初中物理探究性实验设计有效性探究获奖科研报告

初中物理探究性实验设计有效性探究获奖科研报告摘

要：实验是物理学科的主要特征，而实验在教学实践中也会根据课程内容的不同扮演不同的角色，对于培养学生物理学习兴趣和实践探究能力有着重要价值。对此，本文结合初中物理实验内容，粗谈如何在原有基础上进行一定的调整和优化。

关键词：初中物理;探究实验;设计

物理实验本身所具有的探究性特征，使得学生在观察和参与的过程中能够有效地使自身物理素养得到提升，并不断地在探究知识本源的同时收获相应的方法与技巧，这也是物理核心素养培养目标下的教学本意。

一、问题导学，引发思考

初中是学生学习物理的开始，那么在起始阶段学生不免会遇到各种各样充满疑惑且不知该从何下手的问题，亦或是在教师引导其进行猜想与假设后不知道下一步该如何进展。那么此时教师则应该使用问题来灵活地引导学生展开对目标内容的探究，问题设计要遵循难易适中的原则，以维持学生探究和学习欲望为主。另外，问题要具有一定的启发性，尽可能全面地激活学生学习思维，从而集中注意力进入学习状态面对未知教学内容展开探究学习。可以说，具有启发和引导性质的问题是上好一堂物理课的关键，其作为培养学生自主学习能力和促进大脑发展的重要途径，应当具备严谨、科学、合理、明确、详细等基本特征。一般此类问题的使用多见于课堂导入、新旧知识衔接，或是理论联系实际的环节。例如，在“光的色散”中，教师可以让学生思考如何用最简单的方法来从白光中获得另一种颜色的光，进而演示白光在经过三棱镜后改变了方向并且依次呈现出了七色光。此时教师拿出绿色或其他颜色的玻璃纸来对七色光进行投射，引导学生观察并思考：与玻璃纸相同的条纹为什么不见了？如果将太阳光直接照射绿色或其他颜色的玻璃纸，会产生什么现象？如何从白光中只得到一种颜色的光？等等。

二、常用到的科学探究方法与技巧

初中物理实验所用到的基本方法主要转化、放大、对比、控制变量等等，教师可以在不同的实验中对需要用到的具体方法进行细致讲解，以便于学生掌握的同时明确其适用范围，从而灵活选用，做到有的放矢。

1、等量转换

对于一些不易测量或是实验现象不太明显的实验，教师在设计实验方案之初应该考虑到将其中不易测量的物理量或不易观察的物理现象进行实验内容或实验载体的更换，以便于教学的顺利开展。例如，比较两种燃料的热值，对于物体燃烧所释放出的热量无法进行直接测量，便可以选择等质量的水进行温度测量，看看燃料完全烧时放出的热量使得水升温了多少，进而即可方便使用温度计进行测量。

2、放大观察

如果目标物理量的测量或是物理最终实验现象的效果不明显，教师可以从其原理出发来选择实验之外的事物对其进行放大，从而使实验现象变得清晰可见。比如将小球放置于正在发声的音叉旁边，小球自然会因为受到音叉振动而弹跳，而放置小球的目的就是为了通过此举来放大其发声效果。

3、对比分析

在设计物理实验方案时，当实验现象具有可比较特性时，就可以将其进行对比来总结这一类现象的物理规律。例如，比较蒸发与沸腾的异同点;电压表和电流表的使用等等。

4、取平均值

在设计物理实验方案时，误差是没有办法避免的，这就需要对物理量进行多次测量，取其平均值来得出实验结论。

5、控制变量

控制变量是物理学乃至许多科学探究实验中都会用到的方法，其本质是通过对已知量的了解来减少对未知量估计的误差。换言之，如果需要探究的目标物理变量较多，就可以将其中的一个变量进行固定，进而通过只改变另外一个量来得出实验结果，以此总结规律。例如，探究导体电阻大小与哪些因素有关，可以对导体长度和相关材料进行固定，进而探究导体电阻与横截面之间的关系。再如探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关，应该将压力这一条件进行固定，将探究方向明确为物体滑动摩擦力与接触面粗糙程度之间的关系。

三、按部就班，展开实验

物理实验首先需要有明确的目的性，即要验证什么和探究什么的问题。实验目的指导后续一系列实验行为，所以教师在设计实验时应极力避免随意性实验的开展，确保学生都能够经历有探究意义和学习价值的实验过程。此外，教师在实验开始后要尽可能地以培养学生自主探究能力为主要目标，减少过多地干涉。也正因如此，一个恰当的引导、点拨和启发便显得尤为重要。一般地，只有学生在实验过程中出现较大问题或错误时，教师应该及时地引导其进行明确，从而使其意识到问题所在，回归正轨。初中阶段，物理实验一般都是采用的先进行猜想假设，再拟定实验方案的思路，在此基础上只需要准备好相关的实验器材以及统计表格，来对实验变量展开实验即可。

确定实验方案之后还需要明确实验原理，这是证明实验目的的关键。实验原理往往在实验过程中起着决定实验最终方向的作用，而且实验原理的明确很大程度上也决定着最终实验能否顺利完成。此外，对于影响实验结果的变量以及会产生怎样的影响都是需要多加注意的方面。物理实验十分强调各个环节的紧密衔接与配合，只有多环节紧密衔接，才能够实现良好的综合作用，得到理想的实验结果。比如在根据实验内容准备实验器材时，教师要考虑到一些消耗品的数量是否充足，对于一些具有不可控突发现象的实验要准备好防护措施。在准备万全之后还要确保学生都明确掌握了实验的详细步骤，以便于最后实验报告的正确填写。而实验报告作为实验探究中的重要组成部分，其也必须要遵循实验原理、实验过程及实验结果的顺序如实填写，最后使各实验变量矛最终实验结果之间的关系得以清晰明了，便于统计数据和判断结果。综其各个方面都可以说是为了培养学生一个严谨的科学探究态度和习惯。

综上，物理探究实验