淺談物理實驗教學的優(yōu)化途徑

王正海

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）04-0145-01

實驗教學作為一種手腦并用的實踐活動，作為一種基礎教育與生產(chǎn)勞動的重要結合點，對于培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新精神，實為一個良好的切入點。中學物理實驗是培養(yǎng)學生科學的觀察、實驗能力、科學的思維、分析和解決問題能力的主要課程之一。然而，課本中的物理實驗并非個個十全十美，其中有的實驗在原理、步驟、可見度等方面或多或少地存在一些缺陷，需要教者作些改進；隨著社會的發(fā)展，一些新技術、新材料了出現(xiàn)，使有的實驗跟不上時代的步伐，有必要用新的實驗或新材料來代替，所以對物理實驗進行優(yōu)化是完全必要的。

一、增強實驗的直觀性

演示實驗的主要作用是顯示物理現(xiàn)象，因此直觀性是它的基本要求。如果一個演示實驗所顯示的現(xiàn)象要經(jīng)過拐彎抹角的分析才能說明問題，那它在直觀性上便不符合要求，對這樣的實驗就應想法增強它的直觀性。

例如：用冷凝法演示沸點與壓強關系的實驗是按如下方法進行的：（1）將裝入燒瓶中的半瓶熱水燒開約2分鐘，讓飽和水汽把瓶內(nèi)空氣盡量趕走，然后停止加熱，立即用塞子塞緊。（2）將燒瓶倒置，安放在鐵支架上，從上面向燒瓶底部澆冷水，瓶內(nèi)的熱水又重新沸騰起來。該實驗成功率高，但實驗后必須引導學生利用液化知識對瓶內(nèi)水蒸汽的變化進行分析后，方能得出結論。所以實驗的直觀性不強。如果按下面的方法實驗，則能有效地增強實驗的直觀性。在瓶里裝入低于100攝氏度的水，用注射器抽出瓶里的空氣，使氣壓降低，就會看到水沸騰起來。這表明，在壓強減小的時候，液體的沸點降低。

二、改進實驗方法，降低實驗難度

中學物理實驗有的原理簡單，一看就懂，但要做好，難度卻很大。稍有不慎，很容易失敗。這樣的實驗不僅對學生實驗能力的培養(yǎng)無益，而且還會引起學生對物理知識的懷疑。為此有必要改進實驗方法，降低實驗難度。

例如“研究液體內(nèi)部壓強與深度關系”的實驗中，要求學生用刻度尺測出試管露出液面的高度。因為刻度尺的“0”刻度要與水面相平，其保護部分必須浸入水中。讀數(shù)時，眼睛既要看刻度尺下邊防水尺撞動試管，并且要使“0”刻度與水面相平，雙眼要看刻度尺上的數(shù)值，并要不斷地追隨漂動的試管，操作難度很大。測得的數(shù)據(jù)出入較大，不易得出液體內(nèi)部壓強與深度成正比的結論。為此教學時教師可以在試管外壁貼上有刻度的紙條，讓學生直接讀出試管浸入水中的深度。這樣改進后操作簡單，讀數(shù)準確，誤差小。

三、減小實驗誤差，提高實驗精度

中學物理實驗既有定性實驗，也有定量實驗。對定量實驗要盡量減小實驗誤差，使測得的結果與實際值基本一樣。

初中物理測定鹽水密度的實驗步驟如下：（1）用天平測玻璃杯的質(zhì)量；（2）往玻璃杯里倒入適量的鹽水，用天平測出玻璃杯和鹽水的質(zhì)量；（3）用量筒測出玻璃杯中鹽水的體積。該實驗第三步將玻璃杯中的鹽水倒入量筒測定鹽水的體積時，會有一部分鹽水粘在玻璃杯上，因此用量筒測出的鹽水的體積略小于鹽水的實際體積，從而導致測得的鹽水密度比實際密度大。再是倒入的鹽水體積不可能恰好為整毫升數(shù)，讀數(shù)誤差較大。為了減小實驗誤差，提高實驗精度，將原實驗進行了如下改進：用天平測小量筒的質(zhì)量；往小量筒中注入整毫升數(shù)的鹽水，如果不夠整數(shù)則改用滴管滴加，確保鹽水為某一整數(shù)值。記下鹽水的體積；用天平稱出鹽水和量筒的總質(zhì)量。改進后的實驗，能較準確地測出鹽水的體積，使實驗誤差大大減小。

四、增大實驗的可見度

中學物理實驗中，有些物理現(xiàn)象不明顯，可見度小，學生觀察不清楚，因此實驗時應借助機構、光電的方法進行放大，或采用染色、照明、襯托背景等措施突出觀察的對象，增大實驗的可見度。

初中物理中電磁感應實驗的演示裝置，由于單根導線切割磁力線產(chǎn)生的感生電流只有零點幾微安到幾微安，這樣微弱的瞬時的感生電流最多只能使普通示教電流表的指針產(chǎn)生很小的偏轉(zhuǎn)角度，甚至根本不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，演示效果極差。改進的方法為：用細漆包銅絲繞出一個一百匝左右的矩形線圈，現(xiàn)用線圈的一邊代替原實驗中的直導體，線圈中產(chǎn)生的感生電流達幾十微安，指針的偏轉(zhuǎn)角度增大，有利于學生觀察，有效地增大了實驗的可見度。

五、提高實驗的可信度

中學生由于辯證思維還不發(fā)達，思維的獨立性和批判性不成熟，考慮問題存在片面性和表面性，容易被一些非本質(zhì)的表面現(xiàn)象所迷惑，常常把物質(zhì)外部的非本質(zhì)屬性當做依據(jù)，而有的物理實驗又恰恰是本質(zhì)現(xiàn)象與非本質(zhì)的現(xiàn)象同時存在，并且那些非本質(zhì)的物理現(xiàn)象更能引進學生的注意，使學生抓不住本質(zhì)，發(fā)生錯誤，實驗的可信度低，因此可以從提高實驗的可信度入手對原實驗進行改進。

總之，實驗是物理教學的基礎，加強實驗教學是當前提高中學物理教學質(zhì)量的重要一環(huán)，優(yōu)化物理實驗勢在必行。