并對分類問題具體給出解決方案。

一、初中物理實驗的特點

（一）以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力為主

初中物理實驗對學(xué)生的科學(xué)思維要求主要體現(xiàn)在解決問題時抱有的心智態(tài)度和解決問題時切入口的選擇上。因此初中階段的科學(xué)實驗思維主要包括：（1）多因素問題常常采用的控制變量法；（2）把看不見、摸不著的抽象規(guī)律、概念，轉(zhuǎn)化成看得見的、可測的一些物理量，即轉(zhuǎn)換法的使用；（3）對一些受實驗器材限制的問題，可采用等效替代法進行解決；（4）對測量類實驗該如何采用較好的方法，以減少實驗誤差。在實驗過程中，有些物理量是變大了還是變小了，如何造成的，要求學(xué)生會分析一些常見的減小誤差的方法。

（二）難易程度不同

初中物理實驗在內(nèi)容上主要體現(xiàn)在力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、機械運動這些方面。在這幾個領(lǐng)域內(nèi)，每個領(lǐng)域安排的實驗內(nèi)容的多少與難易程度都不同。如在電學(xué)實驗中，由于在教學(xué)中加入了電流表與電壓表，因此，這一塊的實驗主要考查對這兩個電表的選擇、接法、讀數(shù)、保護等問題。不僅如此，還加入了一定的理論分析、動態(tài)變化等問題。因此，電學(xué)這部分的物理實驗內(nèi)容，學(xué)生是最難懂的。這無形中增加了教學(xué)的難度。相反，在聲學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)的部分實驗中，由于設(shè)計的實驗器材較少，分析的問題也都比較單一，學(xué)生學(xué)習(xí)這部分實驗內(nèi)容就較容易。當(dāng)然，這在課程設(shè)置的前后順序上也體現(xiàn)了出來。如八年級安排的實驗，相對于九年級的實驗就要簡單得多、單一得多，對數(shù)據(jù)的處理方法也只是停留在定性的分析，而非定量的計算結(jié)果上。

（三）熟練掌握的要求不同

由于八、九年級的實驗在難度上不同，這就要求學(xué)生掌握實驗熟練的程度不同。對一些定性的實驗，如真空不能傳聲的實驗，只要求能定性地理解、知道就可以，因為這個實驗做起來比較容易。再比如，在探究影響阻力的影響因素的實驗中，中學(xué)生只要有控制變量的思維，便可對整個實驗完全掌握。但是九年級的實驗相對就要難一點，尤其電學(xué)實驗，對這部分的實驗，由于不僅涉及學(xué)到的電流、電壓、電阻、電功率的概念，還涉及串、并聯(lián)電路的電流、電壓、電阻及電功率的規(guī)律。不僅如此，還加入了歐姆定律的內(nèi)容，這就使得知識點顯得復(fù)雜，難以理解。但這部分的知識卻很好地訓(xùn)練了學(xué)生設(shè)計實驗的能力、邏輯思維能力、實驗數(shù)據(jù)的處理能力，而且也可以通過考查這些知識，對學(xué)生的各項能力進行很好的鑒別和篩查。鑒于這種原因，對這部分內(nèi)容自然應(yīng)熟練掌握。

（四）對實驗技能的要求不同

初中物理實驗在一定程度上可分為定性分析與定量計算兩大類。對定性分析的實驗，一般只要求知道實驗的過程、實驗具體的操作方法及實驗最終的結(jié)論即可。但定量計算的實驗，對學(xué)生的技能要求就不同。除了包括基本的實驗設(shè)計與測量儀器的準確使用外，還要求能對得到的實驗數(shù)據(jù)具有處理的能力。這涉及學(xué)生綜合的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，如對常見的正比例函數(shù)和反比例函數(shù)能否熟練地應(yīng)用，是否會對一些典型的物理問題進行數(shù)學(xué)化處理，從而能最終得到實驗結(jié)論。尤其較明顯的就是對函數(shù)圖像的掌握。這個掌握的好壞程度，直接決定了對物理圖像的決定性理解及運用。如常見的在電阻一定時研究電流與電壓的關(guān)系；在電壓一定時，電流與電阻的關(guān)系的實驗?？傊鶕?jù)學(xué)生所學(xué)及實驗的難易程度不同，對初中物理實驗技能有不同的要求。這就要求教師在平時的教學(xué)中區(qū)別對待，抓住重點、難點，精準教學(xué)。

二、初中物理實驗分類的必要性與意義

（一）初中物理實驗分類的必要性

1.初中物理實驗的要求

《義務(wù)教育物理課程標準》中提出，要求學(xué)生學(xué)習(xí)一定的物理基礎(chǔ)知識，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，能嘗試運用科學(xué)原理和科學(xué)的研究方法，經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過程，具有初步的科學(xué)探究能力；要求具有創(chuàng)新意識，能獨立思考，勇于有根據(jù)地懷疑，養(yǎng)成尊重知識、尊重事實、大膽想象的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。由于對實驗的要求較高，且初中階段要求掌握的基礎(chǔ)實驗又較多，因此，學(xué)生對這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)、選擇障礙重重，因此有必要對實驗進行分類，以便學(xué)生更系統(tǒng)地進行學(xué)習(xí)與復(fù)習(xí)，也便于教師教學(xué)。

2.學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的問題

（1）缺乏主動性，怕動手

學(xué)生在實驗學(xué)習(xí)過程中體現(xiàn)出來的，先是怕動手。因為無知，從而害怕，害怕實驗過程中萬一出現(xiàn)不良情況，會對自己造成傷害，還害怕萬一弄壞實驗器材怎么辦。整個過程先是一個怕的過程，因為有怕的心理，所以全程體現(xiàn)的都是不主動、不積極。

（2）沒有良好的科學(xué)素養(yǎng)

由于沒有良好的科學(xué)素養(yǎng)，因此，對任何實驗問題都不能很好地解決。這種不會解決主要體現(xiàn)在無從下手，沒有科學(xué)的思維、科學(xué)的方法，不知道實驗過程中從哪一方面開始。除此之外，還體現(xiàn)在對實驗數(shù)據(jù)不會分析、處理，對實驗結(jié)論也不能科學(xué)、準確地描述。

（3）實驗內(nèi)容多，不會分類

由于實驗內(nèi)容多，學(xué)生不僅很難掌握已有的實驗內(nèi)容，還分不清各類實驗之間的區(qū)別與聯(lián)系，在總結(jié)性學(xué)習(xí)過程中顯得力不從心。因為不會很好地分類，又沒有綜合的、很高的科學(xué)素養(yǎng)，導(dǎo)致這部分的復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)顯得很盲從，效果不佳。

鑒于以上兩點的分析，可見，對初中物理實驗進行分類就顯得很有必要。分類之后，不僅能幫助學(xué)生更好地、系統(tǒng)地掌握實驗內(nèi)容，還可以幫助教師，根據(jù)實驗類別不同采用不同的教學(xué)方法進行教學(xué)。這樣學(xué)生更容易掌握，教師也教得輕松。

（二）分類的意義

1.學(xué)生易于掌握

通過分類，學(xué)生對初中階段的所有實驗有了清晰的框架，能通過框架進行記憶，能通過分類，分門別類地對各類問題采用不同的、具體的學(xué)習(xí)方法，這樣降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。而且對考查的各類問題也能采用不同的、具體的方法進行解決。學(xué)生也能觸類旁通、舉一反三，通過一例一案，而學(xué)會一類問題。也可以極大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，增強學(xué)生的自信心、成就感，對提高學(xué)生對科學(xué)實驗的熱愛有很大的作用。讓學(xué)生體驗到了自然科學(xué)的探索之美，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、探究熱情，極大地發(fā)揮了學(xué)生的主動性、創(chuàng)造性。

2.教師易于教學(xué)

由于對實驗進行了分類，教師會對各類實驗問題了如指掌，對具體各類問題如何學(xué)習(xí)、如何掌握，都會有一定的方法與知識結(jié)構(gòu)。這樣，教師在教的過程中就能根據(jù)實驗的分類不同，結(jié)合學(xué)生的實際情況，從而給出一些相應(yīng)的解決某類問題的模型和物理實驗方法。這樣大大降低了教學(xué)的難度，學(xué)生也能根據(jù)教師的教，更輕松地掌握物理實驗內(nèi)容，也能根據(jù)教師所給的實驗?zāi)Ｐ蛯?yīng)地解決類似的問題，真正做到舉一反三、觸類旁通。這對教師的教和學(xué)生的學(xué)都有積極的意義。

三、初中物理實驗的分類及應(yīng)對方案

根據(jù)是否進行探究進行分類，可將初中階段的物理實驗分為兩類，即探究類、測量類。并根據(jù)分類不同、特點不同、側(cè)重點不同，分別采用不同的教學(xué)方法。

（一）探究類實驗

這類實驗多以探究為主，實驗的主要特點是：在不知道某些現(xiàn)象、原因的前提下，先對該現(xiàn)象的產(chǎn)生做出合理的假設(shè)、猜想，然后設(shè)計一系列實驗來驗證假設(shè)和猜想。這樣通過探究的過程可以讓學(xué)生弄清各因素之間的關(guān)系，也可以提高學(xué)生對問題大膽、合理猜想的能力。結(jié)合實驗內(nèi)容的特點，這類實驗多以規(guī)律性、結(jié)論性的結(jié)論為主，旨在通過問題教給學(xué)生分析、解決問題的能力，教給學(xué)生運用科學(xué)思維進行科學(xué)實驗的能力。教師在對待這類實驗時可恰當(dāng)?shù)赝ㄟ^問題情境的創(chuàng)設(shè)，讓學(xué)生先對問題提出大膽的猜想，然后教師再有針對性地進行引導(dǎo)，從而完成探究的過程。此類實驗在初中階段主要包括：探究光的反射定律，探究平面鏡成像的特點，探究凸透鏡成像的規(guī)律，探究影響滑動摩擦力大小的因素，探究阻力對物體運動的影響，探究二力平衡的條件，探究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)，探究液體內(nèi)部壓強的特點，探究浮力大小與哪些因素有關(guān)，探究浮力的大小跟排開的液體所受重力的關(guān)系，探究動能的影響因素，探究杠桿的平衡條件，探究固體熔化的溫度變化規(guī)律，探究比較不同物質(zhì)的吸熱能力，探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素，探究串、并聯(lián)電路的電流規(guī)律，探究串、并聯(lián)電路的電壓規(guī)律，探究電流與電壓的關(guān)系，探究電流與電阻的關(guān)系，研究影響電流熱效應(yīng)的因素，探究磁生電的條件。這類實驗共計21個。在這21個實驗中，基本上都是研究物理規(guī)律、條件的一些問題。從本質(zhì)上講，還是研究一些規(guī)律性的問題。既然是規(guī)律性的問題，一定程度上主要就是實驗過程是用來驗證的。學(xué)生主要從中吸收的營養(yǎng)知識，主要是掌握問題研究時常采用的方法。如初中階段主要涉及多因素問題的控制變量法。對控制變量法得出的結(jié)論，教師應(yīng)給予學(xué)生基本的敘述模式。這樣學(xué)生學(xué)習(xí)起來就容易很多。除此之外，還常用到等效替代法。這個方法在探究平面鏡成像特點時用得最為典型。即主要是用玻璃來替代平面鏡。教師在這部分教學(xué)中主要抓住用玻璃和用平面鏡的區(qū)別，要讓學(xué)生很清晰地看見用玻璃和平面鏡時實驗現(xiàn)象的不同。最后就是對這類實驗的實驗數(shù)據(jù)的處理問題。既然都是規(guī)律，那就一定具有普遍性的特點。因此就要避免偶然性，要告訴學(xué)生：首先，在搜集數(shù)據(jù)時要保證至少有三組數(shù)據(jù)。其次，就是對數(shù)據(jù)的處理，常見的包括列表法、圖像法。最后，通過分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。而對這些規(guī)律、結(jié)論的敘述，一定要嚴謹。一般必須說出它的前提條件，然后再說出具體的對應(yīng)關(guān)系，也就是讓學(xué)生最好把這塊的結(jié)論熟記下來。

（二）測量類實驗

這類實驗主要考查測量儀器的使用是否正確、讀數(shù)是否準確。如常見的測量儀器有：天平、刻度尺、機械停表、溫度計、電流表、電壓表。這類實驗主要包括：測量物質(zhì)的密度，測量物體運動的平均速度，測量滑輪組機械的效率，伏安法測電阻，測量小燈泡的電功率，共5個。盡管只有5個實驗，但在中考中會頻繁出現(xiàn)，而且一旦出現(xiàn)，至少為五分左右。由于學(xué)生這部分的知識較為欠缺，因此，在考查中最易失分。由此這類實驗便成為考查的重、難點。對這類實驗，我們主要是對精確度與測量方法的考查。因此，如何減小誤差，就成為該類實驗所要考查的重點。而一般減小誤差的方法主要有：多次測量求平均值、采用精密的測量工具、采用科學(xué)的測量方法。其中采用科學(xué)的測量方法為考慮之重。如測量物質(zhì)的密度。多次測量求平均值，主要體現(xiàn)在伏安法測電阻上。因此，對這部分的教學(xué)，教師應(yīng)放在測量方法和儀器如何正確使用的教授上。學(xué)生的學(xué)習(xí)也主要體現(xiàn)在測量方法的選用和會使用測量工具上。一般這部分的題型主要是用了怎樣的測量方法，然后導(dǎo)致測量結(jié)果偏大或偏小。如測量物質(zhì)密度的實驗中，教師只要抓住密度不變進行分析，分析清楚到底是M變還是V變，也就是說一定要抓住關(guān)鍵變量。而對測量工具的準確使用，一般?？疾殡娏鞅砼c電壓表的準確使用。這主要體現(xiàn)在伏安法測電阻和測量小燈泡的電功率的實驗中。鑒于這種區(qū)分和要求不同，教師應(yīng)靈活采用物理教學(xué)方法，以期達到最佳效果。

綜上所述，對初中物理實驗的教學(xué)，我們一定要先進行分類，根據(jù)不同類別采用不同的教學(xué)方法。只有進行了分類，學(xué)生才能更清晰地知道初中物理實驗考查的方向及重、難點，并可以根據(jù)分類，進行分門別類的學(xué)習(xí)。這樣學(xué)生學(xué)起來更容易，教師教起來也更得心應(yīng)手。