初中物理实验方法有效性策略探究

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实验是物理学发展的基础，通过实验课，让学生掌握探究的方法，对培养学生的研究能力和独立获取知识的能力是非常关键的.旧教材中的实验要求往往注重验证性，直接给出实验步骤，单纯注重仪器的使用方法.科学教育并不在于学生掌握多少事实和数据，而应该是充分运用科学探究过程使学生感知现象，获取信息，分析处理数据，做出合理的判断，实验是物理教学中获取信息、培养创造性思维能力的重要渠道，其目的不仅是验证规律、培养实验技能，而是通过实验获取研究方法和学习方法的体验.因此，我在教学中充分挖掘了物理实验蕴涵的探究性因素，让学生通过观察、猜想、假设，设计实验、分析归纳等探究活动亲身经历探究知识的过程，培养学生的探究能力.

一、控制变量法

影响物理研究对象的因素往往是多方面、相互交错、共同起作用的，所以要想把握研究对象的特性，掌握事物变化的原因和规律，必须人为的制造一些条件，便于问题的研究.控制变量法就是控制其他因素不变，只让其中一个因素变化，来研究此因素的影响，是物理实验教学中常用的探究问题的方法.学生在初中物理教材就接触过，例如，导体的电阻大小与哪些因素有关？导体中的电流与导体两端电压和导体的电阻的关系，电热的大小与哪些因素有关等，都用到了控制变量法.物理中的许多实验，往往存在着多种变化的因素，为了研究它们之间的关系可以先控制一些量不变，依次研究某一个因素的影响.

物理学是一门以实验为主的学科，控制变量法是一种常用的、有效的探索物理规律的科学方法，通过控制变量法，我们可以研究出某个物理量与多个因素之间的定性、定量关系，从而得出普遍的规律.

二、图像法

物理学习离不开物理实验，在物理实验中应用图象法进行数据处理，不仅具有简明、直观的特点，而且还可以分析误差的成因，减小误差.

在探究速度随时间的变化规律中，运用图像法处理实验数据、分析实验特点，通过做图，分析图像，寻找规律.

在研究电流与电压、电阻关系的实验，画完图像就很直观反应出正比反比的关系；重力与质量的关系也用到图像；还有水沸腾的图像，很直观地反映出水沸腾时温度不变；晶体、非晶体熔化和凝固图像都增添了直观效果.

三、转换法

转换法就是在保证效果相同的前提下，将陌生、复杂的问题转换成熟悉、简单的问题；将不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象；将难以测量或难以测准的物理量转换为能够测量或能够测准的物理量的方法.转换法可以通过转换研究对象、空间角度、思维角度、物理过程、物理状态、时间角度等间接地解决问题.这对于学生的想象设计能力和创造性思维品质的培养是大有益处的.

如，测量摩擦力的大小，就是用弹簧测力计测出木块做匀速直线运动时的拉力，因为是匀速直线运动，根据二力平衡的知识，拉力的大小等于摩擦力的大小；研究声音的产生从纸片的跳动显示桌面或鼓面的振动；研究响度与振幅的关系的实验也用到了转换法从乒乓球被弹起的高度反映音叉振动的幅度等.

四、等效替代法

“等效替代法”是指在效果相同的前提下，把抽象、复杂的物理过程或现象变换成理想、简单的过程或现象来研究处理的方法. 当测量器材无法直接测量某个物理量时，就要设法用可以直接测量的物理量来取代不能直接测量的物理量，但要注意的是直接测量的与不能直接测量的物理量之间要有内在的联系.如做平面镜成像的实验，用两根等大的蜡烛，把没有点燃的蜡烛放在玻璃板后面，与前面点燃的蜡烛的像重合，用这个没点燃的蜡烛代替虚像，就可以把看不见的虚像位置确定下来，把抽象的问题直观化.其实这种方法自古有之——“曹冲称象”中曹冲就是运用了等效替代的方法，巧妙地测出了大象的质量.测量不规则容器的容积时，只需要把该容器装满水，测量水的体积即为该容器的容积等.

等效替代是物理实验成功重要的方法，物理学中的相关定律、定理、原理都是以替代思维为出发点的.

五、理想化法

影响物理现象的因素往往很多；实验中应采用忽略次要因素或假设理想条件的方法，以突出现象的本质因素，便于深入研究，从而取得合理的近似结果.

物理实验探究中，蕴含着许多科学的方法，把适当的科学方法渗透到教学实验活动中，学生掌握了探究方法，在实验中会运用，才能不断提高科学实验探究能力，提高他们的科学素质，才能真正达到新课程标准的要求，达到素质教育的目的.

在物理学中，科学探究方法是至关重要的，掌握了探究方法，就能熟练运用到新的情境中去解决问题，从而提高学生的科学素质，正如爱因斯坦所说：“对真理的探索比对其占有更加宝贵.”在实验教学中，应启迪学生的思路，而不是机械地实验操作，验证性地得到实验结论，应通过创设问题情境，有意识地创造探索的氛围，尽量展示实验的设计过程，使师生共同参与“探究”过程，体现物理学探究方法.在实验教学中，多问能引起学生思考的问题，例如，“你认为应该怎样设计？”“为什么要这样做？”“换一种方法可以吗？”让学生逐渐领会到实验的设计思想.对于物理学中的经典实验，也应引导学生去探索物理学家思考探究的源头.