優(yōu)化物理實驗，提高教學(xué)效率

摘 要： 物理是一門以觀察，實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，許多物理知識是在觀察和實驗的基礎(chǔ)上，認(rèn)真總結(jié)和思考得來的。本文以《簡單機械》這一章中的實驗為例，談?wù)勗谥袑W(xué)物理教學(xué)過程中應(yīng)不斷優(yōu)化實驗，增強實驗效果，提高課堂效率。

關(guān)鍵詞： 物理實驗 簡單機械 初中物理教學(xué)

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科。教學(xué)必須以實驗為基礎(chǔ)，這是初中物理教學(xué)的特點之一。在教學(xué)中，往往碰到有些題難度大，有些題目的意思晦澀難懂，但用實驗則可讓學(xué)生恍然大悟，使問題迎刃而解。物理教師在教學(xué)過程中，如能正確地演示或指導(dǎo)學(xué)生實驗，對學(xué)生掌握知識，運用知識可以起到很大的推動作用，同時還能激發(fā)學(xué)生的求知欲望，對實驗的改進和實驗誤差的分析也能很好地培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度，所以實驗設(shè)計與教學(xué)是物理教學(xué)中一個必不可少，而且相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)。

下面就蘇科版九年級上第十一章《簡單機械》教材中的實驗教學(xué)提出一些建議，目的是使實驗效果最優(yōu)化，便于學(xué)生在實驗的基礎(chǔ)上探究物理規(guī)律。

一、觀察和了解是所有實驗的第一環(huán)節(jié)，為了便于學(xué)生觀察和直接感受，我們可以采用放大法。

1.第一節(jié)杠桿中的第一個實驗是引入杠桿。有條件的學(xué)校也可以將此實驗設(shè)計成開放式實驗，提供給學(xué)生螺絲刀、羊角錘、老虎鉗等各種工具，讓學(xué)生自由選擇，觀察得出杠桿的五要素。

用螺絲刀撬釘子，實驗比較簡單，要實驗效果好，關(guān)鍵是選用的圖釘要大，圖釘不要完全壓緊到木塊中，以壓入圖釘三分之二長度為宜，圖釘?shù)奈恢靡x支點略遠(yuǎn)一些。這樣既能保證螺絲刀頭部伸入釘帽下，又能保證圖釘牢牢壓入木塊中，同時螺絲刀要選用一字頭的大螺絲刀，也就是說螺絲刀要長一些，轉(zhuǎn)動時不要太快，有利于觀察整個運動過程，實驗時還要防止作為支點的木塊滑動。

2.蠟燭蹺蹺板是一個趣味實驗。將兩個廢舊的可樂瓶底部用膠水粘貼，在兩瓶的中央插入鋼絲，再將蠟燭插入兩個瓶口，將鋼絲架在兩者之間，實驗就可以進行。這里利用了放大法的思想，這類似卡文迪許的扭秤實驗。將力臂放大，一滴很小的蠟燭油也能對整個杠桿的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生比較大的影響，使蹺蹺板的上下擺動幅度大，效果明顯。

二、分析誤差原因，設(shè)計減小誤差方案，在探究中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

蘇科版物理教材有許多地方設(shè)置了可用于探究的活動，有利于我們在教學(xué)中充分利用這些資源轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，在傳授知識的同時注重培養(yǎng)學(xué)生基本的研究方法、創(chuàng)新精神和科學(xué)探究能力。

在杠桿平衡條件的探究過程中，我做了一個小的處理。

1.如何保證杠桿在水平位置平衡？一般我們是靠觀察杠桿的位置來主觀判斷杠桿是否水平，沒有參照物，我們可以實現(xiàn)在杠桿的支點上做一個與杠桿垂直的輕質(zhì)紙標(biāo)，將鐵架臺放置在水平工作臺面上，通過指標(biāo)是否與鐵架臺的鐵桿相重合來判斷杠桿是否水平，這也是應(yīng)用了放大法的思想。

2.要注意體現(xiàn)教材中的科學(xué)方法——多次實驗尋找普遍規(guī)律，同時要體現(xiàn)控制變量的思想。一組學(xué)生將彈簧測力計正向較零后得出實驗數(shù)據(jù)，另一組將彈簧測力計倒置較零得出實驗數(shù)據(jù)，兩組都出現(xiàn)了實驗誤差。在彈簧測力計的使用過程中并沒有要求彈簧測力計倒置較零。如將彈簧測力計倒置后校零，測量的結(jié)果會明顯偏小，原因是倒置校零后使用，并不能解決彈簧測力計軸自重的問題。處理這一問題的方法有兩種，第一種是力在支點兩側(cè)時兩側(cè)都用鉤碼進行實驗，第二種是三次實驗都將F1 F2放在支點同一側(cè)，當(dāng)力在支點同一側(cè)時用彈簧測力計豎直向上拉。這兩種方法與教材上所給的圖并不完全一致，但也可以實驗測出準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。教材上用彈簧測力計產(chǎn)生F1，是想說明實驗數(shù)據(jù)的普遍性，因為鉤碼產(chǎn)生的拉力大小是成倍變化的，而彈簧測力計的拉力是量程范圍內(nèi)的任意值。在教學(xué)過程中我們應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從實驗原理、器材、操作、步驟等方面去分析原因，尋找問題所在，優(yōu)化實驗。

三、物理課程是一門注重實驗、講究嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科，教師不斷地優(yōu)化實驗方法和實驗技巧可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中培養(yǎng)求實精神。

簡單機械第三節(jié)探究斜面的實驗是我們得出功的概念和功的原理的基礎(chǔ)。在探究斜面這個實驗中，要讓實驗效果好，有三個注意點：一是保證勻速拉動物體。學(xué)生在實驗中為了讀出彈簧測力計的示數(shù)，經(jīng)常會拉動物體一段時間后停下讀彈簧測力計示數(shù)，此時，彈簧測力計拉力克服的是小車重力在斜面上的分量和小車與斜面的靜摩擦力，而勻速拉動時，彈簧測力計克服的是小車重力在斜面方向上的分量和小車與斜面間的滾動摩擦力。如何才能保證小車勻速運動呢？我建議用機械代替人的拉力。我們可以用電動機來拉動物體勻速前進，當(dāng)電動機通電后，開始的一小段時間內(nèi)會使小車加速到一定速度后勻速運動，此時讀數(shù)就比較準(zhǔn)確。當(dāng)小車中增加砝碼后，我們只需要增大電動機的電流，就能再次使小車和彈簧測力計勻速運動。本實驗的第二個注意點是斜面的傾斜角度不要太大，太大電動機拉不動，斜面應(yīng)盡量長一些，因為開始的一段小車會有一段時間的加速，盡量到靠近斜面末端時讀數(shù)。本實驗的第三個注意點是高度和距離的測量，我們可以固定取小車的某一個點，比如小車的后輪做參照，測量小車后輪上升的高度和運動的距離。

以上是我針對蘇科版物理教材《簡單機械》一章開展積極、高效的探究性實驗教學(xué)想法和意見。在平時的實驗教學(xué)過程中，我認(rèn)為教師應(yīng)親自準(zhǔn)備實驗，從準(zhǔn)備試驗中發(fā)現(xiàn)問題、分析原因、找出對策、提高物理課堂教學(xué)效率，把實驗課當(dāng)做提高自己業(yè)務(wù)水平的重要途徑。