初中物理实验教学策略

　　随着课程改革在全国范围内全面展开，科学探究越来越受到重视，科学探究类试题在各地中考物理试题中所占分量越来越重，已成为压轴题，作为考查同学们能力的主要手段之一。科学探究的基本要素有：提出问题、猜想与假设、制订计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。考试试卷中的探究性试题可能考查一个完整的探究过程，也可能考查探究过程中的部分环节。本市侧重考查制订计划与设计实验、分析与论证、评估三个环节。

　　一、提出问题

　　就某一现象产生质疑，并提出值得研究的科学问题是科学探究的第一步。爱因斯坦说过：“提出问题比解决问题更重要。”由此可见提出问题在科学探究中的重要作用。发现问题和提出问题是进行科学探究的前提。同学们要学会从日常生活、自然现象或实验现象的观察中发现与物理学相关的问题。解答此类问题的关键词是：为什么?怎么样?是什么?有什么规律?等等。

　　例1.小明参观了科技馆后，一组静电实验给他留下了深刻的印象，回来后他把实验情景绘成一幅平面示意图，图中A为放在绝缘支架上的带正电球体，B为用绝缘丝线悬吊的带正电的小球。先后将小球B悬吊在距离A球远近不同的P1、P2、P3处(如图所示)。请你根据此图，提出一个问题。

　　分析与解答：解答此类试题时，要求学生具备较敏锐的观察力，通过比较、分析、联想等手段，挖掘问题的本质，从而提出科学合理的问题。答案：同种电荷间排斥力大小与电荷间距离有什么关系?(或电荷间排斥力与悬线偏离竖直方向角度有什么关系?或同种电荷间的排斥力大小与什么有关?)

　　二、猜想与假设

　　针对所研究的问题，提出自己的猜想与假设，以使我们的探究具有初步的方向，避免盲目性，为制定探究计划、设计探究方案奠定基础。猜想与假设一定要有相关性，要有依据，但无需考虑猜想的结论是否正确。同学们要尝试根据经验和已有的知识对问题的成因提出猜想;对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测与假设。提出猜想通常用以下几种方法：(1)根据生活经验或直觉思维提出猜想。(2)根据事物的因果关系提出猜想。(3)通过类比提出猜想。(4)通过合理推理提出猜想。

　　例2.电学课中，老师曾讲过“水果电池”，激发了某同学对苹果导电性能的探究：你认为苹果的导电性能可能与苹果的哪些因素有关?你的猜想是：。

　　分析与解答：“根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想”是科学探究的灵魂，猜想不是胡思乱想，而是有一定的科学依据，因此在科学探究过程中，同学们应该尽可能提出有依据的“猜想”。答案：苹果的大小、形状、酸甜程度、是否成熟、品种等。

　　三、制订计划与设计实验

　　设计探究实验方案，一直是中考的热点和难点。设计实验时，首先要明确实验目的和实验原理，然后针对目的选择合适的研究方法，如控制变量法、转化法、数据归纳法、等效替代法等;有了方法和基本思路，就可以根据需要列出实验器材，设计实验步骤、进行实验、记录数据等。

　　例3.小松在做“连接串联电路”的实验中，不慎把电路中一个灯泡的玻璃外壳打碎了。此时，她惊奇地发现：这个小灯泡几乎不发光，可另一个灯泡不仅没熄灭，反而更亮了。小松对此产生了疑问：

　　(1)玻璃外壳碎了以后，小灯泡仍有电流通过，灯丝却几乎不发光，那么玻璃外壳究竟起什么作用呢?请说出你的看法。

　　(2)引起完好的小灯泡亮度变化的原因是什么呢?请你提出一种猜想，并设计一种实验方案来验证你的猜想。

　　猜想：__________________________。 方案：_________________________。

　　分析与解答：本题主要考查同学们的猜想与假设和设计实验方案的能力。针对具体的科学问题或现象，通过质疑、猜想，提出解决问题的方案，是科学探究试题最常见的形式。为了验证猜想，需要通过观察收集信息，通过测量取得数据，而科学的测量和观察一般要使用科学的手段和工具，因而设计科学实验方案并进行科学实验，有助于顺利解决问题。同学们在设计实验方案时，应及时联想自己熟悉的课堂演示及探究实验，并针对具体问题，运用适当的科学方法，从而提出科学可行的实验方案。

　　答案：(1)灯泡外壳破碎，由于散热更快使灯丝温度降低，达不到白炽状态而无法发光，所以玻璃外壳的作用是减少散热，使灯丝达到白炽状态。

　　(2)猜想：答案不唯一，只要合理即可。例如：猜想：完好小灯泡的亮度变化，可能与损坏小灯泡电阻的变化有关。

　　方案：a.将外壳破碎的小灯泡与完好的小灯泡串联在电路中，用电流表测出电流I1，用电压表测出其两端电压U1，计算出外壳破碎的小灯泡的电阻为R1;b.用一个新的小灯泡(规格与外壳破碎的小灯泡相同)将其换下，采用与a相同的方法测出此灯泡电阻R2;c.比较R1与R2：若R1≠R2，则完好小灯泡的亮度与损坏的小灯泡电阻大小的变化有关;若R1=R2，则无关。

　　四、收集数据、分析数据、得出结论

　　“在实验过程中收集实验数据，并比较分析所得的实验数据，得出初步的实验结论”是探究题的最为普遍的形式。分析实验数据时，同学们要特别注意运用控制变量、类比联想等方法寻找数据间的差异及其变化情况，联想与之类似的物理规律，得出正确的结论。分析数据时，同学们还可以利用数学知识进行推算或描出图像来分析，使结论更加直观地显现出来。

　　例4.在探究导体的导电能力与材料关系的实验时，某小组的同学选取了导电能力不受温度影响的材料甲和乙，它们的长度和横截面积均相同，并分别测出了通过它们的电流与它们两端的电压。记录数据如表1和表2所示。

　　分析数据发现，每次实验中，通过材料甲的电流与其两端电压的比值I/U都相等，材料乙的比值也相等。同学们把电流与电压的比值I/U叫做“a”。

　　(1)“a”值越大，表明导体的导电能力越_________。如果把材料乙均匀拉长，其“a”值将_____。(选填“增大”、“不变”或“减小”)

　　(2)进一步归纳能得出的结论是：当电压一定时，导体中的电流与“a”的关系是_____。

　　(3)如果从材料甲、乙中选择一种做输电用的导线，你建议选择材料_________。

　　分析与解答：本题重在考查同学们对实验数据进行分析、归纳出规律，然后去解决新的物理问题的能力。能否正确地归纳出规律是解决此类题型的关键。答案：(1)“a”值越大，表明导体的导电能力越强。如果将材料乙均匀拉长，其电阻R将变大，由于a=，所以“a”值将减小。(2)进一步归纳可知：当电压一定时，导体中的电流与“a”成正比。(3)选择“a”值大的材料甲做输电用的导线。

　　五、评估

　　评估是对探究反思的过程。对实验方法、得出的结论等方面进行评估，是科学探究的重要组成部分。在科学探究过程中，由于某些疏忽随时都会出现问题，甚至是严重的科学性问题，因而及时反思、进行评估是科学探究不可缺少的环节。需要考虑的问题主要有：1.探究过程是否恰当;2.探究得到的结论是否合理;3、误差分析;4. 探究过程中是否出现新问题。

　　例5.为了探究并联电路中干路的电流与支路的电流有什么关系，小明同学选择的实验器材是：3节干电池串联作电源、两个标有2.5V字样的小灯泡、一只电流表、一个开关和导线若干。他的实验设想是：首先将实验器材连成如图所示的电路，然后用电流表选择适当的量程分别测出A、B、C三点的电流，分析这次测量中三点的电流的数据，就得出干路与支路的电流的关系。

　　请你分析说明小明同学这一实验方案中存在哪些不足，并提出相应的改进意见。

　　分析与解答：本题主要考查同学们对探究方案的评价。解答时应看到得出结论的研究方法的不足之处，又要考虑实验器材选取的科学性和合理性。答案：该实验存在三个不足：①电源的电压与灯泡的额定电压不相配;②只选择了一组规格相同的灯泡;③只根据一次测量数据得出结论不适当。改进措施：①增加一个滑动变阻器;②选用多组不同的灯泡做实验;③分析多次测量的实验数据并得出结论。

　　六、交流与合作

　　在这个环节中，要求同学们1. 能写出简单的探究报告;2. 有准确表达自己观点的意识;3.在合作中既坚持原则又尊重他人;4.能思考别人的意见，改进自己的探究方案;5. 有团队精神。