淺議實驗研究方法在初中物理教學中的運用

馮克剛

(重慶市長壽中學校 重慶 401220)

物理知識所要研究的內(nèi)容千變?nèi)f化，在眾多的研究對象中，所采用的研究方法不可能千篇一律，運用怎樣的實驗方法和所研究對象有直接的關(guān)系。牛頓之所以能夠在蘋果落地時及時的發(fā)現(xiàn)，并且引起了他的思考和進一步觀察，其實就是采取了觀察法，觀察是物理實驗中經(jīng)常用到的方法，另外還有控制變量法、轉(zhuǎn)換法等。物理教師在課堂教學中如果單純的給學生講解這些實驗研究的方法難免會給學生一種不真實感，會讓學生覺得物理實驗毫無趣味可言，因此，物理教師在教給學生這些實驗方法時要逐步進行，采取循序漸進的原則，在學生研究實驗的過程中把這些術(shù)語告訴學生，讓學生結(jié)合自己的實驗來品味這種實驗方法所適用的范疇[1]。

一、物理實驗研究方法

（一）觀察法

在物理實驗中最常用到的方法就是觀察法，觀察法也是多種實驗方法的基礎(chǔ)，可以說，所有的實驗操作都離不開認真觀察，只有觀察才有發(fā)現(xiàn)。有些實驗需要我們持續(xù)不斷地進行觀察，通過觀察到的數(shù)據(jù)進行分析，從而得出結(jié)論。比如：測量空氣的溫度變化，就是采用觀察法進行的，需要把溫度計放置在空氣中，然后觀察并記錄一天中多個時間段的氣溫變化，從而得出結(jié)論，雖然觀察法在操作時非常簡單，但是需要認真、仔細，還要講究方法，比如，在用觀察法讀取量筒中的數(shù)據(jù)時，如果學生讀取不認真，操作不規(guī)范，讀出來的數(shù)據(jù)就會有很大的差距，仰視和俯視讀出的度數(shù)都是不準確的，視線和凹液面的最低處保持水平是讀取量筒數(shù)據(jù)時需要注意的事項。因此，物理教師要結(jié)合觀察法的具體操作方法對學生進行引導，讓學生做到實驗準確、操作正確，研究要科學。

（二）控制變量法

控制變量法在物理實驗過程中極其重要，可以說是物理學的基礎(chǔ)實驗方法，許多著名的物理實驗，都是基于控制變量法的思想而進行的，要分析一個物理因素，受到其他物理因素的影響程度，多個物理因素同時進行分析將無法得出科學有效的結(jié)論。這時可以通過控制變量法將其他的因素控制不變，每次只變化其中一個因素，從而研究被改變的這個因素對事物的影響，分別加以研究，最后綜合解決，這種實驗方法在初中物理實驗中有重要的運用。比如，教學“摩擦力”這部分知識時，師生共同研究摩擦力的大小與什么因素有關(guān)這一知識點時，就可以采用控制變量法。提出研究對象后，先共同探討后提出猜想和假設(shè)，摩擦力大小可能與接觸面所受的壓力有關(guān)；可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)；可能與接觸的面積大小有關(guān)；可能與物體運動速度大小有關(guān)。當研究的內(nèi)容有了具體的方向后，就要確定一個研究對象，讓一個物體在另一個物體上滑動，發(fā)生滑動摩擦，并想辦法測出不同情況下的滑動摩擦力，然后進行比較。通過實驗比較學生會發(fā)現(xiàn)摩擦力大小與接觸面的粗糙程度、壓力大小都有關(guān)系。所以，本實驗探究的總體思路是：以一個木塊為研究對象，讓它在不同物體的表面上滑動，測出木塊受到的摩擦力。物理教師一定要認識到控制變量法對初中物理實驗的重要意義[2]。

（三）轉(zhuǎn)換法

轉(zhuǎn)換法就是將一個不好測量的物理量轉(zhuǎn)化成易于測量的物理量進行測量，從而得出需要的物理數(shù)據(jù)。這種實驗方法在一些特殊的物理實驗過程中有非常大的用處。在中國古代就有利用轉(zhuǎn)換法進行物理測量的事例，物理教師要在實驗方法中注意應用。

二、明確實驗步驟

（一）提出問題

物理實驗的目的是證實物質(zhì)的變化發(fā)展規(guī)律，或者驗證自己的某些想法。所以，進行物理實驗之前的第一步驟，應該是提出相關(guān)的物理問題，作出合理的物理假設(shè)，在此基礎(chǔ)上進行整個物理實驗的設(shè)計。對于物理實驗教學來說，教師應當認識到提出問題和提出假設(shè)對物理實驗教學的重要性。

（二）大膽猜想

根據(jù)提出的問題，學生可以大膽地進行猜想，將可能影響到這些問題的因素進行逐個分析。根據(jù)自己學到的物理知識以及現(xiàn)實中的物理經(jīng)驗，對于一些物理問題進行物理分析，將可能的因素羅列出來，并且針對這些問題，設(shè)計物理實驗，用實驗的方法來驗證。

（三）設(shè)計實驗和物理研究方法

根據(jù)已經(jīng)找到的變量，以及進行的猜想設(shè)計，選用合理的科學方法，進行物理實驗的設(shè)計。比如在物理學中經(jīng)常用到的控制變量法就可以有分析和研究一些物理因素。

（四）數(shù)據(jù)處理

將收集到的數(shù)據(jù)，以及觀察到的實驗現(xiàn)象用實驗表格的形式，結(jié)合自己所學到的物理知識進行實驗結(jié)論的分析。比如測量物質(zhì)密度實驗，可以設(shè)計出測量物體質(zhì)量和體積的表格，將測得質(zhì)量和體積的數(shù)據(jù)填入表格中，由此測出密度，再對照物質(zhì)的密度表，檢查物質(zhì)的密度是否與表格中的一致。

（五）對數(shù)據(jù)的評估和誤差進行分析

實驗的最終目的是得到實驗的數(shù)據(jù)和實驗結(jié)論，在做完實驗相互交流的基礎(chǔ)上，要對實驗所產(chǎn)生的誤差進行具體分析，明確自己做實驗中產(chǎn)生誤差的原因，找出自身的不足。比如自己觀察不細，控制變量時的變量因素未控制到位等原因，都能產(chǎn)生誤差。

總的來說，初中物理教師要在實驗教學中注重引導學生的實驗方法、思路，讓學生科學地進行實驗操作，理性分析實驗現(xiàn)象，為物理學習提供更有利的條件。