如何引导学生设计物理实验表格
2012-12-17 12:33阅读：
如何引导学生设计物理实验表格
【摘
要】：实验记录表格是记录物理实验结果的重要形式。引导学生设计实验记录表格的作用是激发不同层次学生学习物理兴趣和提高初中物理教学质量。引导学生学会设计实验记录表格的做法：教师必须对初中教材中所有的实验有整体的了解；有规划地分四个阶段引导学生学习实验记录表格，采取适合学生学情的措施方法帮助学生逐步建立设计表格的知识技能体系。
【关键词】：设计实验记录表格、分层激发学生兴趣、联动学习、学习模仿、独立设计、熟练应试
表格是一种常见的书面表达方式，恰到好处地应用表格，有简洁明了、对比性强的效果。物理实验中，多数实验都需要通过仪器测量数据，然后运用分析、计算、作图等手段处理数据；并且为了减小误差或为了研究某种规律，常需进行多次实验。用表格记录实验结果通常是比较好的形式。在教学中本人深深体会到实验记录表格的重要性：
1、因材施教组织学生分组实验，提高学生实验综合能力。
在教学中布置学生设计实验记录表格的任务，学生要设计实验记录表格必将阅读教材，弄清实验的原理和装置，知道实验中要测量记录哪些物理量，在预测和猜想基础上设计实验方案，选择实验器材，在此基础上达到预习的效果。
2、通过学生设计实验记录表格联动物理知识的学习、培养物理素养。
在实验中，教师要严格要求学生以得出的数据来验证或推导出定律、公式，绝对不允许涂改实验数据，使之与物理定律、公式相符，并且协助学生找出错误原因，重做实验，直到得出正确的结论为止。只有这样，才可使学生真正理解知识，逐渐形成辩证唯物主义世界观和严谨的科学态度。
3、长期有效的训练学生学会设计实验表格是中考表格分析题得高分的有效教学手段。
现重点谈如何引导初中生学会设计物理实验表，在实践中感受到培养学生具备设计表
格的技能是一件长期工程，需要科学实施才有好的效果。
（一）首先，教师必须对初中教材中出现的实验有整体的了解，必须清楚的以下几点：
1、初中物理教材中总共有哪些实验，这些实验对设计实验表格的要求、难易度；
2、规划整个初中物理教学中如何指导学生学会实验表格的设计，每个阶段要达到的目标；
3、围绕每个阶段设定的目标采取怎样的措施和方法
（二）各个阶段引导学生学习实验记录表格的措施方法
第一阶段（初二上学期）：学习实验记录表格的基本设计方法，在模仿中树立实验前设计实验记录表格的意识和规范表格设计的习惯。
由于中学生从小学数学中就逐步接触过表格，所以，当实验数据的数量较少时，影响实验的因素单一，学生列表一般不觉困难。主要是在教学中让学生学习和掌握规范记录表格的模式，为他们今后自己设计物理实验记录表格奠定基础，更为他们开展探索性物理实验的设计奠定基础。指导的内容：
1、学习基本的表格格式，指导学生将观测的物理量填入表格中的第一行或第一列（一般选行），第一列为实验序号。
2、要弄清实验的原理和装置，知道实验中要测量记录哪些物理量，以决定表格的内容和项目。
3、要弄清实验步骤，以决定表格中物理量安排的顺序。
4、在表格的标题栏中要注明物理量的名称和单位，数据栏中只需记录测量的数值，无需重复书写单位。
案例：§2-2《探究光反射时的规律》
初中物理教材中出现的第一个实验记录表格。
引导学生分析，将测量记录物理量的物理量填入表格。
在光反射中，先有入射光，经平面镜反射后的反射光，在纸板上呈现，用光线表示，而入射光线和反射光线形成一夹角，为区分入射角和反射角，引入法线。在实验现象中，要观察光线的位置特点和线与线的夹角。
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入射光线（位置）
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反射光线（位置）
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角i
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角r
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第一次
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第二次
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案例：§2-3《探究平面镜成像的特点》
指导学生学习的内容：
1、引导学生分析，将测量记录物理量的物理量填入表格（同案例1）。
2、在表格的标题栏中要注明物理量的名称和单位，数据栏中只需记录测量的数值，无需重复书写单位。
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物到平面镜的距离/cm
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像到平面镜的距离/cm
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像与物大小比较（放大或缩小）
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第一次
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第二次
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案例：§3-3《探究凸透镜成像的规律》
指导主要内容：要弄清实验步骤，以决定表格中物理量安排的顺序。
在上两次的表格学习后，让学生模仿设计，大多数学生的设计如下：
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物距u/cm
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像的性质
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像距v/cm
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第一次
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第二次
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分析引导学生完善表格的设计：
1、确定物理量安排的顺序。首先明确实验的主题是“像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？”从中确定实验观测的的项目为物距、像的性质。而先有物体才有像，有物距必有像距，在实验中应多观察各种现象，记录多个数据，以完善结论。
2、补充表格其它项目内容。为了方便研究，用焦距f作为参照的距离表达物距。研究像的性质需从三方面观察，将像的性质一列分成三列。
物距与焦距关系
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物距u/cm
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像的性质
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像距v/cm
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实虚
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大小
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正倒
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u>2f
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u>2f
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u>2f>f
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u>2f>f
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U
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U
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第二阶段（初二下学期）：学生独立设计实验记录表格，教师引导进一步规范化，提高设计能力。
指导内容：
1、接触多因素影响的实验，根据实验设计多个子表格并懂得合并表格；
2、区别测量性实验中是否需要求平均值及在表格中如何记录平均值；
3、懂得直接测量和间接测量，并学会如何记录。
案例：§7-1《探究电阻上的电流跟两端电压的关系》
学生在初二上学期学习了实验记录表格的基本设计方法，教师可以在《物态变化》及《电路与电流》和本学期的《电压》中尝试让学生自主设计，在实验前布置设计表格为家庭作业，带动学生预习和训练做简单表格的能力。本次实验是涉及三个变量的研究。可通过多个表格记录数据，在此基础上引导学生学习合并表格。教材中的表格如下：
R=R
1=
R=R
2=
学生在设计时有不同于教材中呈现的形式，应及时给予鼓励表扬。
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电阻R/Ω
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电压U/V
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电流I/A
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第一次
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第二次
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教师根据学生的设计及时给予指点完善，并从中传授合并表格的基本方法：在子表格中添加一列，将子表格外的物理量填入新建的一列中，根据情况添加新的一列表达该测量量的具体内容。
这样改进的设计表既能提高学生的制表能力，又可以在集中的数据中直观的发现：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
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电阻R/Ω
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电压U/V
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电流I/A
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R=R1
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5
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5
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5
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R=R2
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10
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10
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10
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案例：§7-3《测量小灯泡的电阻》
本实验是初中物理中分组实验较为特殊的实验，也是重点知识之一。它是教材中第一次要求学生自己设计实验步骤和表格的实验，也是第一各间接测量型实验，也是第一个需要求平均值的实验。
本次实验指导内容：
1、区分定性的探究型实验和定量的测量型实验。
2、区分直接测量型实验和间接测量型实验；本次实验是直接测量电压U和电流I，通过欧姆定律推导公式R=U/I间接测量电阻R。
1、
学会处理平均值。测量的物理量的平均值应该设有列项目栏，在表格外列式子计算，不应写在直接测量的物理量后面。
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电流I/A
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电压U/V
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电阻R/Ω
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第一次测量R1
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第二次测量R2
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第三次测量R3
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待测小灯泡电阻的平均值
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计算待测小灯泡电阻的平均值：
案例：§8-3《测量小灯泡的电功率》
指导内容：在本次测量型实验中，因为实际电压对应的实际电功率是唯一的，不需要求平均值。
分析及表格（略）
第三阶段（初三上学期）：学生自主设计实验记录表格，提高熟练程度。
指导内容：
1、物理实验记录表格应该能够反映出实验中直接测量量，间接测量量；重要的中间数据也应得到反映。直接或间接测量量项目标题栏内要用括号把相应的单位注明，物理量的名称代号，及百分号等，也应纳入项目标题栏内，间接测量量的公式若不过于复杂，也应在标题栏内写出。数据的分布应符合物理过程。
案例：§11-3密度中《探究同种物质的质量与体积的关系》
两个物理量的比值固定不变，用这个比值表达物质的某种特性。在初中物理九年级教材中多次出现，引导学生学习这种研究方法。
实验序号
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1
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2
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3
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4
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5
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6
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7
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8
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9
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金属种类
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铜
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铜
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铜
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铁
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铁
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铁
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铝
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铝
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铝
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积V/cm3
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质量m/g
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m/V(g/cm3)
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案例§13-4杠杆的《杠杆的平衡条件》
实验次数
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动力F1/N
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动力臂l1/m
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F1l1/N·m
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阻力F2/N
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阻力臂l2/m
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F2l2/N·m
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1
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2
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3
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引导学生如何在实验探究中分析数据。强调：物理量之间的处理可以相乘、相除以分析它们之间的关系，但不同的物理量不能相加减。
2、加强误差理论知识的运用。误差理论在中学要抓住以下三个问题的运用。第一，由仪器精度测算误差判断结果；第二，由仪器误差判断关键实验步骤；第三，根据误差要求合理选择仪器。 第四、先从多次直接测量取各自平均值再得出间接测量量的平均值，而不能先计算与各次直接测量数据相对应的间接测量量，最后才取平均值。
第四阶段（初三下学期）：应试能力的训练，练习中考中设计实验记录表格的相关题型
在初三复习阶段，让学生自己总结教材中直接测量型、间接测量型和探究型的实验：直接测量型实验包括用刻度尺测长度、用量筒测固体、液体的体积、用天平测固体、液体的质量、用温度计测水的温度、用弹簧测力计测量力、用电流表测电流、用电压表测电压。
间接测量型：根据待测物理量与其他物理量的关系式，先测出式中其他量，然后算出该量。包括用刻度尺和秒表测平均速度、用天平和量筒测固体和液体的密度、用弹簧测力计和刻度尺测滑轮组的机械效率、用电流表和电压表测电阻、用电流表和电压表测小灯泡的功率。
探究型实验包括固体的熔化过程、水的沸腾、碘的升华和凝华过程、光的反射定律、平面镜成像特点、光的折射规律、凸透镜成像的规律、重力与质量的关系、同一直线上二力合成的规律、液体内部压强的规律、杠杆的平衡条件、电流与电压、电阻的关系。
区别三类实验，要在掌握其实验原理的基础上，分析需要观察测量的物理量和如何测量这些量，然后确定选择哪些实验器材、设计实验步骤、分析实验注意事项。并会分析实验的误差及其产生的原因。
只有熟悉实验和掌握每个实验过程，才能在中考中解决新题、巧题。
（三）、创造机会训练学生设计实验记录表格，在演示实验中设计实验记录表格
案例：用U形管压强计研究液体内部的压强规律
记录实验数据(液体甲的密度小于液体乙的密度)
液体甲
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液体乙
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实验
序号
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金属盒深度
(厘米)
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U形管两侧液
面高度差(厘米)
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实验
序号
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金属盒深度(厘米)
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U形管两侧液面高度差(厘米)
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1
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4
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2
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5
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3
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6
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表格能启发引导学生的思维。学生设计出实验记录表格就是用表格提出了一系列问题，使思维有了起点，表格编排了先后顺序体现实验的过程。一张精心设计的表格，就是学生完成从简单到复杂，从具体到抽象的思维过程。
指导学生学习设计实验记录表格能启发教师的教学思维。教师推行教学计划就是用计划提出一系列的问题，是思维也有了更高的起点，精心规划指导学生设计实验记录表格的计划体现了教师教学的过程。一个循环教学中，通读教材后精心规划编排、科学实施，引导初中生设计实验记录表格就是教师完成提升自身教学水平和提高教学效率的过程。
参考文献：1、《通用物理实验》
2、《学校教育教学表格研究与设计》
赵新社编著
2009年10月
