關於初中物理課外實驗的設計
物理學是研究自然界中各種物理現象的規律和物質結構的一門科學，課外物理實驗的設計。它是以實驗為基礎的科學。所有的物理知識，包括物理概念、定律和理論，都是在實驗的基礎上建立起來的。因此，培養學生的實驗操作能力，掌握物理學的研究方法，養成實事求是的科學態度，對學生今後學好物理會起到促進作用。這就是當前我們貫徹和實施素質教育，提高學生實驗素質的一個重要方面。下面我就初中物理實驗課教學談談一些不成熟看法，敬請大家批評指正。
初中物理實驗課首先要教會學生使用各種基本儀器，這是學好物理實驗的基礎。初中物理基本儀器主要有：刻度尺、量筒、遊標卡尺、螺旋測微器、秒錶、天平、溫度計、彈簧測力計、壓強計、氣壓計、密度計、滑輪、凸透鏡、凹透鏡、電流表、電壓表、滑動變阻器、電阻箱等。物理大綱要求“學會正確使用儀器進行觀察、測量和讀數”，要讓學生了解這些儀器的構造、原理、用途，掌握儀器的量程、使用方法和使用規則，以達到熟練地、正確地讀數，在介紹這些基本儀器使用方法時，應抓住各種基本測量儀器的共性和個性來加以指導：
1、各種基本測量儀器都有一定的量程。必須要求學生在使用各種基本儀器前，搞清儀器的量程，並且能估計被測物件的情況，選用適當量程，避免超過量程而可能損壞儀器。
2、使用測量儀器前通常都要“校零”，否則測出的資料誤差大，不準確，因此在教學過程中必須使學生養成使用基本測量儀器前“校零”的'習慣。
3、會正確讀數。要讓學生掌握讀數的一般方法，關鍵是會讀出儀器的最小刻度值，會從最小刻度之間估計出一位有效數字。同時，要學會正確讀數的姿勢。如：從量筒上讀數時，眼視線應與液麵保持相平，不能仰視或俯視，若是凹液麵讀凹處，若是凸液麵則讀凸處。
4、根據儀器的構造原理，掌握其個性。如：滑動變阻器是透過改變接入電路的電阻絲的長度來改變電流的，因此接線時應遵循“一上一下”原則，同時接下面或上面兩個接線柱，不能起到改變電流的作用；天平是根據杆槓的平衡條件製成的，因此使用前和秤量時都要做到橫樑平衡，同時必須嚴格保護刀口，要讓學生理解保護刀口的重要性，從而自覺遵守使用方法和規則；溫度計是利用液體的熱脹冷縮性質製成的，所以，根據熱平衡原理，測量液體時，溫度計不能離開被測液體，而且要在溫度計內液柱穩定時讀數等。這樣將各種儀器的共性與個性結合起來學習與記憶能達到“事半功倍”的效果。
其次，實驗過程中的實際操作能力是整個實驗成敗的關鍵，因些培養學生的操作能力是物理實驗課教學至關重要的一個環節。那麼在實驗課教學中要培養學生哪些操作能力呢？
1、培養學生根據實驗原理，進行實驗設計和實驗方法的能力。首先要求學生明確各個實驗的目的、原理，根據實驗的原理，能對實驗進行設計，包括用什麼物理定律、公式、原理圖，選擇什麼樣的器材等；還要搞清哪些是已知量、待測量，然後選擇所需的儀器和實驗條件，進而設計好實驗步驟，畫好記錄表格等。其次，培養學生正確調整和安裝儀器的能力，如：在電學實驗中，依照電路圖連線線路，連線時，開關應斷開，應將電路分為幹路和支路，從電源一端開始沿幹路按順序進行，其次為支路；導線最好選用幾種顏色，幹、支路分別用一種顏色。往接線柱上接導線時，應按順時針方向將導線纏上。電路連線後，必須複查、觸通，確認無誤後方能通電。這種能力的培養，應先示範，讓學生模仿學習，然後逐步提高到由老師講述方法及注意事項，由學生獨立去安裝、除錯、連線等。
2、培養學生正確記錄實驗資料，並能進行資料運算和分析，得出正確結論的能力，物理論文《課外物理實驗的設計》。這是實驗能否成功的關鍵。要培養學生這方面的能力，要求學生集中精力，相互配合，按實驗步驟有條不紊地操作和讀取測量資料，有的實驗則要求測量或操作時動作迅速，要把握時機，如測量溫度時，要在溫度計內液柱穩定時讀數；電學測量，當開關閉合後，調好滑動變阻器時，就應讀出電流表、電壓表讀數，否則時間一長，會因電阻發熱而影響示數等。要按實驗先後順序將需要測定的物理量測出，並記錄下來。一般要求學生實驗前設計出表格，表格設計要求：能記錄直接測出的各物理量，能填寫計算出來的中間資料和最後資料等內容。資料記錄要完整，如用刻度尺測量物體長度時，記錄結果要有準確值、估計值和測量單位。在對資料進行分析處理時，如發現有不合理的資料，應對該資料補測。要指導學生按有效運演算法則去處理資料並對實驗結果進行適當分析討論，如：討論資料說明什麼？與理論計算有何偏差？實驗結果的物理意義（結論）是什麼？
3、要使學生了解誤差概念，並學會初步的誤差計算和分析。要指導學生分析實驗誤差的原因，說明實驗的誤差主要有系統誤差和偶然誤差。系統誤差主要是由於儀器本身的缺陷，實驗原理、裝置不完善而引起的，如：風的吹動使天平產生誤差；電錶指標不對準零刻度等。減少系統誤差的方法是校準儀器，或是改進實驗方法。偶然誤差是在實驗條件不變的情況下，對某一物理量進行多次重複測量時，由於各種偶然因素產生的誤差，減少偶然誤差的辦法是多次測量取平均值，以其平均值為最終的結果。
4、要教會學生完成實驗報告能力。學生在實驗結束後，應根據原始記錄和實驗時的體會，寫出實驗報告。實驗報告內容主要有：實驗名稱、目的、器材、原理、方法和步驟、實驗資料、資料計算和處理、實驗結論及誤差分析等。這是一個很重要的技能，對實驗報告的寫法、格式要嚴格要求，書寫時，要求層次清楚，語言流暢，文字精練、正確，圖文並茂，要總結出實驗成功的經驗或實驗失敗的原因，使學生將來進行科學實驗時能寫出自己的實踐成果。在批改實驗報告時要注意學生思維的火花，如對某個問題的獨特看法，對某項操作的有益建議，對實驗的改進意見等，要給予鼓勵，並要及時與之討論，讓師生都有所收穫。
5、養成良好的實驗習慣，包括愛護儀器，遵守安全操作規則和尊重實驗事實的習慣等。如：做電學實驗結束時，應將儀器調到最安全的狀態再切斷電源，然後拆除連線線，整理好儀器和導線。要經常地對學生進行良好實驗習慣的教育，以免損壞儀器及發生實驗事故等。
再次，在平時教學中要積極為學生創造自主實驗的機會，調動其學習的主動性，激發其學習的熱情。實驗課上儘量將演示實驗改為分組實驗，在分組實驗中，學生的活動是多方面的，既有思維，又有操作，是提高能力的很好機會，學生在教師的步步指導下，會養成良好的實驗方法、實驗修養。在初中物理教學中可以將下列實驗改為分組實驗：探究絃樂器的音調與哪些因素有關的實驗；探究蒸發快慢與哪些因素有關的實驗；探究滑動摩擦力大小與哪些因素有的實驗；液體內部壓強與哪些因素有關的實驗；壓力作用效果與哪些因素有關的實驗；探究動能、重力勢能大小與哪些因素有關的實驗；探究串並聯電路的電流、電壓規律的實驗；測定滑輪組機械效率的實驗；測定小燈泡實際功率的實驗等。課後要積極開闢第二課堂，第二課堂既可完善、豐富、深化課堂知識，又可培養學生的實驗技能， 激發學生的學習熱情， 主要形式有：①指導學生進行課外實驗；②組織參觀活動；③舉行操作實驗競賽；④組織課外興趣小組；⑤開展小發明、小製作比賽等。
總之，在當前“新課改”的形勢下，學生實驗能力的培養在物理學科中顯得尤為重要，必須引起各學校和任課老師的重視。本文只是談些粗淺體會，偏頗之處，在所難免，若有不當，敬請批評。