任智才 吳鳳英

摘 要：中學(xué)物理是一門科學(xué)性、實(shí)踐性較強(qiáng)的課程。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在物理教學(xué)課堂中扮演著舉足輕重的角色，將深?yuàn)W晦澀的物理原理用形象具體的物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果呈現(xiàn)在學(xué)生面前，不但有助于學(xué)生掌握理解物理知識(shí)，而且有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、分析能力以及創(chuàng)新能力。因此科學(xué)正確的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是中學(xué)物理教學(xué)的關(guān)鍵。本文結(jié)合自身在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中遇到的具體問(wèn)題進(jìn)行探究，有助于教師和學(xué)生順利的完成物理實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)。

關(guān)鍵詞：中學(xué) 物理實(shí)驗(yàn) 教學(xué)經(jīng)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）05（a）-0142-02

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)觀察物理課堂重要的教學(xué)手段之一，也是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和科學(xué)探索精神的重要途徑[1]。但是中學(xué)生在進(jìn)行實(shí)際物理實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程中，經(jīng)常由于各種原因造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果不明顯甚至失敗的案例。這樣的實(shí)驗(yàn)不但會(huì)對(duì)學(xué)生造成誤導(dǎo)，也會(huì)挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。本文結(jié)合自己在實(shí)際物理教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)以及實(shí)際觀察到學(xué)生的操作過(guò)程進(jìn)行分析，希望能夠有關(guān)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師以及中學(xué)生提供一些借鑒。

1 掌握正確的儀器讀數(shù)方法

在初中物理實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常要使用各類測(cè)量?jī)x器，如刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)、秒表、電壓表、電流表等。物理儀器的讀數(shù)是物理實(shí)驗(yàn)最基本的一項(xiàng)技能，也是初中物理實(shí)驗(yàn)考核的重點(diǎn)[2，3]。在進(jìn)行儀器讀數(shù)之前，應(yīng)首先確定儀器是否應(yīng)該進(jìn)行估讀。對(duì)于游標(biāo)卡尺、秒表等不需要估讀的儀器，嚴(yán)格按照儀器讀數(shù)的指導(dǎo)步驟進(jìn)行讀數(shù)即可，不需要進(jìn)行估讀。而對(duì)于需要估讀的儀器，如刻度尺、量杯、彈簧測(cè)力計(jì)等儀器，學(xué)生在首次接觸讀數(shù)的過(guò)程中，對(duì)于讀數(shù)過(guò)程中的估讀往往比較困難。于是在學(xué)生首次接觸讀數(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要側(cè)重培養(yǎng)訓(xùn)練學(xué)生的估讀技能。以最小分度為1的刻度尺為例，在估讀過(guò)程中重點(diǎn)講解虛擬刻度線法。想象在兩條刻度線的中間位置處存在于一條虛擬的刻度線：若測(cè)量點(diǎn)位于靠近第一條刻度線，則估讀數(shù)為1或2；若被測(cè)點(diǎn)位于虛線左側(cè)且靠近虛線，則估讀數(shù)為3或4；若測(cè)量點(diǎn)恰好位于虛線處，則估讀為5；若測(cè)量點(diǎn)位于虛線右側(cè)且靠近虛線，則估讀數(shù)為6或7；若測(cè)量點(diǎn)靠近第二條刻度線，則估讀數(shù)為8或9。據(jù)此反復(fù)訓(xùn)練學(xué)生的估讀技巧，為后續(xù)的物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程奠定基礎(chǔ)。

2 合理安排實(shí)驗(yàn)步驟

科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)步驟，是完成物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師在實(shí)驗(yàn)前要重點(diǎn)講解實(shí)驗(yàn)步驟，而且應(yīng)該進(jìn)行深入的分析，讓學(xué)生明白為什么要嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，才能保證后續(xù)實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。否則一些學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)操作步驟看似正確，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果不明顯或者得到錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)學(xué)生造成誤導(dǎo)。下面以實(shí)際物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。

例1：在初中物理教學(xué)中關(guān)于質(zhì)量和密度的學(xué)習(xí)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)安排學(xué)生進(jìn)行牛奶密度測(cè)量的實(shí)驗(yàn)。在該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，很多學(xué)生往往先測(cè)量燒杯的質(zhì)量m，然后測(cè)量牛奶和燒杯的總質(zhì)量M，最后將燒杯中的牛奶全部倒入量筒

中測(cè)量牛奶的體積V。然后根據(jù)公式計(jì)算出牛

奶的密度。從計(jì)算的過(guò)程來(lái)看，該實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有任何錯(cuò)誤的地方。但是，計(jì)算得到的牛奶密度是錯(cuò)誤的。因?yàn)樵谙蛄客驳谷肱Ｄ痰倪^(guò)程中，燒杯的內(nèi)壁不可避免的附著了一些牛奶，其質(zhì)量為m'。所以在計(jì)算密度的過(guò)程中實(shí)際的牛奶質(zhì)量為M-m-m'。所以正確合理的實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)為：

（1）首先測(cè)量牛奶和燒杯的總質(zhì)量M；

（2）將牛奶倒入量筒中測(cè)量其體積V；

（3）最后測(cè)量倒出牛奶后燒杯及內(nèi)壁上附著的牛奶的質(zhì)量m；

（4）利用公式計(jì)算牛奶密度。

例2：在初中物理電路教學(xué)探究并聯(lián)電路中電流關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，很多老師圖方便經(jīng)常讓學(xué)生使用一塊電流表去依次測(cè)量干路電流I及兩條支路的電流I1，I1，將每次的讀數(shù)記錄下來(lái)，然后根據(jù)三次的實(shí)驗(yàn)讀數(shù)來(lái)判斷干路電流與支路電流的關(guān)系。從實(shí)驗(yàn)原理來(lái)說(shuō)，這一過(guò)程完全正確。然而在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作中，往往由于電池的電壓不穩(wěn)定、學(xué)生在三次讀數(shù)過(guò)程中帶來(lái)的誤差較大等原因，造成經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)I≠I1+I1的結(jié)果，給初次接觸電路實(shí)驗(yàn)的學(xué)生造成困擾，無(wú)法理解并聯(lián)電路中干路電流與支路電流的關(guān)系，使得實(shí)驗(yàn)失去了應(yīng)有的作用。如圖1所示，正確合理的實(shí)驗(yàn)步驟為：

（1）在干路L和兩條支路L1，L2上各自串聯(lián)一塊電流表；

（2）閉合開(kāi)關(guān)S；

（3）同時(shí)觀測(cè)干路電流表A及兩條支路電流表A1，A2的讀數(shù)。

按照上述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以從三塊電流表的讀數(shù)直觀的觀察出電流表A的示數(shù)是兩條支路電流表A1，A2的示數(shù)之和。同使用一塊電流表分別測(cè)量三次的實(shí)驗(yàn)方法相比，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加直觀，便于學(xué)生的理解。也減少了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中偶然誤差的積累，結(jié)果更加準(zhǔn)確。

3 掌握科學(xué)的實(shí)驗(yàn)技巧

一些中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，即使實(shí)驗(yàn)步驟完全正確，由于缺乏實(shí)驗(yàn)技巧，學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)也會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯甚至實(shí)驗(yàn)失敗的現(xiàn)象。下面以作者在實(shí)際物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中遇到的實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。

例1：摩擦起電是初中物理最基礎(chǔ)的一個(gè)電學(xué)實(shí)驗(yàn)。雖然該實(shí)驗(yàn)操作步驟簡(jiǎn)單，但是一些學(xué)生在進(jìn)行摩擦起電的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，往往按照實(shí)驗(yàn)步驟操作后實(shí)驗(yàn)效果不理想，甚至出現(xiàn)失敗的現(xiàn)象。在經(jīng)過(guò)多次觀察后發(fā)現(xiàn)，這些學(xué)生在使用絲綢摩擦玻璃棒的過(guò)程中，摩擦的壓力過(guò)大，摩擦的次數(shù)也過(guò)多，由于玻璃棒材料的原因，會(huì)在拿玻璃棒的手心產(chǎn)生少許的汗液，而且使得玻璃棒表面的溫度升高，不利于電荷的保存，從而影響了起電的效果，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的失敗。所以在物理實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)過(guò)程中，教師除了向?qū)W生講解正確的實(shí)驗(yàn)步驟外，還應(yīng)注意實(shí)驗(yàn)技巧的傳授，確保實(shí)驗(yàn)的成功進(jìn)行。

4 注重實(shí)驗(yàn)的可操作性

有一些物理實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)中的實(shí)驗(yàn)步驟在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中往往存在一定的可操作性問(wèn)題。學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟操作時(shí)，往往因?yàn)榭刹僮餍缘膯?wèn)題造成實(shí)驗(yàn)失敗。此時(shí)就要求教師結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，提高實(shí)驗(yàn)步驟的可操作性。下面以實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。

例1：在探究滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)中的步驟為將木塊放在長(zhǎng)木板上，然后使用彈簧測(cè)力計(jì)勻速水平拉動(dòng)木塊向前運(yùn)動(dòng)，如圖2所示。然而在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生很容易做到保持木塊水平，但是保證木塊在水平的同時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)對(duì)于很多初次接觸實(shí)驗(yàn)的同學(xué)來(lái)說(shuō)很難做到，影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。此時(shí)將實(shí)驗(yàn)的步驟和裝置稍微改變一下，上述的問(wèn)題就會(huì)迎刃而解。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)示意圖如圖3所示，將木塊放置在長(zhǎng)木板上，且木塊的左側(cè)與彈簧測(cè)力計(jì)相連，而彈簧測(cè)力計(jì)的另一端固定在墻面上。此時(shí)只要沿著水平方向隨意拉動(dòng)長(zhǎng)木板向前運(yùn)行即可，就能得到準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。從而降低了實(shí)驗(yàn)操作的難度，具有可操作性。而且改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，彈簧測(cè)量計(jì)保持相對(duì)靜止，讀數(shù)更加容易。

5 創(chuàng)新性地利用日常生活材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

創(chuàng)新性地利用日常的生活材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，不但效果明顯，將原本深?yuàn)W的物理學(xué)原理，而且用日常生活中常用的材料將其展示出來(lái)，有助于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的理解。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的材料也是學(xué)生日常生活隨手可得的，不受實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制，有利于激起學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的興趣，感受實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的樂(lè)趣，拉近物理學(xué)習(xí)和生活的距離，更有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。下面以教學(xué)中的實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明：

例1：在探究磁極間的相互作用規(guī)律時(shí)，找兩塊中間有小孔的圓形磁鐵，一根常用的圓珠筆芯。將兩塊磁鐵依次穿套在筆芯上，水平懸空放置，讓兩塊磁鐵靠近到一定距離后放手。若兩塊磁鐵相鄰面是異名磁極時(shí)，兩塊磁鐵就會(huì)自動(dòng)靠近。反之，若兩塊磁鐵相鄰面是同名磁極，即使人為地讓兩塊磁鐵相接觸，松手后，兩塊磁鐵也會(huì)自動(dòng)分離。此時(shí)將筆芯豎起，即使抖動(dòng)筆芯，兩塊磁鐵之間依然存在一定的距離，無(wú)法接觸。由此將抽象的磁場(chǎng)知識(shí)具體化，磁極間相互作用的規(guī)律給學(xué)生留下了深刻印象。

例2：在進(jìn)行摩擦起電的實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以選擇塑料的刻度尺、頭發(fā)為材料進(jìn)行摩擦起電，實(shí)驗(yàn)效果比采用玻璃棒和絲綢的實(shí)驗(yàn)效果更好。

例3：在探究壓強(qiáng)與受力面積關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，分別利用鉛筆刀的刀背和刀刃來(lái)切削土豆或者橡皮泥，可以形象的感受到兩者之間的差別，幫助學(xué)生理解壓強(qiáng)與受力面積的關(guān)系。

6 結(jié)語(yǔ)

總之，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，指導(dǎo)教師在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)該向?qū)W生傳授科學(xué)、合理的實(shí)驗(yàn)原理方法、步驟。在具體的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)過(guò)程中，切勿照本宣科，而要結(jié)合自身多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與實(shí)際中觀察到學(xué)生遇到的具體問(wèn)題，重點(diǎn)向?qū)W生傳授相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)技巧，和學(xué)生探討改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的可操作性，鼓勵(lì)學(xué)生利用日常生活材料進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。這樣才能真正激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能手，實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義所在。

參考文獻(xiàn)

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