實驗在物理教學中的作用
摘要：實驗在中學物理教學中占有舉足輕重的地位，教師通過實驗引導學生觀察、思考、分析綜合問題，接受新知識，發現規律;同時形象地演示實驗過程，激發學生學習物理的興趣，培養學生敏銳的觀察能力，對培養學生的創新意識及科學探究的能力有很好的促進作用。
關鍵詞：物理教練 控制變量 推理論述 構建模型
一、通過實驗學會構建物理模型
在物理教學中，某些概念的建立需要理想化的模型才能實現，例如，電場強度E的建立過程、庫侖定律的驗證需要點電荷模型，油膜法測單分子直徑需要建立球體模型，在動力學中要引入質點，還有單擺、理想氣體、純電阻、點光源等這些都是對研究對象本身的理想化;光滑表面、絕熱容器、理想變壓器、不計空氣阻力等是把物體所處的環境條件理想化;勻速直線運動、簡諧運動、光的直線傳播、彈性碰撞、等溫變化等是把過程理想化。
在用單擺測定重力加速度中：原先的各種測定重力加速度的實驗(落體法、滴水法、閃頻法等)或不夠精確或過于復雜，唯獨這個實驗是用最簡單的儀器和方法，得到了較精確的結果。但在實驗中，必須選擇適當的儀器測定線長和小球直徑，還要正確釋放單擺，使單擺在豎直平面內做小幅振動，這樣才能看做單擺模型，應用單擺公式進行計算。
在研究落體運動時，鐵片與小紙片從同一高度同時下落，可看到鐵片下落得快;將小紙片揉成紙團再與鐵片從同一高度同時下落，可看到二者幾乎同時落地;大紙片與小紙片揉成的紙團從同一高度同時下落，可看到輕的小紙團下落得快。通過強烈對比，激發了學生探究的動機，促使學生積極思考，從而主動跳出“物體下落快慢與重力相關”的錯誤印象，分析現象背后的本質――空氣阻力的影響。再通過對空氣阻力的分析，讓學生意識到正是空氣阻力的影響使得落體運動變得異常復雜，一時難以看清問題的本質，從而啟發學生從簡單入手，抓住主要因素――重力，忽略、排除次要因素――空氣阻力，把外界條件理想化，進而引出實驗。
建立理想模型也可以用“理想實驗”的方法。如電場強度的引入是用理想化的“檢驗電荷”考查電場中某點的性質，不同的檢驗電荷q及q′在同一點所受到的電場力分別為F及F′，并比較比值F/q與F′/q′，發現這兩個比值相等，即等于一個恒量E，這同時說明這個恒量E跟檢驗電荷的電量q和它受的電場力F的大小無關，從而引入了電場強度。伽利略就是在從斜槽滾下的小球滾上另一斜槽，后者坡度越小，小球滾得越遠的實驗基礎上，提出他的理想實驗的，運用這種理想化的方法，推翻了亞里士多德的理論，為牛頓第一定律的建立奠定了堅實基礎。
二、在實驗中學會研究物理問題的常用方法
中學物理實驗有相當一部分是定量實驗，學生需要分析和處理各種實驗數據。處理實驗數據最常用的方法是控制變量法、等效法、比較法、圖表法。這些方法是研究物理問題的常用方法。
控制變量的研究方法在物理規律的探索中經常使用。當多個因素同時作用、共同影響某一物理量時，就要分別獨立地研究其中某一因素的影響，這時就要暫時保持其他因素不變，以排除其他因素的干擾，更好地研究這一因素與所要研究量之間的關系，最后通過綜合分析得出規律。如歐姆定律的得出就利用了控制變量法。
類比是指新事實同已知事物間類似方面的比較。作為一種科學方法，它能啟發和開拓我們的思維，能給我們提供解決問題的線索，是提出科學假設和探索新理論的重要途徑，它對物理學的發展有不可磨滅的功勞，對學生學習物理也發揮著巨大作用。比如在研究單擺的周期時，通過比較得出單擺的周期與擺球的質量無關，只與擺長和重力加速度有關。
還有轉化法，如學習電流時，對通過導體時產生的一些現象(如小燈泡發光)確定是否有電流通過;研究大氣壓的值時，用水銀柱所產生的壓強研究大氣壓;由小磁針N、S極指向偏轉，我們知道磁場的存在;我們通過擴散現象知道分子在不停地做無規則運動等，這些都運用了轉化法。
圖像是描述物理過程、揭示物理規律、解決物理問題的重要方法之一，它具有形象、直觀、動態變化過程清晰等優點，能使物理問題變得簡單明了，優化求解過程，有效、簡捷地解決問題。在測定干電池的電動勢和內阻的實驗中，就應該采用圖像法處理數據。這樣，既可減少誤差，又可使數據處理簡單省時。
三、在實驗中提高學生的推理及論述能力
分析與表述能力主要是指綜合運用物理知識與基本操作，對觀察到的實驗現象和記錄的數據進行分析、推理、判斷，以及對實驗操作過程進行解釋說明的能力。任何一個實驗，都是在一定的理論或原理指導下設計的。這些理論或原理的本身就體現了實驗的物理思想。課文中的每個實驗無不閃爍著科學家認識物理世界的基本方式和實驗裝置的精巧構思，如庫侖定律的驗證、油膜法測單分子直徑、半偏法測表頭內阻、泊松亮斑等。教師應該培養學生用清晰的語言描述實驗背景和原理，從實驗中總結出物理規律的能力。
在楞次定律的演示實驗中，主要是通過演示，弄清原來的磁場、感應電流的磁場和穿過線圈的磁通量的變化之間的關系，最后歸納出楞次定律的內容。對感應電流方向的判斷，只能借助電流計的指針偏轉完成，所以要設計出一個實驗判斷電流的流向和電流計指針偏轉之間的關系。這個問題對學生來說，應該不是一個難題，學生可以利用初中所學的電學知識解決，教師可以通過提問的方式，把這個問題交給學生完成。這樣做，不僅可以調動學生主動參與，而且可以培養學生運用實驗原理推理論證，設計簡單的實驗的能力。
要歸納科學規律，就要尋找數據之間相互關系的特征，就要進行數據的分析論證。這種特征通常表現為相等、之和、之差、乘積、比值等數學關系。因此在歸納時，就要通過對數據的比較，發現這些特征并歸納出結論。需要把有關數據的乘積或者比值拿來進行比較，才能發現和歸納出它們的規律。啟發學生自己發現這些數據之間規律的過程，也是一個培養學生的推理論證能力的過程。
總之，物理的基礎是實驗，培養學生創新能力是物理教育教學追求的目標，而物理實驗是激發學生創新意識最有效的手段，要充分認識物理實驗在物理教學中的重要地位，積極開展學生實驗活動，通過手腦并用，充分挖掘、開發學生潛能，更好地培養學生的觀察能力、分析判斷能力和實驗能力，擦出學生創新智慧的火花。
參考文獻：
[1]張憲之.中國現代物理教學，2013.6.
【實驗在物理教學中的作用】相關文章：
演示實驗在物理教學中的作用論文10-24
簡述物理實驗在物理教學中的地位及作用論文06-29
實驗在高中物理教學中的作用論文08-24
實驗探究在物理中的作用論文10-29
試析仿真實驗在物理實驗教學中的作用論文08-07
實驗在高中物理教學中的地位和作用07-24
大學物理教學方法中實驗教學的作用06-17
中學物理教學中實驗法的作用探析08-13
談談生活小實驗在初中物理教學中的作用論文10-27