上好《质量与密度》实验课，老师一定要注意这3点，最后一点太重要了！
大家都知道，物理是一门实验科学。一个好的实验，不仅能加深学生对知识点的理解，如果设计得当，还能全面提升学生的综合素养。
所以，要讲物理，不聊一聊实验怎么能行？
今天，我们就针对《质量和密度》这一章，来和各位老师交流一下实验教学中的相关问题。（ 点击这里 查看上篇文章关于“如何认识「质量」”和“教学环节设计”的分享。）
本章实验的课标要求为：学生要会用天平测固体和液体的质量，用量筒测固体和液体的体积，会测量固体和液体的密度。
下面，我们将从这三个方面和大家交流：
1、怎样指导学生正确操作测量仪器；
2、如何利用提供的器材，测出不易测量的量；
3、培养学生“实事求是的科学态度”非常重要。
01
指导学生正确操作测量仪器
在《质量和密度》的实验过程中，不论是天平还是量筒，学生都很容易出现一些仪器使用上的问题。
（1）天平使用中的常见问题
在使用天平时，我们要让学生认识到：用天平测物体的质量，所采用的方法仍然是将“未知量”和“已知量”进行对比。
具体可能会有下面这些问题：
问题1：有些学生不了解天平上的“称量”和“感量”是什么意思，也不注意听老师的介绍，在实验中常出现“将几本书、一张纸放在天平盘上称”的现象。
问题2：调横梁平衡时，为什么要先将游码拨至零刻度？如果没有拨到零刻度就调天平横梁平衡了，会对测量结果产生什么影响？
问题3：测量时若有学生误将物体和砝码的位置放反，形成左码右物，对测量结果会产生什么影响？此时的测量值和真实值之间是什么关系？
在洋葱物理中将这一步表述为：左盘物体质量=右盘物体质量+游码质量。其意义在于：我们可以也将砝码视为一个物体，依此方法去讨论被测物体的质量，无论被测物体放在哪一边，学生都能很快求得物体的质量。
问题4：若使用的砝码上面带有锈斑，它对测量结果会产生什么影响？
问题5：若使用的砝码有磨损，它对测量结果会产生什么影响？
老师可以参看洋葱物理视频，了解更多天平使用相关问题的实验方法和解决策略，下面这段视频您可以先睹为快。
▲ 更多天平使用问题请在洋葱APP中查看完整视频，
视频位置：初中物理-八上-质量和密度-必备技能-使用天平
（2）量筒使用中的常见问题
问题1：如何选取量筒？
比如我们想用量筒测一个橡皮宝宝的体积，下图中提供了4个量筒，用哪一个呢？
从图中我们可以看到，橡皮宝宝可以放入较大的两个量筒中，根据下面提供的量筒信息，你会选择哪一个呢？
A、1000ml/10ml
B、500ml/5ml
老师可以根据上图中的提示，请学生分析选取量筒的原则。
问题2：如何观察液面？
通常液体（除水银）倒入量筒后，液面静止时成凹形，如下图所示。
▲液面成凹形
实验课前，老师通常都会强调该如何观看液面，但常常容易忽视通过实验让学生了解仰视或俯视对测量数据产生的影响，实验中也不能保证每个学生在观察液面时，都能按要求去做。
我们可以通过洋葱物理视频中的几个画面，让学生了解应该如何观察液面，仰视或俯视测量数据将会产生哪些影响。
Q1:凹形的液面该怎么读数呢？
Q2:如果俯视会有什么影响呢？
Q3:如果仰视会有什么影响呢？
Q4:如何读数才是正确的姿势呢？
▲ 原视频请在洋葱APP中查看，视频位置：
初中物理-八上-质量和密度-体积及其测量-量筒的使用
为什么有的液体倒入试管中，稳定后液面成凹形，有的又成凸形？其原因是由于浸润现象引起的。
浸润现象发生在液体和固体接触时的边界部分，是由于这两个接触薄层的特殊性质引起的。
当附着层的分子密度大于液体内部的分子密度，则分子力表现为斥力，附着层具有扩展的趋势，形成了浸润现象。当附着层的分子密度小于液体内部的分子密度，则分子力表现为引力，附着层具有收缩的趋势，形成不浸润现象。
把浸润液体装在容器里（如将水倒入量筒中），靠近器壁处的液面呈向上弯的形状，静止时液面呈凹形。
把不浸润液体装在容器里（如将水银倒入玻璃容器中），靠近器壁处的液面呈向下弯的形状，静止时液面呈凸形。
对内径小的容器来说，这种现象很显著，整个液面呈弯月型。
02
培养学生能力
利用提供的测量器材，测出不易测量的量
由于不同学生的能力水平不同，因此课堂上的分层教学问题也经常困扰着一些老师。能不能在实验过程中，不失时机地进行“培优”呢？
在这里提供两个“培优”实验，供大家参考：
1.在没有配套砝码的情况下，只用一架天平能不能测出物体的质量？例如要测一部手机的质量，该如何去做呢？
2.若只有三角板和刻度尺，能不能测出如下图所示的薄壁玻璃瓶的容积？（瓶子的厚度可忽略不计）
老师在教学时，可以先让学生自行思考，再集中学生的方案，发现闪光点并讨论可行方案。
那么该如何设计这两个实验方案呢？相信您看完下面两个视频就很清楚了！
▲ 完整视频请在洋葱APP中查看，视频位置：
初中物理-八上-质量和密度-常见物质的密度-水和冰的密度
▲ 完整视频请在洋葱APP中查看，视频位置：
初中物理-八上-质量和密度-综合应用-测瓶子容积
在解决这两个问题过程中，老师要注意发散学生的思维，结合学生所学的密度知识来求解实际问题，并通过这两个实验来体会“转换法”和“替代法”是如何应用的。
对于实验2，或许还会有学生提出仿照“特殊方法测直径”来测瓶子的容积的想法。老师要注意引导学生分析“为什么不能采用这个方法？依照洋葱视频中的方法还应注意什么问题？”
03
培养学生实事求是的科学态度
物理经常要通过实验，发现或验证一些规律。而在实验过程中，经常会出现测量数据不尽人意、与预想不相吻合的情况。
如果是一些验证性实验，有的学生可能会出现“为了凑数据，修改实验数据”的现象。所以，培养学生实事求是的科学态度十分重要。
对一些有质疑的数据，老师可以和学生一起分析，找出问题的原因，重新实验并取得最佳结果。我们来看下面一个实例：
学生对同一种材质的不同木块，分别测出它们的质量和体积，并将实验数据记录表格。
其中有一个小组测出的数据如下表所示：
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学生不明白：为什么本组的实验结论与其他小组不同，为什么同种物质m/v 的比值差异会这么大呢？其他小组的实验数据为什么基本上是相同的呢？
为了帮助学生找出问题的原因，老师将她们的数据展示出来，并请该组同学对第一组质疑的数据重新测量，结果数据无误。
究竟问题出在哪了呢？
老师和学生一起观察分析后发现：问题可能出在天平标尺的分度值为0.5g上。由于选用的木块本身的质量很小，分度值偏大，测量产生的误差会增大。
大家纷纷赞赏了这个小组同学如实记录数据的态度，还有同学给出了减小误差的方法：将木块换为铝块，选用分度值（感量）为0.2g的天平重新实验。该组同学重新测量得到了她们预期猜想的实验结果：同种物质，m/v 的比值是相同的。
初中有很多学生参与的实验，由于测量仪器、被测对象、观察者的原因，测量数据可能各组都会有些差异。
老师一定要向学生强调“一味追求理想数据，而放弃实事求是的原则”是不可取的。同时在教学中，老师也要注意发现学生的问题，并及时给与纠正。
结语
对于初中物理，实验味更浓，需要学生参与的也更多。合理设计实验可以提升对学生多种能力的培养，也更容易让老师在实验中启迪学生的智慧，使学生的能力得到全面发展。
洋葱物理教研室欢迎大家积极留言，参与教学讨论，希望能为您的教学助一臂之力。
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