初中物理实验优化研究

陈加晋

[摘要]实验是物理教学的主要内容，也是基本教学策略，得到广大物理教师的重视 但一些实验本身还存在许多值得改进的地方，而对实验的优化和改进过程往往也是发展学生科学思维的好载体。文章从关注实验方案的科学性、操作的可行性、思维的逻辑性三方面优化入手，谈谈提高物理实验教学的有效性

[关键词]初中物理;实验优化;有效策略

[中图分类号] G633.7，

[文献标识码] A

[文章编号] 1674-6058（2020）14-0047-02

初中物理是建立在实践基础上的学科，实验与理论的有效结合，让学生在手脑并用中发展科学思维，促进学科关键能力的培养和核心素养的提升。我们尤其倡导紧密联系学生生活实际、自主开展成本低、时间效益高、材料随手可得的小实验，甚至还可以让学生在家就能体会到物理的乐趣，这样会对学生的学习产生积极而深远的影响。因此，在物理教学中可以利用实验教学，激活学生的思维，通过提高学生在课堂上的观察和动手能力，激发学生的学习兴趣，促进学生思维能力的提高，提高学生物理知识储备及科学素质。

然而，有些实验可操作性不强，实验方案不够科学严谨，实验分析中思维的逻辑性不强，有较大的改进空间，下面做些分析探讨。

一、关注实验设计中方案的科学性

在进行“声音的传播需要介质”这一知识点的教学中，关于“声音在真空中能否传播的实验”，有的教师将电铃直接放在玻璃钟罩内（如图1），通电后听到电铃发声，然后将玻璃钟罩内的宰气逐渐抽出，发现听到的铃声逐渐变轻了，然后向学生解释，假如抽气机真能将钟罩内的空气抽走，抽成真空，应该听不到铃声，据此就得出结论：真空不能传声。

这样的实验教学在科学性和严谨性方面存在明显问题：由于电铃直接放在钟罩的底座上，而底座又直接与桌面接触，因此在本实验中，即便抽气机真的将玻璃钟罩抽成真空，固体传声的路径仍然存在，还是能听到微弱的铃声，从实验方案设计的科学性和严密性上考虑，本实验应该尽可能切断固体传声的路径或尽量减弱固体传声。

我们应该这样来优化实验：用泡沫、海绵等吸声性能较好的材料将声源与底座隔离（如图2）或用线将声源悬挂在钟罩内（如图3），尽可能减弱固体传声，将其对实验的影响减到最小，在这样的实验环境下进行探究，抽气后听到的铃声减弱，甚至基本听不到铃声，而固体传声的途径基本隔绝，此时推理真，，真空不能传声就较为严密和科学了。

二、关注实验教学中操作的可行性

在学习“滑动摩擦力”这一知识点时，为了探究影响滑动摩擦力的因素，我们通常会演示下面的实验（如图4），在图4乙中木块上加重物，在图4丙中换用粗糙的接触面，利用控制变量法，分别探究压力和接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响。

但在实验中我们会发现，为了让弹簧测力计的示数（即拉力）等于摩擦力，必须保证木块做匀速直线运动，而这在实际操作中是很难实现的，稍有偏差，拉力和摩擦力就会不等，导致学生在实验中观察到弹簧测力计示数是不断变化的，甚至会让学生误以为木块在滑动过程中，摩擦力与运动速度大小有关，这在一定程度上佐证了错误结论，而相关的二力平衡原理学生又还没学，导致教师很难向学生解释清楚其中的原因。

该实验可以这样改进：将弹簧测力计固定在墙壁上，木块下方为一长木板（如图5所示），实验时，让一学生拉着长木板前行，上方木块相对桌面静止，此时，弹簧测力计的示数即为木块所受滑动摩擦力大小。此实验改良后，只比原实验多了一块长木板和滚轮，但巧妙地将木块运动改为接触面（即长木板）运动，无论接触面是否匀速，木块始终静止，处于平衡状态，使木块受到的摩擦力与拉力始终相等，从而方便学生实验操作和观察实验现象，便于读取实验数据。另外，该实验还可以通过改变木板的运动速度，探究滑动摩擦力是否与运动速度有关，可谓小小改进，一举多得。

三、关注实验教学中深度学习的发生

为了加强学生对“牛顿第一定律”及“惯性”的理解，教师经常会带一个木柄松动的锤子做实验，并进行如下教学：

第一步，向学生展示木柄松脱的锤子，询问学生敢不敢用，为什么？学生答：不敢用，因为锤头很容易在使用过程中飞出去，造成危险。

第二步，请学生拿出方案，解决木柄松动的问题。学生经过讨论，联系生活经验，提出将木柄竖直向下撞击地面，使其与锤头紧密结合。

第三步，教师向学生解释这是“惯性”现象。

很多教师在教学中往往到这一步就结束了，没有就这一现象进行深入、详细地解释，学生只是了解到这是惯性现象，记忆既不深刻，也不长久，遇到相关问题解释起来只会讲：由于惯性。这里教师应该引导学生在此基础上一起进行条理化的理性思考，训练学生分析问题时思维的深刻性和逻辑性。过程如下：

首先，引导学生分析撞击过程，刚开始锤子整体向下运动，当木柄碰到地面时，速度迅速减为零;但锤头由于惯性，会继续保持向下运动，沿着木柄下滑至更粗的地方卡住，因此能让锤头不再容易松动。这样的分析能提升学生思维的逻辑性。

其次，教师可以提出问题，思考解决方法。根据生活经验，松动的锤子即使撞击卡紧了，也容易再次松脱，有什么好方法可以避免呢？学生经过思考和讨论后提出，可以在木柄和锤头接触的地方垫一层布或橡胶，以增大最大静摩擦力。通过这个简单的小实验，引导学生深入、理性地思考，能使实验不仅仅停留在“这是惯性现象”的淺层教学上，可以有效训练学生思维的深刻性和逻辑性。

通过上述实验改进，可以使实验教学更科学、严谨，也能让实验教学更关注思维的深刻性和逻辑性，同时拉近物理学习与生活的距离，激发学生的学习兴趣，增强学生的参与度，促进物理实验教学中深度学习的发生。

[参考文献]

[1]沈志亮，基于核心素养的初中物理实验教学策略[J].中学物理教学参考，2019（10）：60-61.

[2]林读富，初中物理实验的教学策略[J].实验教学与仪器，2016（S17）：15-17.

[3]杨栋，初中物理实验教学策略谈[J].中学物理教学参考，2017（6）：69.

（责任编辑 易志毅）