如何提高初中生的物理实验能力

李洪波

《物理课程标准》明确指出：“实验教学是物理教学的重要组成部分，是落实物理课程目标，全面提高学生科学素养的重要途径。”由此可见，实验教学不仅能激发学生的学习兴趣，使学生获得感性认识，加深对概念和规律的理解，同时也是培养学生各种能力的重要途径。长期以来，很多教师在实验过程中注重结果，轻视过程，使对学生实验能力的培养几乎成为空谈，而这几年中考对实验过程中能力的考查逐渐增多，导致学生对有些实验题无从下手，得分率较低。如何提高实验题得分率成了很多教师在教学中不断探讨的问题。下面结合多年来的教学情况，把自己对提高初中物理实验能力的几点想法与大家一起分享：

一、注重实验前的准备过程

初中物理实验很多，有演示实验也有分组实验，有简单的实验也有复杂的实验，教师在做或讲每个实验前要做好准备工作：包括实验器材的选取、实验过程的设计、实验中的操作、实验过程中可能出现的问题、实验后的反思与评估。尤其是力学和电学中较复杂的实验，如在“测量定值电阻的阻值”实验前，我们要先选择器材，这个实验所用的器材较多：电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线、定值电阻。定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω，为了计算方便，我们通常选10Ω的。电源有学生电源和电池两种，因为学生电源易调节电压且放置方便，因此做实验时多选学生电源。滑动变阻器最大阻值有10Ω和100Ω，正常应该选10Ω的，但10Ω的变阻器挂在黑板上比较小，不利于学生观察接法，而100Ω的变阻器观察更方便。器材选完后，要考虑器材的摆放，器材是挂在黑板上还是摆放在桌面上？怎么摆放使连接电路时线路更清晰且导线不交叉？电源电压调到多少更恰当？教师必须在课前做好准备，多做几次实验，记录数据，把各元件的摆放位置及连接方式熟记于心，对实验中可能出现的故障也要弄清楚，避免在课上耽误过多时间，影响学生的学习兴趣和对各种器材使用方法的掌握。

二、注重实验时的教学引导

为提高教学效果，教师应根据实验内容、教学目标，尽量创造条件多做实验 ，如可把有些演示实验改为学生分组实验，争取让每个学生都有动手操作的机会，在实验过程中教师要及时引导，从而培养学生的各种实验能力。例如：“探究电流与电压和电阻的关系”实验是初中电学重点实验之一，也是一个完整的科学探究实验。要引导学生学会提出问题：电流与电压有什么关系？在猜想时教师应及时引导：电压是形成电流的原因。学生马上会猜想到：电压越大，电流越大。接着教师提出问题：如何研究电流与电压的关系？引导学生采用控制变量法设计实验：控制电阻一定，改变电压，看电流。那么如何设计电路图呢？教师在黑板上画出电阻符号，向学生提出问题：怎么改变电压？用什么看电流？让学生讨论，激发学生的积极性，然后找学生回答问题，调动全体学生的兴趣，教师及时总结：用电流表测电流，用电压表测电压，用电源给电路供电，用开关控制电路，用导线连接电路。最后画出正确的电路图。

教师再引导：如何改变定值电阻的电压？有什么方法？学生再次热烈讨论，教师找学习较好的学生回答，最后总结出两种方法，一是改变电源电压，二是串联一个滑动变阻器。教师引导学生思考哪种方法更好，并引导学生从安全性、操作性、普遍性三方面进行分析，以免学生无从下手。在这个过程中，教师的引导起关键作用。学生跟着教师的思路逐步深入思考，思维能力得到锻炼，并为下面的实验过程奠定基础。接着，教师演示实验，在这个过程中让学生看清导线的连接过程，强调电流表及电压表接线柱的接法，滑动变阻器的连接方式，及如何用试触法选择合适的量程，引导学生学会收集实验数据、设计表格。实验结束后教师要整理好实验器材，引导学生将收集的数据利用图像进行分析与论证，培养学生的分析与概括能力，并引导学生对整个实验过程进行评估，培养学生严谨的实事求是的科学态度。在得出结论后利用典型习题让学生将刚学到的知识进行运用，提高分析问题、解决问题的能力和创造性思维能力。

三、注重观察现象后的进一步拓展

物理学是一门以观察和实验为基础的学科，每个实验都离不开对物理现象的观察，通过现象揭示所蕴含的物理知识和规律。例如：在“探究不同物质的吸热情况”实验中：用相同的容器给质量相同的水和食用油用相同的加热器加热相同时间，引导学生观察现象：哪种物质温度升高得快？学生发现食用油溫度升高得快。教师进一步拓展提出：若让水也升高相同温度该怎么办？学生会轻松想到：给水继续加热一段时间，食用油停止加热。教师进一步指出：质量相同的水和油升高相同的温度，谁吸收的热量多？学生会轻松回答：水吸收的热量多。教师指出：质量相同的水和食用油都升高相同温度，水吸收的热量多，就说明水的吸热本领强。如果换成别的物质，都升高一样温度，加热时间是否不同？教师再换不同物质重复这个实验，让学生看到不同物质升高同样温度需要的加热时间不同，从而使学生意识到不同物质的吸热能力不同，从而顺理成章也引入比热容的概念。

四、注重用画图、识图的方式加深对相关知识的理解

在初中物理中，实验后往往伴有画图、识图及原图与实物的转化。如光学作图、热学图像 、力学的受力分析 、滑轮组的装配图、杠杆力臂的画法、电路图、实物图的连接及用图像来分析问题等。如在分析杠杆的五要素和杠杆的应用时，把各种生活实例如铡刀 、瓶起子、 独轮车 、铁锹等抽象出来，用画图和识图来分析更直观形象，增进对杠杆知识的理解。在研究“熔化和凝固”实验中，用图像把晶体和非晶体的熔化情况用图像表达出来。画图、识图的方式能更形象更直观地反映物理知识，培养学生的想象力，加深对知识的理解，提高理解能力。

五、注重培养学生的动手操作能力

尽量多让学生动手操作，提高操作能力。教师要把握好课堂的节奏，并及时引导。很多要求学生课后完成的小实验，教师要做好布置，实验器材的选取、实验的做法、实验现象的观察等，都尽量让学生独立完成，为学生提供观察、分析及动手操作的机会，发挥学生的主观能动性。学生在课外实验中通过动手操作、观察、记录、分析与思考，不仅能获取新知识，还能学会探求新知识的方法。如讲完大气压后可布置学生用饮料瓶做实验：取一空饮料瓶，倒入少量的热水摇几下，倒出热水，迅速拧上瓶盖，观察现象。学生会发现瓶子慢慢变瘪并伴有咔咔的响声，学生被这个现象吸引，产生想了解真相的渴望。教师让学生分析原因，体会大气压的存在，体会物理来源于生活，让抽象的知识通过简易小实验在学生头脑中形成深刻的印象，使学生对大气压的存在深信不疑。

六、注重实验后的反思和巩固

实验做完后，教师要对实验教学过程进行反思：实验设计、实验操作、数据处理、分析与论证、评估各方面出现的问题应怎么改正，学生在实验室时理解不好的内容有哪里，在下节课的习题课上要有针对性地加强巩固与理解。例如“测量小灯泡的电功率”实验，这个实验是继“伏安法测电阻”之后的又一个综合性实验，对学生要求较高，学生不仅要进一步练习电流表、电压表、滑动变阻器的使用，还要在实验中体验小灯泡的实际电功率随实际电压变化而变化的规律，进而加深对实际功率和额定功率的理解。实验后的反思：（1）通过实验，学生是否会选择电流表和电压表的量程：电压表量程要依据小灯泡的额定电压来选择；由小灯泡的额定电压和所给的电阻，结合欧姆定律计算出小灯泡的额定电流，再依据小灯泡的额定电流选择电流表的量程。若小灯泡电阻不已知，可以采用试触法。（2）在实验中是否强调了电流表、电压表、滑动变阻器的使用。（3）数据记录是否有较大误差，学生是否学会了电功率的计算。（4）学生能否自己通过数据分析得出结论。（5）电路出现故障时，学生能否正确分析并解决。教师根据反思的问题和学生的情况有梯度地进行训练，从而加深学生对知识的理解。

总之，在实验教学中提高学生的能力有赖于学生和教师共同努力，其中教师的引导应起关键作用。教师应在平时的教学实践中不断学习、反思、改进、渗透，引导学生实事求是、理论联系实际、积极思考，全方位提高实验能力。