初中物理实验的教学拾零
辛丽
随着新课标的不断深入及2017年新高考方针的颁布，初中物理在整个课程系统中起着举足轻重的作用，而物理实验教学就成为了重中之重.因为初中学生刚刚开始学习物理，学习方法及抽象思维能力还未形成，因此，笔者认为应根据物理实验教学的意义，从物理实验过程的指导入手，加强物理实验教学的探究，从而提高物理实验教学的效果. 本文依据教学过程中的实验片断浅谈初中实验教学的重要性.
1重拾实验教学的片断
片断一用水流射程法探究液体压强p和深度h的关系时，是通过比较水流射程的大小，即图1中的x.教师通常会引导学生这样理解：h（深度）越大，出水点的v越大，水流射程越大，即得到结论pA>pB>pC.实际上是这样吗？我们结合高中知识进一步推导：设筒总长为H（图2），因为x=vt，从表达式中可见：h=时，x最大.所以实际情况应是B点射程是最大，而不是A点.进一步思考：为什么理论推导和结论相悖呢？问题在于：如图2所示，若要根据三个出水点的射程远近来判断压强大小的话，据表达式x=vt，关键应控制三个出水点的t相同，即三个出水点到接收屏的高度相同.正确的演示：保证h相同.
同时进行比较效果更好：（如图4所示）.
在具体操作时，为了让实验更方便和对比效果更好，可以将筒架高.当筒长H相对于高度h可以忽略时，认为三个出水点到接受屏的高度相同.这样就可以通过水流射程的远近来比较三个出水点的压强大小.
片断二对比水沸腾实验和探究水物质比热容实验.
问题一为什么探究水沸腾时不能进行搅拌？而探究水物质比热容时，要进行搅拌？图5如果一搅拌，水受热均匀就不会发生对流现象，并且会减少水中的气泡数量，则观察不到气泡的变化情况，也就是观察不到沸腾现象了.图6搅拌是为了满足水受热均匀的实验条件.
问题二如何缩短沸腾时间？改进实验装置：用化学实验室的大号试管代替烧杯.改进后的实验装置有以下优点：（1）保证了水的质量不会偏多；（2）无需考虑水的初温；（3）直接对试管加热，减少了原装置中石棉网的吸热和散热过程，且试管口相对较小，散热也慢.
问题三做比热容实验时，一般为什么要求作比较的物质初温度相同？还是因为要控制变量.
基于以上的教学片断的思考，笔者认为物理实践的探究的过程应是这样的：（1）从待探究的问题开始：由学生根据背景知识提出可能解决问题的尝试性设想；（2）从中选择一个或几个“毛坯”——既含有一定合理成分，也包含某些错误或待完善的设想；（3）引导学生对其进行评价、改进和修正：得到一个更合理的解决问题的方法；（4）通过逐次深入的判断，不断逼近目标.
片断三探究欧姆定律
探究电流和电压、电阻的关系.据控制变量法实验设计如下：
探究一：电阻一定，探究电流和电压的关系.
探究二：电压一定，探究电流和电阻的关系.
本片断教师利用试错逼近教学法，先引导学生自主提供电路毛坯（如图7）：
教师评价：问题一：是否可行？问题二：是否方便？问题三：能否优化？为了减小实验误差，应多次实验.一步步引导学生得出正确电路.
问题四：如何做到多次实验？以探究一为例，电阻不变，应改变电压.两种方案可以做到这一点：方案一：更换电源；方案二：接入滑动变阻器.从操作方便的角度考虑，方案二更为优化.一步步引导学生逼近“真相”，设计出合理的电路（如图8）.
片断四电阻的测量.据欧姆定律，实验原理：本实验需电压表测电压、电流表测电流.引导学生确定电路毛坯（如图7）.
评价拓展一：能否优化，减小实验误差？本实验应改变电压，实现多次实验，引导学生逼近“目标”，得到最终测量电路（如图8）.
评价拓展二：若只有电流表，能否测量电阻？
如何得出U？因为U=IR，所以只要用电流表测出通过已知电阻的电流，可以知道电压，即可替代电压表的位置.
方法一安滑法（滑动变阻器的最大阻值已知）；方法二短路法（电阻1为待测电阻，电阻2为阻值已知的定值电阻）；方法三等效替代法.
评价拓展三：若只有电压表，能否测量电阻？仿照拓展二同样可以得出测电阻的方法.
2重现实验教学的重要
物理学是研究自然界的物质结构、物体间的相互作用和物体运动最一般规律的自然科学，它是一门以观察、实验为基础的自然科学.所以笔者认为：物理是以观察、实验为切入点，通过归纳、总结、思考和推理得出自然界的物质结构、物体间的相互作用和物体运动的一般规律.作为一名物理教师，在教授学生物理知识过程中，如能正确的把握实验和指导学生实验，不仅能激发学生求知欲望，促进学生掌握知识、运用知识，还可以培养学生严谨求实的科学态度.所以，实验教学在物理教学中起着举足轻重的作用，它能够很好地实现“三维”教学目标.
2.1实验教学的现实意义
初中物理教学要从实验出发，如实验装置的安装、实验步骤的安排、实验现象的观察和分析、实验数据的读取与收集、实验误差的分析等则是学生完成实验的一个个重要环节，这些环节的改善是改善实验教学的方向.实验作为教学方法的一种基本构成因素，是学习物理的基本方法.通过实验培养学生的观察能力、分析综合能力、抽象概括能力、归纳演变能力、逻辑思维能力，培养学生进行学习和研究的科学方法和科学素质.同时，实验又具有直观性，通过各种形式的感知，丰富学生的直接经验和感性认识，使学生获得生动的表象，从而比较全面、客观地掌握知识，提高认识能力.随着新课程的改革，物理实验考查已作为一项不可缺少的内容，使物理实验教学具有重要的现实意义.
2.2实验指导的基本过程
物理实验教学中，笔者认为必须遵循从实际出发的原则.根据初中生刚开始学习物理、学生实验做得太少和学生实验素养低下等特点，我们有必要采取全方位指导的策略，即从头到尾的全过程指导. 指导学生在进行实验时要紧紧抓住“观察、操作、记录、分析、归纳、整理.”等六个主要环节.
观察——所谓“观察”，即通过眼、耳、鼻、皮肤等感官感知.如选择测量工具时，我们一定要看清它的量程、分度值、仪器是否完好无损等.在实验中，数据的读取角度、现象的鉴别、电路的连接等，几乎每一实验的全过程，都离不开观察.
操作——所谓“操作”，它是学生实际动手参与实践的具体过程.每一种仪器，都有它的使用规则和要求.例如，在九年级电学中使用电流表测量电路电流的连接电路时，开关应断开，电流表应与被测电路串联，并保证电流必须从电流表的“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出，被测电路电流不得超过电流表的量程，（在不能确定电源极性的情况下，可以采用试触法），不能将电流表不经过用电器而直接接在电源的两端.
记录——所谓“记录”，即在实验中，正确的读取和记录数据.如电流表、电压表数据的记录，看清量程、分度值及单位.
分析——所谓“分析”，是由于操作者不同，实验器材的不同，操作方法的不同等因素的影响，对于记录的数据，可能导致同一实验结果的不同，因此，应及时加以分析.笔者认为分析是基本环节中比较重要的.任何行为过程都离不开“反思”，而“反思”的过程正是充分理解实验的过程，不计实验仪器的系统误差，为什么同组实验器材的多组实验数据或现象不同.这点笔者会在后面第三点中详细说明.而关于误差分析的考点，也是实验的考点之一.
归纳——所谓“归纳”，是由一系列有限的特殊数据或事例得出一般结论的推理方法.初中学生由于缺乏抽象思维和逻辑思维能力，往往不善于归纳或不完全归纳，用不完全归纳得出的结论不一定正确，只有完全归纳得出的结论才可能正确.例如，在探究欧姆定律的实验中，学生总认为滑动变阻器的作用是一样的.实际不是，在探究电流和电阻的关系时，它的作用是保持电压不变；而在探究电流和电压的关系时，它的作用是改变电压.
整理——所谓“整理”，是指实验后对器材的归类、整理.
2.3实验教学的探究反思
笔者认为实验教学：一是着眼于做，突出实验教学的实践性；二是着眼于思，注意实验教学的启发性.在前面的教学片断中，笔者也是强调“思”的重要.学生要对实验数据和现象“思”，教师要对实验误差和个体“思”.
“反思”一：若双掷开关接电阻箱时，右移了滑动变阻器，测量误差是：右移滑动变阻器，电阻变小电流变大，若要将电流变回原来数值，应调大电阻箱的阻值.所以测量值将偏大.“反思”二：若改为单电压表的误差呢？
若右移滑动变阻器，电阻变小电压表示数变大，若要将电压表变回原来数值，应调小电阻箱的阻值.所以测量值偏小.
总之，随着新课改的稳定推进，教师在物理实验教学中应该大胆尝试，通过实验真正做到：“学生力所能及，教师让之；学生力所难及，教师助之；学生力所不及，教师为之”的新课程教学理念.所以，加强物理实验教学，是提高物理教学质量的十分有效的途径，对提高学生抽象逻辑思维能力有很大的帮助，将为学生在今后走上社会参加社会实践、上高中乃至上大学学好物理知识打下坚实基础.因此，初中物理教学，应大力加强和优化物理实验教学.
随着新课标的不断深入及2017年新高考方针的颁布，初中物理在整个课程系统中起着举足轻重的作用，而物理实验教学就成为了重中之重.因为初中学生刚刚开始学习物理，学习方法及抽象思维能力还未形成，因此，笔者认为应根据物理实验教学的意义，从物理实验过程的指导入手，加强物理实验教学的探究，从而提高物理实验教学的效果. 本文依据教学过程中的实验片断浅谈初中实验教学的重要性.
1重拾实验教学的片断
片断一用水流射程法探究液体压强p和深度h的关系时，是通过比较水流射程的大小，即图1中的x.教师通常会引导学生这样理解：h（深度）越大，出水点的v越大，水流射程越大，即得到结论pA>pB>pC.实际上是这样吗？我们结合高中知识进一步推导：设筒总长为H（图2），因为x=vt，从表达式中可见：h=时，x最大.所以实际情况应是B点射程是最大，而不是A点.进一步思考：为什么理论推导和结论相悖呢？问题在于：如图2所示，若要根据三个出水点的射程远近来判断压强大小的话，据表达式x=vt，关键应控制三个出水点的t相同，即三个出水点到接收屏的高度相同.正确的演示：保证h相同.
同时进行比较效果更好：（如图4所示）.
在具体操作时，为了让实验更方便和对比效果更好，可以将筒架高.当筒长H相对于高度h可以忽略时，认为三个出水点到接受屏的高度相同.这样就可以通过水流射程的远近来比较三个出水点的压强大小.
片断二对比水沸腾实验和探究水物质比热容实验.
问题一为什么探究水沸腾时不能进行搅拌？而探究水物质比热容时，要进行搅拌？图5如果一搅拌，水受热均匀就不会发生对流现象，并且会减少水中的气泡数量，则观察不到气泡的变化情况，也就是观察不到沸腾现象了.图6搅拌是为了满足水受热均匀的实验条件.
问题二如何缩短沸腾时间？改进实验装置：用化学实验室的大号试管代替烧杯.改进后的实验装置有以下优点：（1）保证了水的质量不会偏多；（2）无需考虑水的初温；（3）直接对试管加热，减少了原装置中石棉网的吸热和散热过程，且试管口相对较小，散热也慢.
问题三做比热容实验时，一般为什么要求作比较的物质初温度相同？还是因为要控制变量.
基于以上的教学片断的思考，笔者认为物理实践的探究的过程应是这样的：（1）从待探究的问题开始：由学生根据背景知识提出可能解决问题的尝试性设想；（2）从中选择一个或几个“毛坯”——既含有一定合理成分，也包含某些错误或待完善的设想；（3）引导学生对其进行评价、改进和修正：得到一个更合理的解决问题的方法；（4）通过逐次深入的判断，不断逼近目标.
片断三探究欧姆定律
探究电流和电压、电阻的关系.据控制变量法实验设计如下：
探究一：电阻一定，探究电流和电压的关系.
探究二：电压一定，探究电流和电阻的关系.
本片断教师利用试错逼近教学法，先引导学生自主提供电路毛坯（如图7）：
教师评价：问题一：是否可行？问题二：是否方便？问题三：能否优化？为了减小实验误差，应多次实验.一步步引导学生得出正确电路.
问题四：如何做到多次实验？以探究一为例，电阻不变，应改变电压.两种方案可以做到这一点：方案一：更换电源；方案二：接入滑动变阻器.从操作方便的角度考虑，方案二更为优化.一步步引导学生逼近“真相”，设计出合理的电路（如图8）.
片断四电阻的测量.据欧姆定律，实验原理：本实验需电压表测电压、电流表测电流.引导学生确定电路毛坯（如图7）.
评价拓展一：能否优化，减小实验误差？本实验应改变电压，实现多次实验，引导学生逼近“目标”，得到最终测量电路（如图8）.
评价拓展二：若只有电流表，能否测量电阻？
如何得出U？因为U=IR，所以只要用电流表测出通过已知电阻的电流，可以知道电压，即可替代电压表的位置.
方法一安滑法（滑动变阻器的最大阻值已知）；方法二短路法（电阻1为待测电阻，电阻2为阻值已知的定值电阻）；方法三等效替代法.
评价拓展三：若只有电压表，能否测量电阻？仿照拓展二同样可以得出测电阻的方法.
2重现实验教学的重要
物理学是研究自然界的物质结构、物体间的相互作用和物体运动最一般规律的自然科学，它是一门以观察、实验为基础的自然科学.所以笔者认为：物理是以观察、实验为切入点，通过归纳、总结、思考和推理得出自然界的物质结构、物体间的相互作用和物体运动的一般规律.作为一名物理教师，在教授学生物理知识过程中，如能正确的把握实验和指导学生实验，不仅能激发学生求知欲望，促进学生掌握知识、运用知识，还可以培养学生严谨求实的科学态度.所以，实验教学在物理教学中起着举足轻重的作用，它能够很好地实现“三维”教学目标.
2.1实验教学的现实意义
初中物理教学要从实验出发，如实验装置的安装、实验步骤的安排、实验现象的观察和分析、实验数据的读取与收集、实验误差的分析等则是学生完成实验的一个个重要环节，这些环节的改善是改善实验教学的方向.实验作为教学方法的一种基本构成因素，是学习物理的基本方法.通过实验培养学生的观察能力、分析综合能力、抽象概括能力、归纳演变能力、逻辑思维能力，培养学生进行学习和研究的科学方法和科学素质.同时，实验又具有直观性，通过各种形式的感知，丰富学生的直接经验和感性认识，使学生获得生动的表象，从而比较全面、客观地掌握知识，提高认识能力.随着新课程的改革，物理实验考查已作为一项不可缺少的内容，使物理实验教学具有重要的现实意义.
2.2实验指导的基本过程
物理实验教学中，笔者认为必须遵循从实际出发的原则.根据初中生刚开始学习物理、学生实验做得太少和学生实验素养低下等特点，我们有必要采取全方位指导的策略，即从头到尾的全过程指导. 指导学生在进行实验时要紧紧抓住“观察、操作、记录、分析、归纳、整理.”等六个主要环节.
观察——所谓“观察”，即通过眼、耳、鼻、皮肤等感官感知.如选择测量工具时，我们一定要看清它的量程、分度值、仪器是否完好无损等.在实验中，数据的读取角度、现象的鉴别、电路的连接等，几乎每一实验的全过程，都离不开观察.
操作——所谓“操作”，它是学生实际动手参与实践的具体过程.每一种仪器，都有它的使用规则和要求.例如，在九年级电学中使用电流表测量电路电流的连接电路时，开关应断开，电流表应与被测电路串联，并保证电流必须从电流表的“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出，被测电路电流不得超过电流表的量程，（在不能确定电源极性的情况下，可以采用试触法），不能将电流表不经过用电器而直接接在电源的两端.
记录——所谓“记录”，即在实验中，正确的读取和记录数据.如电流表、电压表数据的记录，看清量程、分度值及单位.
分析——所谓“分析”，是由于操作者不同，实验器材的不同，操作方法的不同等因素的影响，对于记录的数据，可能导致同一实验结果的不同，因此，应及时加以分析.笔者认为分析是基本环节中比较重要的.任何行为过程都离不开“反思”，而“反思”的过程正是充分理解实验的过程，不计实验仪器的系统误差，为什么同组实验器材的多组实验数据或现象不同.这点笔者会在后面第三点中详细说明.而关于误差分析的考点，也是实验的考点之一.
归纳——所谓“归纳”，是由一系列有限的特殊数据或事例得出一般结论的推理方法.初中学生由于缺乏抽象思维和逻辑思维能力，往往不善于归纳或不完全归纳，用不完全归纳得出的结论不一定正确，只有完全归纳得出的结论才可能正确.例如，在探究欧姆定律的实验中，学生总认为滑动变阻器的作用是一样的.实际不是，在探究电流和电阻的关系时，它的作用是保持电压不变；而在探究电流和电压的关系时，它的作用是改变电压.
整理——所谓“整理”，是指实验后对器材的归类、整理.
2.3实验教学的探究反思
笔者认为实验教学：一是着眼于做，突出实验教学的实践性；二是着眼于思，注意实验教学的启发性.在前面的教学片断中，笔者也是强调“思”的重要.学生要对实验数据和现象“思”，教师要对实验误差和个体“思”.
“反思”一：若双掷开关接电阻箱时，右移了滑动变阻器，测量误差是：右移滑动变阻器，电阻变小电流变大，若要将电流变回原来数值，应调大电阻箱的阻值.所以测量值将偏大.“反思”二：若改为单电压表的误差呢？
若右移滑动变阻器，电阻变小电压表示数变大，若要将电压表变回原来数值，应调小电阻箱的阻值.所以测量值偏小.
总之，随着新课改的稳定推进，教师在物理实验教学中应该大胆尝试，通过实验真正做到：“学生力所能及，教师让之；学生力所难及，教师助之；学生力所不及，教师为之”的新课程教学理念.所以，加强物理实验教学，是提高物理教学质量的十分有效的途径，对提高学生抽象逻辑思维能力有很大的帮助，将为学生在今后走上社会参加社会实践、上高中乃至上大学学好物理知识打下坚实基础.因此，初中物理教学，应大力加强和优化物理实验教学.
