淺談物理實驗教學的優化途徑

王正海

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）04-0145-01

實驗教學作為一種手腦并用的實踐活動，作為一種基礎教育與生產勞動的重要結合點，對于培養學生的動手能力和創新精神，實為一個良好的切入點。中學物理實驗是培養學生科學的觀察、實驗能力、科學的思維、分析和解決問題能力的主要課程之一。然而，課本中的物理實驗并非個個十全十美，其中有的實驗在原理、步驟、可見度等方面或多或少地存在一些缺陷，需要教者作些改進；隨著社會的發展，一些新技術、新材料了出現，使有的實驗跟不上時代的步伐，有必要用新的實驗或新材料來代替，所以對物理實驗進行優化是完全必要的。

一、增強實驗的直觀性

演示實驗的主要作用是顯示物理現象，因此直觀性是它的基本要求。如果一個演示實驗所顯示的現象要經過拐彎抹角的分析才能說明問題，那它在直觀性上便不符合要求，對這樣的實驗就應想法增強它的直觀性。

例如：用冷凝法演示沸點與壓強關系的實驗是按如下方法進行的：（1）將裝入燒瓶中的半瓶熱水燒開約2分鐘，讓飽和水汽把瓶內空氣盡量趕走，然后停止加熱，立即用塞子塞緊。（2）將燒瓶倒置，安放在鐵支架上，從上面向燒瓶底部澆冷水，瓶內的熱水又重新沸騰起來。該實驗成功率高，但實驗后必須引導學生利用液化知識對瓶內水蒸汽的變化進行分析后，方能得出結論。所以實驗的直觀性不強。如果按下面的方法實驗，則能有效地增強實驗的直觀性。在瓶里裝入低于100攝氏度的水，用注射器抽出瓶里的空氣，使氣壓降低，就會看到水沸騰起來。這表明，在壓強減小的時候，液體的沸點降低。

二、改進實驗方法，降低實驗難度

中學物理實驗有的原理簡單，一看就懂，但要做好，難度卻很大。稍有不慎，很容易失敗。這樣的實驗不僅對學生實驗能力的培養無益，而且還會引起學生對物理知識的懷疑。為此有必要改進實驗方法，降低實驗難度。

例如“研究液體內部壓強與深度關系”的實驗中，要求學生用刻度尺測出試管露出液面的高度。因為刻度尺的“0”刻度要與水面相平，其保護部分必須浸入水中。讀數時，眼睛既要看刻度尺下邊防水尺撞動試管，并且要使“0”刻度與水面相平，雙眼要看刻度尺上的數值，并要不斷地追隨漂動的試管，操作難度很大。測得的數據出入較大，不易得出液體內部壓強與深度成正比的結論。為此教學時教師可以在試管外壁貼上有刻度的紙條，讓學生直接讀出試管浸入水中的深度。這樣改進后操作簡單，讀數準確，誤差小。

三、減小實驗誤差，提高實驗精度

中學物理實驗既有定性實驗，也有定量實驗。對定量實驗要盡量減小實驗誤差，使測得的結果與實際值基本一樣。

初中物理測定鹽水密度的實驗步驟如下：（1）用天平測玻璃杯的質量；（2）往玻璃杯里倒入適量的鹽水，用天平測出玻璃杯和鹽水的質量；（3）用量筒測出玻璃杯中鹽水的體積。該實驗第三步將玻璃杯中的鹽水倒入量筒測定鹽水的體積時，會有一部分鹽水粘在玻璃杯上，因此用量筒測出的鹽水的體積略小于鹽水的實際體積，從而導致測得的鹽水密度比實際密度大。再是倒入的鹽水體積不可能恰好為整毫升數，讀數誤差較大。為了減小實驗誤差，提高實驗精度，將原實驗進行了如下改進：用天平測小量筒的質量；往小量筒中注入整毫升數的鹽水，如果不夠整數則改用滴管滴加，確保鹽水為某一整數值。記下鹽水的體積；用天平稱出鹽水和量筒的總質量。改進后的實驗，能較準確地測出鹽水的體積，使實驗誤差大大減小。

四、增大實驗的可見度

中學物理實驗中，有些物理現象不明顯，可見度小，學生觀察不清楚，因此實驗時應借助機構、光電的方法進行放大，或采用染色、照明、襯托背景等措施突出觀察的對象，增大實驗的可見度。

初中物理中電磁感應實驗的演示裝置，由于單根導線切割磁力線產生的感生電流只有零點幾微安到幾微安，這樣微弱的瞬時的感生電流最多只能使普通示教電流表的指針產生很小的偏轉角度，甚至根本不發生偏轉，演示效果極差。改進的方法為：用細漆包銅絲繞出一個一百匝左右的矩形線圈，現用線圈的一邊代替原實驗中的直導體，線圈中產生的感生電流達幾十微安，指針的偏轉角度增大，有利于學生觀察，有效地增大了實驗的可見度。

五、提高實驗的可信度

中學生由于辯證思維還不發達，思維的獨立性和批判性不成熟，考慮問題存在片面性和表面性，容易被一些非本質的表面現象所迷惑，常常把物質外部的非本質屬性當做依據，而有的物理實驗又恰恰是本質現象與非本質的現象同時存在，并且那些非本質的物理現象更能引進學生的注意，使學生抓不住本質，發生錯誤，實驗的可信度低，因此可以從提高實驗的可信度入手對原實驗進行改進。

總之，實驗是物理教學的基礎，加強實驗教學是當前提高中學物理教學質量的重要一環，優化物理實驗勢在必行。