淺談初中物理實驗的分類及教學(xué)

摘 要：隨著素質(zhì)教育理念的逐步推廣，提高學(xué)生的實踐能力和操作能力成為物理教學(xué)的重要教學(xué)目標(biāo)。物理教師應(yīng)充分關(guān)注物理實驗的教學(xué)，在深入了解物理實驗分類等基礎(chǔ)性知識的前提下，加強(qiáng)實驗課上理論知識的鞏固，采用豐富的課堂教學(xué)手段、與生活實際相結(jié)合的方法，開展實驗教學(xué)，真正提高初中物理實驗教學(xué)的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：初中;物理實驗;分類;教學(xué)

中圖分類號：G63? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1673-9132（2020）36-0103-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2020.36.051

理論和實驗是物理學(xué)科的兩個主要部分，對于物理學(xué)習(xí)的重要性都不言而喻。但是，在當(dāng)前的初中物理學(xué)科中，實驗教學(xué)卻往往處于被忽略的境地。因此，要提高物理教學(xué)的綜合質(zhì)量，物理教師必須加強(qiáng)對物理實驗教學(xué)的探究。

一、初中物理實驗的分類

在初中物理教材的知識體系中，實驗是一個重要的環(huán)節(jié)。根據(jù)物理實驗的原理和開展過程，可以將其分為三個類型：測量型實驗、探究型實驗和開放設(shè)計型實驗。

測量型實驗主要是指通過各種實驗器材的運用，借助實驗的過程得到相關(guān)實驗數(shù)據(jù)的實驗類型。在初中物理教學(xué)中，主要涉及十種直接測量型實驗和五種間接測量型實驗。直接測量型實驗，顧名思義，就是通過適用儀器和完成實驗過程就能直接得到數(shù)據(jù)的實驗，包括刻度尺測量物體的長度、時鐘測量時間以及用量筒來測量固體和液體的體積等。這種實驗的目的大多是強(qiáng)化學(xué)生對于物理的“量”的認(rèn)知，鍛煉學(xué)生對于特定實驗儀器的使用。相比之下，間接測量型實驗要更加復(fù)雜，除了要求學(xué)生掌握相應(yīng)的實驗器材的正確使用方法外，更要熟練掌握實驗的原理。這一類型的實驗主要包括需要用到電流表和電壓表的電阻實驗、電功率實驗，以及測量物體的密度、物體運動的平均速度，體現(xiàn)在考試題目中，是對學(xué)生的物理基礎(chǔ)知識、實驗器材認(rèn)識等多個方面的綜合考查。

探究型實驗大多要求學(xué)生在一個主題下根據(jù)已知的實驗原理來設(shè)計或者完善實驗的整個過程，進(jìn)而通過完成實驗得到主題下的結(jié)論。探究型實驗主要包括液體壓強(qiáng)的探究實驗、平面鏡成像原理的探究實驗、物體比熱容的探究實驗等14種實驗。探究型實驗不僅是對學(xué)生物理知識的考查，同時也是對學(xué)生探究精神、探究能力的培養(yǎng)，因此成為當(dāng)前的素質(zhì)教學(xué)理念下教師培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的重要途徑。

開放設(shè)計型實驗主要是根據(jù)物理實驗過程而設(shè)計的題目類型來說的，指在題目中條件不確定，答案不唯一的實驗題目。這種實驗一般會與學(xué)生的日常生活相結(jié)合，或者是在新舊實驗、特殊實驗與一般實驗之間建立聯(lián)系。學(xué)生通過類比、思考，來完成實驗原理的選擇、實驗過程的設(shè)計以及實驗結(jié)果的獲得。在初中的物理教學(xué)中，雖然實驗的類型較為豐富，內(nèi)容較為繁雜，但是大多操作簡單，目的是考查學(xué)生對基礎(chǔ)物理知識的掌握和運用程度。

二、初中物理實驗教學(xué)的開展策略

（一）結(jié)合物理實驗過程，強(qiáng)化基礎(chǔ)理論知識

在開展物理實驗教學(xué)之前，教師必須明確物理學(xué)科中理論知識與實驗過程之間的關(guān)系。在學(xué)習(xí)物理的過程中，理論知識與實驗過程對于學(xué)生來說是相輔相成的。物理學(xué)科的理論知識，是學(xué)生順利完成實驗過程、得出實驗結(jié)論的前提和基礎(chǔ)，而完成實驗的過程，又能幫助學(xué)生深化對理論知識的理解和運用，進(jìn)一步加深學(xué)生對物理基礎(chǔ)理論知識的掌握。因此，教師在開展實驗教學(xué)的過程中，也不能忽略對理論知識的講解。具體來說，就是要求教師在開展實驗教學(xué)的課堂上，也要對理論教學(xué)給予一定的關(guān)注，分出一部分的課堂時間，對學(xué)生進(jìn)行理論知識的講解和回顧。課前導(dǎo)入是每一節(jié)課必不可少的環(huán)節(jié)，在一定程度上也影響甚至決定了整節(jié)課堂的教學(xué)效果，所以教師必須利用好課前導(dǎo)入的環(huán)節(jié)。在物理的實驗教學(xué)課堂上，課前導(dǎo)入是教師與學(xué)生一起進(jìn)行理論知識回顧的主要環(huán)節(jié)。一般來說，教師在開展實驗教學(xué)之前，已經(jīng)完成了對相關(guān)物理基礎(chǔ)知識的詳細(xì)講解。所以教師在課前導(dǎo)入時，基本上是對講過的知識進(jìn)行回顧。利用知識框架和微課視頻等形式簡單、時間較短的教學(xué)資料，教師可以引導(dǎo)學(xué)生完成對整體知識內(nèi)容的簡單回想，針對其中的重點知識進(jìn)行適當(dāng)?shù)膹?qiáng)調(diào)。之后，教師可以針對物理實驗的具體操作原則、操作過程要點等進(jìn)行重點強(qiáng)調(diào)。尤其是在面對測量型實驗時，教師必須做好實驗器具使用方法和原則的講解。這樣學(xué)生在之后的實驗操作過程中才能事半功倍，順利完成實驗過程，迅速取得正確的實驗結(jié)果，提高實驗課堂的整體教學(xué)效率。

（二）結(jié)合不同實驗特點，選擇豐富的教學(xué)手段

不同類型的物理實驗所涉及的物理知識、實驗方法、操作原則以及實驗要求等都有所不同，這也就意味著，在課堂上完成不同類型的物理實驗教學(xué)時，要采用不同的教學(xué)手段，做到“因材施教”。在傳統(tǒng)的物理實驗教學(xué)課堂上，一部分教師因為受到實驗器材的限制，將實驗過程簡單化，或者是利用畫圖、課件等方式來完成實驗的講解，學(xué)生不能參與到具體的實驗操作過程中，自然對實驗操作過程中容易發(fā)生的意外狀況和誤差缺少觀察和了解。這樣的物理實驗課程，并不能對學(xué)生的具體實驗操作能力產(chǎn)生積極的作用。有些教師則在實驗課堂上采用千篇一律的教學(xué)模式和手段，無論什么樣的實驗，都讓學(xué)生以小組為單位合作完成實驗操作，然后在寫好實驗報告單之后結(jié)束實驗。這種教學(xué)方式看似鍛煉了學(xué)生的動手操作能力，卻忽略了不同類型實驗的具體特點和要求，因此從效果上來看也不盡如人意。所以，要確保物理實驗課堂的高質(zhì)量、高效率，必須結(jié)合物理實驗的具體操作特點，設(shè)計不同的課堂教學(xué)方案，采取不同的課堂教學(xué)手段。具體來說，就是要求教師深入分析每一種實驗的具體要求，在課堂上采用不同的教學(xué)手段來貼合實驗的特點。對于大部分的探究型實驗來說，小組合作探究是最適合的課堂教學(xué)手段。因為探究型實驗大多需要完成一個較為復(fù)雜的實驗過程，需要開展多次實驗，對不同的變量進(jìn)行對比，然后通過觀察數(shù)據(jù)得出實驗的結(jié)論?？上攵?，這不僅需要重復(fù)多次的操作實驗，完成實驗變量的調(diào)整，還需要及時觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗數(shù)據(jù)。只有以小組為單位進(jìn)行實驗，才能保證每一個細(xì)節(jié)都得到應(yīng)有的關(guān)注，每個小組成員各司其職，才能避免忽略任何一個實驗數(shù)字細(xì)節(jié)，進(jìn)而盡可能減少實驗的誤差，確保實驗的精確性。這樣的實驗過程，也確保絕大部分學(xué)生都能參與到實驗過程中。但是，這種小組合作的方式對于一部分的測量型實驗卻是不合適的。在運用量筒測體積、運用刻度尺測長度等簡單的直接測量實驗中，小組合作完成實驗反而會導(dǎo)致小組成員之間相互妨礙，甚至產(chǎn)生矛盾。其實，這種類型的簡單實驗，更適合由學(xué)生個人單獨完成。因為這些實驗涉及的實驗器材和操作都較為簡單，一個人獨立完成實驗，更能確保實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并且能夠加快實驗完成的速度。也就是說，對于不同類型的物理實驗，課堂教學(xué)手段的選擇十分重要，是保證實驗教學(xué)的效果和課堂教學(xué)的效率的重要因素。

（三）結(jié)合生活實際進(jìn)行相關(guān)物理拓展實驗

初中階段涉及的物理實驗，大多數(shù)與學(xué)生的日常生活能夠建立起聯(lián)系，所以，聯(lián)系生活實際進(jìn)行相關(guān)的物理拓展實驗，是教師開展實驗教學(xué)、強(qiáng)化實驗課教學(xué)效果的主要教學(xué)手段。實際上，從初中物理學(xué)習(xí)的內(nèi)容上來看，物理教學(xué)本身就是圍繞生活中的多種現(xiàn)象而展開的。不論是光學(xué)現(xiàn)象、電學(xué)知識還是電磁學(xué)理論，都能夠在日常生活中找到實例。而且，初中階段的物理知識和物理實驗都停留在初步認(rèn)識物理和接觸物理的層面，正是培養(yǎng)學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣的重要階段。利用生活現(xiàn)象開展物理實驗教學(xué)，也是激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣的一種重要手段。從具體的組織實踐過程來說，開展物理拓展實驗就是要求教師在課堂上根據(jù)教材中的要求，在完成課內(nèi)的實驗教學(xué)之后，利用同樣的原理、公式甚至實驗過程，來進(jìn)行另一個類似的實驗，而實驗的內(nèi)容要以生活中的實例為主。在開展生活拓展實驗的過程中，教師不僅要根據(jù)生活中的實際情況設(shè)計實驗的過程和情境，更需要將完成實驗的工具限定在生活中常用的物品上。這樣一來，學(xué)生才能在日常的生活中自己完成相關(guān)的實驗，對課堂上的實驗原理和過程進(jìn)行探究和鞏固。例如，在“探究杠桿平衡的條件”這一實驗中，教材內(nèi)的杠桿實驗主要是借助杠桿這一實驗器材來完成的，通過調(diào)節(jié)平衡螺母的數(shù)量以及位置來探究影響杠桿平衡的多種因素。而要將這一實驗引入生活中，教師就需要探究杠桿平衡原理在生活中的具體實踐情境，并且尋找代替杠桿和平衡螺母的工具。在課堂上，教師可以引導(dǎo)學(xué)生完成替代品的尋找，用尺子、橡皮等工具來替代杠桿和平衡螺母，以小組為單位，相互配合完成實驗探究過程。在結(jié)束杠桿平衡的實驗之后，教師還可以讓學(xué)生利用當(dāng)前的工具，體驗省力杠桿和費力杠桿的具體操作，在學(xué)生親自體驗的過程中，幫助學(xué)生深入了解杠桿原理的具體內(nèi)容及其運用。在完成實驗探究的過程之后，教師還可以讓學(xué)生展開討論，分析生產(chǎn)生活的哪種情景涉及杠桿平衡以及省力杠桿、費力杠桿的原理，讓學(xué)生在類比的過程中更好地掌握相應(yīng)的實驗原理和知識。這樣結(jié)合生活情境的實驗教學(xué)，不僅能夠進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的實驗操作能力，還能夠培養(yǎng)學(xué)生利用物理實驗知識解決生活問題的良好習(xí)慣，提高學(xué)生對物理實驗知識的實際運用能力。

三、結(jié)語

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗教學(xué)的質(zhì)量不僅關(guān)系到學(xué)生對物理知識的掌握，更影響著物理課堂的整體教學(xué)質(zhì)量。因此，初中物理教師要在深入了解教材中物理實驗的基礎(chǔ)上，采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段完成課堂實驗，切實提高學(xué)生的物理實驗水平。

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[責(zé)任編輯 李愛莉]

作者簡介：翟建平（1971.10— ），男，漢族，甘肅平?jīng)鋈耍患壗處?，研究方問：中學(xué)物理教學(xué)。