浅谈初中物理实验教学策略

浅谈初中物理实验教学策略物理学是—门以实验为基础的科学，实验是物理教与学的方法，也是物理思想。是建立物理概念和规律、理解和掌握物理知识不可缺少的环节，尤其可把抽象复杂的物理概念生动形象地显示在学生面前，使学生易理解掌握。演示实验具有生动形象真实有趣便捷的特点，给学生创设—个直观的物理情景，给学生以感性认识，为学生形成物理概念得出物理规律作业直观的印象。学生实验可以有效地训练他们掌握实验基本操作技能，培养独立实验能力，观察能力、思维能力。学会—定的认识自然的科学方法，养成良好的实验习惯。激发学生学习物理的兴趣，为学生今后学习研究物理奠定良好的基础。从十个方面来理解物理实验的学习要领：一、三种得出实验结论的方法1、对比观察法2、归纳总结法3、反证法二、物理实验常用的测量仪器初中物理实验常用的测量仪器有：刻度尺、秒表、温度计、量筒、天平、弹簧测力计、电流表、电压表、电能表。会看仪器说明书并操作，物理测量仪器要熟悉其名称、用途、结构、原理、使用方法、如何读数，不当操作的现象后果。认识仪器规格的三方面(量程校零分度值)三、物理实验分类1、按知识内容的不同可分为：力学、热学、声学、光学、电学等实验，其中力学、光学、电学是中考的重点实验。2、按实验目的的不同可分为：物理作用、条件、性质类和相互关系类（定量关系类：成正比、成反比、其他关系，定性关系类）3、按相互影响关系的表达形式不同可分为：物理量公式类和非物理量文字类，定量类和定性类。4、按实验性质的不同可分为：测量性、测定性、探究性实验测量性实验：序号物理量仪器1长度刻度尺2体积刻度尺，量筒3时间秒表4温度温度计5质量天平6力弹簧测力计7电流电流表8电压电压表9电功电能表测定性实验：序号实验名称原理1测什么的平均速度V=S/t2测金属（植物油）的密度(06)P=m/v3测浮力的大小（称重法、排液法）4测人（或搬东西）上楼做功的功率(07)P=W/t=mgh/t5估测大气压强的值6怎样测未知电阻（多种方法）(06等效替代)R=U/I7测滑轮组（或斜面）的机械效率8测定小灯泡的电功率（伏安法）(05\06)P=UI9电能表手表测用电器的电功率P=W/t探究性实验：序号实验名称1探究声音的发生与传播2探究固体熔化时温度变化的规律；3探究影响液体蒸发快慢的因素；4探究水沸腾的规律5探究重力与质量的关系(05)6探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关7探究牛顿第一定律；8探究同一直线上二力的合成9探究压力的作用效果跟哪些因素有关10探究液体内部压强的规律11探究流体压强与流速的关系12探究浮力的大小跟哪些因素有关13探究浮力的大小等于什么（阿基米德原理）(05)14探究光的反射定律；15探究平面镜成像特点；16探究凸透镜成像的规律；17探究杠杆的平衡条件；18探究滑轮组（或斜面）的机械效率；19探究温度对扩散的影响20探究比较不同物质的吸热能力21探究串联（并联）电路中的电流的规律07)22探究串联（并联）电路中的电压的规律；23探究导体电阻的大小跟哪些因素有关24探究电流与电压、电阻关系（欧姆定律）。25探究串联（并联）电路的等效电阻26探究电流的热效应跟电阻大小的关系27探究电磁铁磁性强弱的影响因素28探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件29探究磁场对电流的作用四、物理实验常用的实验方法有八种：1、观察法观察法是人们为了认识事物的本质和规律有目的有计划的对自然发生条件下所显现的有关事物进行考察的一种方法，是人们收集获取记载和描述感性材料的常用方法之一，是最基本最直接的研究方法。简单的讲观察法就是看仔细地看。但它和一般的看不同，观察是人的眼睛在大脑的指导下进行有意识的组织的感知活动。因此，亦称科学观察。实例：水的沸腾:在使用温度计前，应该先观察它的量程，认清它的刻度值。实验过程中要注意观察水沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程的两种情况，温度计在沸腾前和沸腾时的示数变化；在学习声音的产生时可让学生观察小纸片在扬声器中的运动状态，观察正在发声的音叉插入水中激起水花，观察蟋蟀知了鸣叫是的情况，就会发现发出声音的物体都在振动；除此之外还有光的反射规律；光的折射规律；凸透镜成像；滑动摩察力与哪些因素有关等。2、比较法比较法是确定研究对象之间的差异点和共同点的思维过程和方法，各种物理现象和过程都可以通过比较确定它们的差异点和共同点。比较是抽象与概括的前提，通过比较可以建立物理概念总结物理规律。利用比较又可以进行鉴别和测量。因此，比较法是物理现象研究中经常运用的最基本的方法。比较法有三种类型：1异中求同的比较。即比较两个或两个以上的对象而找出其相同点。2同中求异的比较。即指比较两个或两个以上的对象而找出其相异点。3同异综合比较。即比较两个或两个以上的对象的相同点相异点。实例：象汽车轮船火车飞机它们的发动机各不相同但都是把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能装置。而汽油机和柴油机虽然都是内燃机但是从它们的构造、吸入的气体、点火方式、使用范围等方面都有不同。再如蒸发与沸腾的比较两者的相同点都是汽化过程。不同点从发生时液体的温度、发生所在的部位及现象都不同。还可以用比较法来研究质量与体积的关系；重力与质量的关系；重力与压力；电功与电功率等。3、控制变量法控制变量法是指讨论多个物理量的关系时通过控制其几个物理不变，只改变其中一个物理量从而转化为多个单一物理量影响某一个物理量的问题的研究方法。这种方法在实验数据的表格上的反映为某两次试验只有一个条件不同，若两次试验结果不同则与该条件有关。否则无关。反之，若要研究的问题是物理量与某一因素是否有关则应只使该因素不同，而其他因素均应相同。实例：在研究导体的电阻跟哪些因素有关时，为了研究方便采用控制变量法。即每次须挑选两根合适的导线，测出它们的电阻，然后比较，最后得出结论。为了研究导体的电阻与导体长度的关系，应选用材料横截面相同的导线，为了研究导体的电阻与导体材料的关系，应选用长度和横截面相同的导线，为了研究导体的电阻与导体横截面的关系，应选用材料和长度相同的导线。`研究影响力的作用效果的因素；研究液体蒸发快慢的因素；研究液体内部压强；研究动能势能大小与哪些因素有关；研究琴弦发声的音调与弦粗细、松紧、长短的关系；研究物体吸收的热量与物质的种类质量温度的变化的关系；研究电流与电压电阻的关系；研究电功或电热与哪些因素有关；研究通电导体在磁场中受力与哪些因素有关；研究影响感应电流的方向的因素采用此法。4、等效替代法所谓等效替代法是在保证效果相同的前提下，将陌生复杂的问题变换成熟悉简单的模型进行分析和研究的思维方法，它在物理学中有着广泛的应用。实例：研究串联并联电路关系时引入总电阻（等效电阻）的概念，在串联电路中把几个电阻串联起来，相当于增加了导体的长度，所以总电阻比任何一个串联电阻都大，把总电阻称为串联电路的等效电阻。在并联电路中把几个电阻并联起来，相当于增加了导体的横截面积，所以总电阻比任何一个并联电阻都小，把总电阻称为并联电路的等效电阻；在电路分析中可以把不易分析的复杂电路简化成为较为简单的等效电路；在研究同一直线上的二力的关系时引入合力的概念也是运用了等效替代法5、转换法物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。初中物理在研究概念规律和实验中多处应用了这种方法。实例：物体发生形变或运动状态改变可证明一些物体受到力的作用；马德堡半球实验可证明大气压的存在；雾的出现可以证明空气中含有水蒸气；影子的形成可以证明光沿直线传播；月食现象可证明月亮不是光源；奥斯特实验可证明电流周围存在着磁场；指南针指南北可证明地磁场的存在；扩散现象可证明分子做无规则运动；铅块实验可证明分子间存在着引力；运动的物体能对外做功可证明它具有能等。6、类比法所谓类比就是“触类旁通”“举一反三”实际上是一种从特殊到特殊，从一般到一般的推理，它是根据两个或两类对象之间在某些方面的相同或相似而推出他们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。从而可以帮助我们理解较复杂的实验和较难的物理知识。类比是一种推理方法，不同事物在属性、数学形式及其他量描述上有相同或相似的地方就可以来用类比推理。类比法是提出科学假说做出科学预言的重要途径，物理学发展史上的许多假说是运用类比方法创立的，开普勒也曾经说过：“我们珍惜类比推理胜于任何别的东西”。实例：电压与水压；电流与水流；内能与机械能；原子结构与太阳系；水波与电磁波；通信与鸽子传递信件；功率概念与速度概念的形成。在物理学中运用类比方法可以引导学生自己获取知识，有助于提出假说进行推测，有助于提出问题并设想解决问题的方向。类比可激发学生探索的意向，引导学生进行探索使学生成为自觉积极的活动，发展学生的思维能力。7、建立模型法建立模型法是一种高度抽象的理想客体和形态用物理模型，用物理模型可以使抽象的假说理论加以形象化，便于想象和思考研究问题。物理学的发展过程可以说就是一个不断建立物理模型和用新的物理模型代替旧的或不完善的物理模型的过程。实例：研究肉眼观察不到的原子结构时，建立原子核式结构模型；研究光现象时用到光线模型；研究磁现象是用到磁感线模型；力的示意图或力的图示是实际物体和作用力的模型；电路图是实物电路的模型；研究发电机的原理和工作过程用挂图及手摇发电机模型；研究内燃机结构和工作原理用挂图及汽油机柴油模型。8、理想实验（有时称实验+推理法）所谓理想实验又叫“假想实验”“抽象的实验”或“思想上实验”它是人们在思想中塑造的理想过程，是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法。理想实验虽然也叫实验，但它同所说的真实的科学实验是有原则区别的，真实的科学实验是一种实践活动，而理想实验则是一种思维的活动，前者是可以将设计通过物理过程而实现的实验，后者则是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的实验。但是，理想实验并不是脱离实际的主观臆想。首先，理想实验是以实践为基础的，所谓的理想实验就是在真实的科学实验的基础上，抓住主要矛盾忽略次要矛盾对实际过程做出更深入一层的抽象分析。其次，理想实验的推广过程是以一定的逻辑法则为根据的，而这些逻辑法则都是从长期的社会实践中总结出来的并为实践所证实了的。实例：研究真空是否能够传声；牛顿第一定律等。五、科学探究环节和设计实验。实验名称或目的：研究---和---的关系；研究---的规律；研究---跟哪些因素有关1、提出问题：(----和---有什么关系？----有什么规律?----跟哪些因素有关？)2、猜想与假设：(----可能和----有关)3、制定计划与设计实验：原理、实验方法、所需器材、需测什么量或观察什么现象4、进行实验：写出简单步骤,读数或观察现象5、收集证据分析论证：设计表格、记录数据或现象、分折得出结论6、交流与合作：7、评估:误差评估、实验方法、实验结论评估关于设计实验，要注意实验所需条件，因为许多实验结论规律都是有条件的，都是在—定条件下才成立的。设计实验时要从实验的条件性、器材的安全性、减小误差、方便操作等来考虑器材的规格。六、如何写实验报告实验报告一般包括以下项目：名称、目的、原理（图）、所需器材及作用、实验方法，操作步骤、记录什么或观察什么求什么以及表达式，分析数据现象得出结论，误差主要原因分析评估。如何写操作步骤：如何得出实验结论：七、两种思维方向（从结论规律思考实验和从实验目的要求、现象数据思考实验）八、注意实验、仪器的相似性和区别(类比)5、按实验的主体不同可分为：学生分组必做实验和老师演示实验学生分组必做实验序号实验名称1用刻度尺测量物体长度，用秒表测量时间2用温度计测量温度3用天平测量物体的质量4用弹簧测力计测量重力、摩擦力大小5用电流表测量电流6用电压表测量电压7测金属（植物油）的密度(06)8测滑轮组（或斜面）的机械效率9怎样测未知电阻（多种方法）(06等效替代)10测定小灯泡的电功率（伏安法）(05\06)11探究浮力的大小跟哪些因素有关12探究水沸腾的规律13探究光的反射定律；14探究平面镜成像特点；15探究凸透镜