实验是物理学发展的科学基础。 它们是将物理现象和物理场景提升为物理概念和定律的重要途径。 它们也是学习物理的有效方法。 新课标教材高度重视实验有趣的初中物理实验，力求通过实验探索引入概念、导出规律，通过实验检验猜想，通过实验培养兴趣和能力，体现了初中物理教学的实验化特色。 另外，通过生动的实验，可以将一些高度抽象、高度概括的理想模型形象化、形象化，通过具体的实验，可以对所研究的概念、模型、规律等知识进行“条件化”。 这是知识灵活应用的关键，也是降低成本的关键。 物理教材难度的关键。
传统的物理实验一般分为两类：一类是以“老师做，学生看”为基础的演示实验； 另一种是在教师指导下以验证实验为基础的学生小组实验。 这两类实验对于物理教学来说是必不可少的。 但它们都存在一定的局限性：演示实验都是由教师完成，学生只能被动接受演示过程和得出的结论，影响了学生的学习积极性； 传统的小组实验模式通常需要教师讲授实验原理、准备实验设备并给出固定的实验计划。 学生们经常做的就是按照处方服药。 很少有机会选择、创造和思考更好的实验方法。 课程改革背景下物理实验教学的目标不仅仅是训练一些实验操作，更重要的是通过自主实验探究的过程来提高学生的创造性思维和实践能力。 教师应该是学生实验的指导者和合作者，学生是实验的主体。 为此，在初中物理教材版中，我们在实验形式、内容和思路上都进行了一些新的探索。
1、增强物理实验的兴趣，形成一系列有趣的实验
物理实验可以激发学生学习物理的兴趣。 但做物理实验就一定能够激发和保持学生的学习兴趣吗？ 这是一个值得思考的问题。 国内外的各种调查显示，许多中学生对学习物理的兴趣明显下降。 虽然造成这种情况的原因比较复杂，但过分强调物理实验的“学术化”而忽视物理实验的乐趣是其中之一。 重要原因。 为此，我们在教材版初中物理教材中创作了许多“有趣的实验”，并注重积累和总结，使有趣的实验系列化、多样化。
例如，在“通过镜头看世界”（八年级第一卷）部分，学生通过自由组合两个不同焦距的凸透镜，“发明”了望远镜和显微镜，让学生体验“有趣”的物理。
八年级第一册《光的世界》一章中，用牙膏盒、纸片和凸透镜设计了一系列相机：《自制针孔相机》、《自制镜头相机》、《自制投影仪”和“近视模型”这样有趣的实验，让学生在“玩”的过程中对光的应用形成系统的认识。
九年级上册，通过小台灯系列：“制作你自己的小台灯”、“改造你的小台灯”、“制作一个亮度不断变化的小台灯”、“测量小台灯的电功率”。小台灯”等实验，学生可以了解电路、电阻、滑动变阻器、电功率等概念。
2.创设问题情境，突出实验的日常生活化和社会化
物理场景是包含物理知识和物理思维方法的情境。 它是物理知识产生的背景，是发现和提出物理问题的重要前提。 只有当所创设的物理场景进入学生的“最近发展区”、内容具有“挑战性和探索性”时，学生才能基于已有的认知产生创新欲望，并与同学、老师积极互动、合作。 、提出问题、探索问题、解决问题，从而不断发展和完善自己的知识结构和创新能力。 为此，我们创造了许多栩栩如生的场景并设计了相关的实验调查，这不仅使我们的教学内容更加真实和友好，也体现了“从生活到物理”的理念。 更重要的是，这些贴近生活、贴近社会的问题场景也能为实验设计提供指导。
例如，在八年级下册《液体的压力》的探索中，教材以一个伟大的科学事件——“潜水器”进行深海探测来创设情景，并引导学生提出话题。 “液体的压力有什么特点？” ，进一步激发学生猜想：液体内部是否只有向下的压力？ 是否有向侧面甚至向上的压力？ 不同深度的液体压力相同吗？ 为了验证猜想，学生将压力表的探头放入水中，模拟潜水器，研究液体中不同位置的压力情况。 （如图1所示）在这里，潜水器探索深海的场景不仅引入了学生的探究活动，还引发了学生对即将进行的实验的“重要性”感。 也在学生的脑海中构建了实验的基本场景。 ，给学生一定的动力和引导。
图 1 探讨了液体的压力
联系学生的生活情境和社会情境是中学物理实验教学改革的重要组成部分。 它可以让学生感受到物理就在他们身边，进而使学生认识和理解物理对个人和社会的作用和价值。 同时，还可以使学生形成运用物理知识解决身边问题的思维方式，培养和提高学生的科学素养。
3、注重实验方法的教育，注重物理史上原创实验思想的挖掘
有人曾经说过，用手的能力实际上也体现了大脑的使用能力。 做实验的时候，首先要动脑子思考，才能做得更好。 因此，实验教学不仅是“做中学”，而且是“思中学”。 只有注重实验方法的教育和实验理念的渗透，才能有效地抓住实验的关键。
物理学史上有许多著名的实验。 巧妙的物理思想、独特的解题方法、精心设计的仪器、完善合理的实验安排、高超的测量技术、无可挑剔的分析推理，对后来的科学发展产生了巨大的影响。 它产生了不可磨灭的影响，是一笔宝贵的思想财富。 因此，在编写教材时，我们非常重视对这些实验方法的深入探索。
传统教科书中用于获得阿基米德原理的实验方法是“排水法”。 也就是说，如果你收集一个物体排开的水并称重，你会发现它的重量正好等于浮力。 这个实验确实很常见，也很巧妙，但学生自己设计却很难。 为此，我们研究了阿基米德发现这一定律的想法，并设计了一个将一小袋水浸入水中的小实验（八年级第二卷），启发学生进行理论推导，得出阿基米德的定律原则。 然后用排水法验证。 （如图2）这是实验与理性推理的完美结合。
图 2 探索阿基米德原理
4.引入数字实验和虚拟实验，让学生通过体验学习物理
数字化实验是以计算机为核心，配备各种传感器组成的实验平台。 它利用其强大的技术优势促进良好的教学效果，让学生更快速、准确地获取实验数据，更轻松、直观地处理数据，从而节省宝贵的教学时间，将更多的时间花在讨论和探索上。 可以说，在数字实验中有趣的初中物理实验，数字技术围绕着知识的发现而不是知识的传授。 数字技术扮演“研发工具”的角色，直接优化教师和学生的实验探究过程。
例如，通过八年级下册中两个力传感器之间的“拔河”比赛，学生可以动态地了解作用力和反作用力之间的关系。 （如图3所示）
图3 使用传感器探索作用力和反作用力之间的关系
虚拟实验是利用计算机和相应的应用软件模拟实验仪器和实验环境，通过人机对话来实施实验的过程。 具有内容丰富、操作简单、无限复制、易于推广、远程教学等特点。 在教材版的初中物理教材中，有两个实现虚拟实验的工具：
一是计算机辅助教学多媒体课件，可以用讲解仪器的结构，形象地演示一些难以理解的内容，或者用图表、动画等方式展示动态变化过程。 它的功能更多的是作为“演示工具”。
例如，关于通电螺线管磁场的理解，九年级第一册就安排了课件《从线性电流的磁场到通电螺线管的磁场》的演示，其中展示了从线性电流的磁场到通电螺线管的磁场的转变。 进化，它指导学生的思维过程，学生可以从中得出有关通电螺线管磁场的猜想。 （如图4所示）
图4 从线性电流磁场到通电螺线管磁场的演化过程
其次，它是一种虚拟仪器，具有与真实仪器类似的功能，是“软件就是仪器”的现代仪器理念的体现。 例如，我们开发的可免费下载的虚拟示波器已用于以数字方式改进传统的声学实验。 在“测试你听力的频率范围”实验中，学生不仅听到了声音，还透过窗户看到了声音的波形。 当声波频率落在20Hz~范围之外时，学生不再听到它的声音，但仍然可以看到其波形，让学生直接真实地体验次声波和超声波这一难以解决的问题传统乐器。 （如图5所示）
图 5 虚拟示波器
将数字实验、虚拟实验引入教材和课堂，是实验教学现代化的体现，为实验教学注入了新的活力，也将带来物理实验模式的变革。
5.倡导建立家庭实验室，开发实验教学资源
开展以实验为基础的物理教学活动，让学生通过实验探究获取物理知识，强调过程和方法，是初中物理教学改革的重要特色之一。 教材的物理教材是根据一系列的实验活动来构建其框架的，课后作业也包含大量的实验。 这就要求学生改变传统的学习方式，几乎每堂课都要做动手实验，边学边实验。 然而，学生不可能每堂课都去实验室学习，更不可能使用一套单独的仪器。 为了取得更好的学习效果，我们向同学们倡议（八年级卷一）：请建立自己的“家庭实验室”！
什么是“家庭实验室”？ 主要是指学生在老师的指导下，在家中收集一些实验材料，如小石头、钉子、坚果、饮料瓶等日常用品，然后装备（制作、购买或借用）一些最基本的东西。测量仪器和设备，如电流表、温度计等，构成了“家庭实验室”。 “家庭实验室”是学生自己的“实验箱”，让学生不仅可以在学校，而且可以在家中探索和发现。
“家庭实验室”是课堂上在家进行实验探索和小实验的重要物质保障。 初中物理教材教学版将“家庭实验室”建设纳入教材体系。 引导学生打造自己的“家庭实验室”，突出“边做边学”的科学教育理念，让学生在探究过程中有动手实践的机会，提高科学探究活动的开展、思维的提高品质、创新能力。 其形成意义重大。
除了提倡学生建立自己的家庭实验室外，教材还鼓励教师建立教师版的“微型物理实验室”。 不能仅限于实验室现有的仪器。 我们周围的许多事物都是重要的实验资源。 事实上，许多廉价的日常工具比实验室设备更适合培训实践技能！ 利用它们来丰富我们的实验室，可以突破时间和空间的限制，让学生以丰富多彩的形式感受和体验物理。
利用手头的材料来呈现物理现象，更容易引起学生感知的集中，激发他们的兴趣和认知欲望。 将这种“非常规”的实验运用在物理教学中，本身就是一种创新教育。 这些物理实验中蕴含的丰富创新思想，潜移默化地启发着学生。 比如，用罐头制作了一个“滑轮”，探索滑轮的机械效率； 用废墨瓶和吸管制作“微变形演示器”，探索固体的变形； 用塑料袋制作“帕斯卡桶破裂实验装置”，研究液体压力； 将装有红色墨水的密封小塑料袋放入水中，观察“红色水球”的悬浮状态。 这些实验都呈现出“改变”、“放大”、“借用”、“替代”等创新。 技能无疑是保持学生好奇心、培养学生终身探索兴趣、实践能力和创新意识的有效途径。
本文作者为初中物理教材版执行主编。
