初中物理实验教学的改进措施

2017-11-07方耀喜李继芳

中学物理·初中 2017年9期

方耀喜+李继芳

摘要：物理实验是进行物理教学的主要手段；是学生学习物理的重要方式；是物理教学的一个重要组成部分.对有效地引起学生的感性认知、激活思维、知识形成和记忆强化都起着重要的作用.

关键词：协同实验；探究性实验；对比实验；开发资源实验现象；多媒体

初中物理教学过程中，物理实验是进行物理教学的主要手段；是学生学习物理的重要方式；是物理教学的一个重要组成部分.对有效地引起学生的感性认知、激活思维、知识形成和记忆强化都起着重要的作用.更是激发学生的学习兴趣，发挥学生参与教学的主动性和积极性，训练学生实验技能和培养科学素养的必要方法.[1]义务教育物理课程标准，特别强化了实验在物理教学中的重要地位，专门列出学生必做的实验20项.[2]

当前部分初中物理课堂教学中存在着：演示实验器材不足，实验效果不明显，学生实验的组织难度大，实验时间有限，学生参与度小，学生失去了体验实验过程的乐趣，在一定程度上泯灭了学生天生的好奇心和求知欲等现象.为提高实验教学的实际效果，尝试改进一些实验的教学，收到了良好的效果.

1 将部分演示实验改为师生协同实验，甚至学生合作演示实验

教师是教学的设计者、组织者、帮助者.演示实验不是教师的专利，变教师演示实验为学生演示实验，即教师指导下学生参与的，师生合作的演示实验.[3]这样做有利于学生积极参与课堂活动，有利于学生的主体性和积极性的发挥.

例如：“响度与什么因素有关”.“人对温度的感觉可靠吗”.“光在水中的传播”.“光的色散”.“力的作用效果”.“影响压力作用效果的因素”.“模拟马德堡半球实验”.“吹两张纸，吹硬币”.“用弹簧测力计测浮力”.“使用动滑轮是否省功”.“电路的连接”.“决定电阻大小的因素”.“电阻的串、并联”.“灯泡的亮度与实际功率的关系”.“保险丝的作用”“磁场的方向”等等.

学生上台亲手操作实验，自身兴趣高涨，同时也激发了其他学生参与实验过程、观察实验现象的积极性，自然就会乐于参与对问题的分析.这样既增强了学生学习兴趣和动手能力，又能更好更快、更准确地让学生掌握物理规律.

2 结合教学内容的特点，设计探究性实验，做到“边学边实验”

所谓“边学边实验”，是指学生在教师指导下，一边学习一边进行实验的教学组织形式，学生自己动眼、动脑、动手、动口去获取知识，培养学生用实验方法探索物理知识的能力.学生在探究的过程中去实现自主学习和自我提高，以期达到最快、最直观、最有效地理解和掌握物理知识、物理规律.边探究边学习是实践与学习的统一，动手与思维的融合.

在物理实验教学中，不仅要完成演示实验、学生分组实验，结合教学内容，根据教学目标的需要，自我设计新的探究性实验.凡是与教学过程紧密结合、便于随堂进行，并有利于学生动眼、动脑、动手的，有利于培养学生实验探究能力，有利于理解物理规律、发展学生思维品质的内容，都可以选作为边探究边学习的素材.

例1 在研究“串联、并联电路中，灯泡的亮度跟规格有什么关系.”的教学中，课本中没有设计相应的实验，传统的教学模式是通过电路的分析并计算电功率来寻找规律，达不到形象、生动的教学效果.在实际教学中，本着实验器材简单、实验现象明显的原则，可以设计探究性实验.

给出实验器材：“220V，40W”和“220V，100W”两个白炽灯泡，然后让学生各自亲手串联连接，来探究两灯的发光.起初学生根据已有日常生活经验，估计一定是“220V，100W”的灯比“220V，40W”的灯发光亮些.可是学生实际操作实验以后，却发现串联时， “220V，40W”的灯很亮，“220V，100W”的灯只是发红.接下来，要求学生分析其中的原因并总结规律，学生格外积极，效率也高.

在这基础上，还可以要求学生将两个灯泡并联，在观察了灯泡的亮度后，与前次现象进行比较，再次分析其中的原因并总结规律.这两个实验，将一个复杂的问题负载在一个实验现象上，从教学主体的角度调动学生的主观能动性，让学生在实验探究中感受学习的乐趣，从而激发出他们灵活的思维.

例2 温度计的使用，精心设计如下的教学过程：

在密闭的装满水（滴入了红墨汁）的小瓶盖上插一个玻璃管，通过玻璃管内向瓶内吹气，使玻璃管内有一段红色水柱.当小瓶浸入热水中，玻璃管中的红色水柱上升；当小瓶浸入冰水混合物中，玻璃管中的水柱下降.

实验表明：（学生分析）液体热胀冷缩的性质可以用来判断物体的冷热程度.于是，教师在此基础上指导学生自己设计和制作温度计.

问题1：用这个小瓶可以判断物体温度高低，但能否测出具体的温度值？

学生活动：讨论，学生代表说出方案.

问题2：怎样给自制的温度计标上刻度？

学生活动：自读课文，了解“摄氏温标”；说出设计方案，教师给出评价

问题3：这样的温度计有什么不足？

学生活动：学生发表意见（瓶子太大，携带不便；玻璃管太粗，水柱升降不明显；玻璃管容易折断……）教师给出正确评价

问题4：为什么实际溫度计不用水做测温物质？（设置疑问，还可以让学生课后查阅资料.了解到水在 0～4℃时是热缩冷胀的；水的凝固点较高，水的凝固点与沸点温差不大，测量范围小；水热膨胀的性质；制作的温度计灵敏度低等.）

问题5：（出示常用温度计）常用温度计的结构上有什么特点？有哪些好处？使用的液体有哪些？各自有什么优点？

问题6：根据温度计的结构和原理，该如何正确使用温度计？

3 依据教学目标，设计“非严谨”的对比实验，让学生能更深刻地理解相关知识

常规的教师演示实验，要求教师按照正确的、严谨的步骤进行，会得到正确的现象和结论，学生很容易形成正面的思维，可是一旦作业中遇到问：①实验过程中某步骤不严谨，会出现什么现象？②出现某些异常现象是什么原因？学生就会出错，因为学生没有实际经验和体会.解决此类问题的好方法就是做不按正确步骤进行的“非严谨”的对比实验.

例3 研究“平面镜成像”的实验中，大家都知道，实验成功的关键在于平面镜必须竖直放置.在引导学生完成正确的演示实验，观察现象，得出正确结论之后，还可以要求学生将平面镜稍倾斜放置再来做实验，观察现象，发现问题，并分析原因.

例4 研究“动滑轮的省力效果”实验中：

先用来做实验的动滑轮是非常轻质的，根据得出的三组数据得出了“使用动滑轮可以省力一半”的结论.

之后，又用一个很重的动滑轮（与被拉物体一样重）来做实验，结果读出的拉力与被拉物体一样重，结果让学生傻了眼，抓住契机，让学生找原因.面对具体的实物，结合数据，学生一下就找到了原因，并且懂得了动滑轮省力一半是有条件的，在叙述结论“使用动滑轮可以省力一半”时，“可以”二字不能少.

该过程中及时地进行了“正确严谨”与“非严谨”实验的对比，不仅加深了学生对问题的深入理解、扫清了作业中常见的障碍，也为后来的滑轮组的学习，机械效率的学习打下的基础，扫清了障碍.

4 開发适合本校情况的实验课程资源

实验所用的材料是学生所熟悉的，就会使学生感觉到亲切，较容易克服思维障碍，能较好的达到实验的目的；如果实验所用的仪器是学生亲手制作的，那么不仅能培养学生的动手能力，而且还能帮助学生建立起牢固的相关物理表象，敏锐地洞察其中发生的物理过程，使学生对知识的理解更加透彻.

利用塑料尺可以研究“声音产生的条件”；利用梳子和塑料片可以探究音调与频率的关系；利用一支铅笔可以探究“压力效果与哪些因素有关”；利用教室里的门窗的开和关可以来体会“力的作用点的不同对力的作用效果的影响”.

将空的易拉罐在酒精灯上烤上五分钟，倒扣在装有水的盘子中，易拉罐迅速被压瘪的强烈观感与巨大声响，可以让学生深刻体会大气压强的存在和巨大；利用两个长纸条往中间吹气，一个饮料瓶两支吸管演示喷雾器，都可以用来研究“气体压强与流速的关系”等等.

在学习音调一节内容时，取几个相同的啤酒瓶，调节瓶中的水量，分别用敲打和吹的方法使之发声，研究振动发声的规律；利用两只纸杯和一根细线能做出“土电话”，用来研究固体传声；利用一个普通的塑料饮料瓶，在侧壁不同的高度开上几个小孔，灌满水后可演示液体压强与深度的关系；利用冰矿泉水瓶可以来观察水蒸气的液化现象等等.这些简单易得的器材做的简单实验，能激发学生对新知识进行探究的兴趣和热情.

5 对某些实验现象不明显的实验进行改进

实验应该做到：确保实验成功，实验的现象清楚，每个学生都能观察到.有些实验却不容易成功，或者实验现象不是很明显.我们改进原有的实验方法，以达到让学生更容易接受的目的.

验证声音的传播需要介质的“真空罩中闹钟”实验，有些学校没有配套器材或抽气筒效果不好，再或者根本没有真空罩，造成实验现象不明显，或者根本不能完成实验，达不到教学目的.为此，我们对实验进行了改进，使得实验能得以顺利完成，而且现象明显.方法如下：

（1）取一个较大口径的医用注射器，拔出活塞，取下橡皮针孔帽；

（2）用一根细线的一端系住一个小的电子手表（手表直径比注射器内径小），将细线的另一端从注射器筒口穿入，从针孔穿出；

（3）使电子手表闹响，利用细线将手表拉至注射器内针孔处；

（4）插入活塞直至注射器筒内底部，排尽筒内空气，针孔处盖上针孔帽；

（5）用力向外拉活塞，这一过程中会听到闹铃声逐渐减小；

（6）去掉针孔帽，重新听到闹铃声.

这样改进后，不仅实验器材简单，所有学生在生活中就能找到，而且每个同学都能做，实验效果也极好.

6 利用多媒体改进物理实验

多媒体技术的普及为物理教学提供了全新的技术手段和教学平台，并使物理实验教学的现代化特性得到进一步发挥.不容易操作、不能在普通实验室完成的实验，利用多媒体改进物理实验的手段，实现了优势互补，相得益彰.