馮克剛

(重慶市長(zhǎng)壽中學(xué)校 重慶 401220)

物理知識(shí)所要研究的內(nèi)容千變?nèi)f化，在眾多的研究對(duì)象中，所采用的研究方法不可能千篇一律，運(yùn)用怎樣的實(shí)驗(yàn)方法和所研究對(duì)象有直接的關(guān)系。牛頓之所以能夠在蘋果落地時(shí)及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，并且引起了他的思考和進(jìn)一步觀察，其實(shí)就是采取了觀察法，觀察是物理實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到的方法，另外還有控制變量法、轉(zhuǎn)換法等。物理教師在課堂教學(xué)中如果單純的給學(xué)生講解這些實(shí)驗(yàn)研究的方法難免會(huì)給學(xué)生一種不真實(shí)感，會(huì)讓學(xué)生覺(jué)得物理實(shí)驗(yàn)毫無(wú)趣味可言，因此，物理教師在教給學(xué)生這些實(shí)驗(yàn)方法時(shí)要逐步進(jìn)行，采取循序漸進(jìn)的原則，在學(xué)生研究實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中把這些術(shù)語(yǔ)告訴學(xué)生，讓學(xué)生結(jié)合自己的實(shí)驗(yàn)來(lái)品味這種實(shí)驗(yàn)方法所適用的范疇[1]。

一、物理實(shí)驗(yàn)研究方法

（一）觀察法

在物理實(shí)驗(yàn)中最常用到的方法就是觀察法，觀察法也是多種實(shí)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)，可以說(shuō)，所有的實(shí)驗(yàn)操作都離不開認(rèn)真觀察，只有觀察才有發(fā)現(xiàn)。有些實(shí)驗(yàn)需要我們持續(xù)不斷地進(jìn)行觀察，通過(guò)觀察到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而得出結(jié)論。比如：測(cè)量空氣的溫度變化，就是采用觀察法進(jìn)行的，需要把溫度計(jì)放置在空氣中，然后觀察并記錄一天中多個(gè)時(shí)間段的氣溫變化，從而得出結(jié)論，雖然觀察法在操作時(shí)非常簡(jiǎn)單，但是需要認(rèn)真、仔細(xì)，還要講究方法，比如，在用觀察法讀取量筒中的數(shù)據(jù)時(shí)，如果學(xué)生讀取不認(rèn)真，操作不規(guī)范，讀出來(lái)的數(shù)據(jù)就會(huì)有很大的差距，仰視和俯視讀出的度數(shù)都是不準(zhǔn)確的，視線和凹液面的最低處保持水平是讀取量筒數(shù)據(jù)時(shí)需要注意的事項(xiàng)。因此，物理教師要結(jié)合觀察法的具體操作方法對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，讓學(xué)生做到實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確、操作正確，研究要科學(xué)。

（二）控制變量法

控制變量法在物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中極其重要，可以說(shuō)是物理學(xué)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)方法，許多著名的物理實(shí)驗(yàn)，都是基于控制變量法的思想而進(jìn)行的，要分析一個(gè)物理因素，受到其他物理因素的影響程度，多個(gè)物理因素同時(shí)進(jìn)行分析將無(wú)法得出科學(xué)有效的結(jié)論。這時(shí)可以通過(guò)控制變量法將其他的因素控制不變，每次只變化其中一個(gè)因素，從而研究被改變的這個(gè)因素對(duì)事物的影響，分別加以研究，最后綜合解決，這種實(shí)驗(yàn)方法在初中物理實(shí)驗(yàn)中有重要的運(yùn)用。比如，教學(xué)“摩擦力”這部分知識(shí)時(shí)，師生共同研究摩擦力的大小與什么因素有關(guān)這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，就可以采用控制變量法。提出研究對(duì)象后，先共同探討后提出猜想和假設(shè)，摩擦力大小可能與接觸面所受的壓力有關(guān)；可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)；可能與接觸的面積大小有關(guān)；可能與物體運(yùn)動(dòng)速度大小有關(guān)。當(dāng)研究的內(nèi)容有了具體的方向后，就要確定一個(gè)研究對(duì)象，讓一個(gè)物體在另一個(gè)物體上滑動(dòng)，發(fā)生滑動(dòng)摩擦，并想辦法測(cè)出不同情況下的滑動(dòng)摩擦力，然后進(jìn)行比較。通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)摩擦力大小與接觸面的粗糙程度、壓力大小都有關(guān)系。所以，本實(shí)驗(yàn)探究的總體思路是：以一個(gè)木塊為研究對(duì)象，讓它在不同物體的表面上滑動(dòng)，測(cè)出木塊受到的摩擦力。物理教師一定要認(rèn)識(shí)到控制變量法對(duì)初中物理實(shí)驗(yàn)的重要意義[2]。

（三）轉(zhuǎn)換法

轉(zhuǎn)換法就是將一個(gè)不好測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)化成易于測(cè)量的物理量進(jìn)行測(cè)量，從而得出需要的物理數(shù)據(jù)。這種實(shí)驗(yàn)方法在一些特殊的物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有非常大的用處。在中國(guó)古代就有利用轉(zhuǎn)換法進(jìn)行物理測(cè)量的事例，物理教師要在實(shí)驗(yàn)方法中注意應(yīng)用。

二、明確實(shí)驗(yàn)步驟

（一）提出問(wèn)題

物理實(shí)驗(yàn)的目的是證實(shí)物質(zhì)的變化發(fā)展規(guī)律，或者驗(yàn)證自己的某些想法。所以，進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)之前的第一步驟，應(yīng)該是提出相關(guān)的物理問(wèn)題，作出合理的物理假設(shè)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行整個(gè)物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)來(lái)說(shuō)，教師應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到提出問(wèn)題和提出假設(shè)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性。

（二）大膽猜想

根據(jù)提出的問(wèn)題，學(xué)生可以大膽地進(jìn)行猜想，將可能影響到這些問(wèn)題的因素進(jìn)行逐個(gè)分析。根據(jù)自己學(xué)到的物理知識(shí)以及現(xiàn)實(shí)中的物理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于一些物理問(wèn)題進(jìn)行物理分析，將可能的因素羅列出來(lái)，并且針對(duì)這些問(wèn)題，設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)，用實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)驗(yàn)證。

（三）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和物理研究方法

根據(jù)已經(jīng)找到的變量，以及進(jìn)行的猜想設(shè)計(jì)，選用合理的科學(xué)方法，進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。比如在物理學(xué)中經(jīng)常用到的控制變量法就可以有分析和研究一些物理因素。

（四）數(shù)據(jù)處理

將收集到的數(shù)據(jù)，以及觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象用實(shí)驗(yàn)表格的形式，結(jié)合自己所學(xué)到的物理知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)論的分析。比如測(cè)量物質(zhì)密度實(shí)驗(yàn)，可以設(shè)計(jì)出測(cè)量物體質(zhì)量和體積的表格，將測(cè)得質(zhì)量和體積的數(shù)據(jù)填入表格中，由此測(cè)出密度，再對(duì)照物質(zhì)的密度表，檢查物質(zhì)的密度是否與表格中的一致。

（五）對(duì)數(shù)據(jù)的評(píng)估和誤差進(jìn)行分析

實(shí)驗(yàn)的最終目的是得到實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)論，在做完實(shí)驗(yàn)相互交流的基礎(chǔ)上，要對(duì)實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的誤差進(jìn)行具體分析，明確自己做實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的原因，找出自身的不足。比如自己觀察不細(xì)，控制變量時(shí)的變量因素未控制到位等原因，都能產(chǎn)生誤差。

總的來(lái)說(shuō)，初中物理教師要在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中注重引導(dǎo)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方法、思路，讓學(xué)生科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，理性分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，為物理學(xué)習(xí)提供更有利的條件。