精心设计实验 培养探究意识

王家利

摘 要 从用科学实验帮助学生理解知识、通过分析演示实验调动学生探究兴趣、引导学生自己动手探究实验、创新物理实验方法以及运用现代信息技术辅助实验等方面，对如何用实验开展物理教学进行探究。

关键词 初中物理；实验教学；信息技术

中图分类号：G633.7 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2018）09-0135-02

1 前言

在传统初中物理教学中，教师往往忽视实验教学，不但严重影响学生对物理知识的理解掌握，而且学生的动手实验能力也没有得到锻炼。针对传统教学中存在的这些问题，新时期的物理教师要重视物理实验教学，用实验带动学生动手、动脑，有效掌握物理知识的同时，促进学生各项能力发展。

2 利用科学实验验证，帮助学生理解知识

实验验证法是一种从一般到个别的思维方法，又称演绎法，这种教学方法以推理为主要前提[1]。在具体实施过程中，需要在搜集相关事实案例的基础上，通过推理获得相应的设想，然后通过多次验证的方式进行论证。如果论证的结果与预期的结果相一致，那么就证明设想正确；反之，如果论证结论与预期结果不一致，那么证明设想错误，即不存在这样的规律。

如在研究“摩擦力大小跟什么因素有关”这一问题时，很多人会认为摩擦力的大小与接触物体的面积有关。因此，需要控制其他变量都相同，只有接触面积大小不同，以此探究猜想是否正确。通过实验验证这一猜想是片面的。

在具体教学中，教师要重视物理实验探究，通过实验验证法验证自己的想法是否正确，走出个别实验误区，最终得出正确的结论。同时，教师要加强引导，鼓励学生发挥想象力，通过思考、推理、实验论证、得出结论的方式进行实验验证，以锻炼他们的思维能力，提高自主学习水平。

3 精心设计演示实验，吸引学生的注意力

演示实验是物理教学中不可或缺的一种方式，在演示过程中可以丰富物理知识，将学生的实际生活与教材知识结合在一起，实现对学生积极性和主动性的激发[2]。可以看出，这种刺激对于巩固学生的学习兴趣发挥了极大的功效。如在教学“大气压强”时，教师可以先取一个灌满水的纸杯，在杯口上覆以薄纸片，然后将其倒置；引导学生观察并确认是否如教材所说，纸片不会落地，杯中的水也不会外流？学生个个都睁大双眼，惊奇地思考实验结果，充分激发质疑精神，提高探究欲望。此时，物理教师要乘胜追击，再引入马德堡半球实验，以巩固学生的探究状态，保持学生对物理实验的学习兴趣。

此外，在演示实验时一定要注意实验设计的直观性。物理实验可以分为两类：一类是可以直接观察到实验现象的实验；另一类就是物质确实存在，但人们用肉眼无法观察实验现象的实验。如何将这些肉眼看不见的物质展示在学生面前，就是教师应该思考的问题，也是提高实验教学质量的重要因素之一。

如在探究“压力作用效果与哪种因素有关”时，首先将矿泉水瓶装上半瓶水，然后瓶口朝下倒扣在沙子上，再将瓶口朝上放在沙子上，通过实验现象验证“压力作用效果与受力面积关系”。然后将矿泉水瓶装满水，再重复之前的实验，验证“压力作用效果跟力大小关系”。这样通过对比实验，可以加深学生理解和认识，教学效果事半功倍。

当然，“工欲善其事，必先利其器”，高效的演示实验教学需要建立在精心的实验设计基础之上。教师在课前要准备好实验材料，精心设计实验方案，保证实验教学的有效性和针对性。

4 引导学生探究实验，提供动手操作机会

实验教学在整个物理教学中占据重要位置，学生在实验探究中不仅进一步巩固了所学的物理知识，而且锻炼了实践探究能力，也是激发创造潜能、拓展思维方式的有效途径[3]。为此，要变演示实验为探究实验，给学生提供动手操作的机会，引导学生学习科学方法和知识，通过学生亲身经历知识的形成过程，在操作中发现问题、解决问题，促进学生全面发展。

如在教学“电荷”过程中，给学生准备实验器材，包括细线、吊环、铁架台、人造毛、兔子皮、玻璃管、玻璃棒、丝绸等，然后指导学生进行实验操作：分别使用毛皮和两根橡胶棒进行摩擦，发现两根橡胶棒相互排斥；使用两根橡胶棒分别和毛皮与丝绸摩擦，发现两根橡胶棒相互吸引。通过实验可以得出结论：使用皮毛摩擦橡胶棒，橡胶棒带负电荷，同种电荷之间发生排斥。学生通过亲身动手操作，得到的知识记忆会更加深刻。记得有一次在考试中有这样一道题目：橡胶棒使用什么摩擦后带有负电荷？几乎所有的学生都回答出正确答案。事后了解到，原来是探究实验给他们留下了深刻的印象。如此看来，演示实验和探究实验之间还是有很大的差别的，探究实验比演示实验取得的效果要好得多。

因此，在教学过程中要积极开展探究实验，给学生提供动手操作的机会，让他们亲身经历知识的发现过程，锻炼学生的动手操作能力，提高学习效率。同样是在“电荷”这节课中，将实验器材留给学生，让学生利用课下时间进行操作。在一个空气干燥、阳光明媚的中午，他们利用经过毛皮或丝绸摩擦过的橡胶棒去吸引草屑，发现成功吸引草屑。这个发现让他们明白了经过摩擦的物体可以吸引小物体，进一步加深了对电荷性质的理解和认识，教学效果事半功倍。

5 改进物理实验器具，培养学生创新能力

通过改进物理实验器具，不仅可以达到理想的实验效果，而且能够在改造和替换实验器具的过程中不断提高学生的思维能力和动手能力。可以改变用铅皮和铅盒演示物体的沉浮条件，而是换用一个空玻璃杯和空的牙膏管来做验证实验。首先，将牙膏管的尾端剪开，通过分别展示压扁的和鼓起来的牙膏管放在玻璃杯中的现象来验证下沉和上浮。在教学“力”的知识时，可以指导学生利用橡皮筋制作测力计等。通过改进物理实验，不但能够激发学生的创新意识，而且可以促进学生对知识的理解。

此外，如果学生对于某些实验仪器的操作方法已经熟练掌握，在这种情况下就要适当提高要求。如在教学电流表和电压表的相关知识后，教师可以在分组实验中适当增加对电流表和电压表的使用頻率，一方面有利于学生熟练掌握对仪器的操作方法，另一方面可以提高学生的实验能力。

如果实验室中的实验器材数量有限、相对落后，而且不易操作，教师可以鼓励学生从生活中寻找物品进行替换。如在进行“气体压强与流速”实验时，可以从生活中寻找其他物品代替教材中的实验物品：1）将两个吹起来的气球绑在同一水平线上，取来一只吸管往中间吹气，两个气球明显往中间聚拢；2）将两根点燃的蜡烛间隔两厘米固定在桌面上，然后用吸管往蜡烛中间吹气，能够明显观察到火焰向中间靠拢。这样的改进实验灵活易操作，还能取得预期效果，锻炼学生的动手能力。

在教学“声现象”这节课的时候，学生知道了声波是如何传播的，也知道声音产生的原理，但是因为没有亲眼所见，很多学生都抱有怀疑的态度。可以利用身边的一些常见物品设计一些小实验，增强实验设计的直观性，帮助学生更深入地认识物理知识。准备一支蚊香并点燃，在密不透风的环境下蚊香产生的烟雾是竖直向上的；然后将手机的音量调到最大，播放音乐，将喇叭位置靠近蚊香，会发现烟雾的方向会随着音乐节奏的变化而发生变化。

6 运用现代信息技术，打破实验时空限制

很多物理实验现象受到时间和空间的限制，有的现象转瞬即逝，而有的现象则需要很长时间才能完成。在传统教学中，这种受到时间限制的物理实验难以顺利呈现。在信息技术背景下，则可以通过视频来打破这一局限性。如在“内能及其改变”这一实验中，主要依靠在压缩引火仪中放入硝化棉，通过对活塞的快速按压，使密闭容器中的气体压缩，增大气体内能，从而导致温度升高，并引燃硝化棉。但是这一实验中硝化棉的燃烧过程非常短暂，甚至不到一秒钟，学生难以清除捕捉这一现象。为此，教师可以用录像机将这一过程录制下来，然后在大屏幕上播放，不但可以放慢反应速度，还可以重复播放，让学生清楚观察和记录。

有些固体物体的扩散速度非常缓慢，有的需要十几天，有的甚至需要几年才能完成。有些实验即使改进实验方法，依然需要十几个小时才能完成，这在课堂上是无法实现的。教師可以提前将整个过程录制下来，然后在课堂上播放，让学生通过短短几分钟就能感受十几个小时的物理变化，不但可以加深学生印象，而且比动画模拟更具说服力。

可以看出，信息技术拥有其他教学手段无法比拟的优势，其直观形象的表现特点可以有效拓展学生思维，丰富学生直观感受，提高感知能力。同时，丰富的网络资源为实验探究提供了丰富的实验内容，提高实验效果的能见度，增强实验效果的有效性，教学效果事半功倍。

7 结语

通过实验不但可以帮助学生理解知识，而且能够提高学生的动手实验能力和创新能力。因此，初中物理教师要重视实验的作用，精心设计实验，培养学生的探究能力，提高学生的合作意识，让学生在实验过程中增强综合素质。

参考文献

[1]刘贵兰.初中物理实验教学谈[J].科学咨询：教育科研，2009（4）：79.

[2]韩会一.新课改下初中物理实验教学探讨[J].科教文汇，2009（7）：112-113.

[3]万思荣.在初中物理教学中如何加强实验教学[J].才智，2009（27）：130.