教学目标的四个层次
按照初中物理教学标准的规定，初中物理实验能力的形成需要经历一个由低级到高级的发展过程，这一渐进过程可以根据认识规律划分为许多层次，每一层次制定一些行为指标，称为教学目标；在教学中，只要逐层次地达到了目标，实验能力也就随之形成了。
根据教材和标准的要求，以及教育心理学的原则，湖南师范大学甘尚鹏老师认为初中物理实验教学目标可以分为四个层次：仪器认识→仪器使用和操作→实验技能和实验方法→实验分析和综合运用。每一层次的教学目标如下：
仪器认识
学习初中物理，要求认识一些常用仪器，能叫出仪器名称及其组成部分，例如天平，要求能叫出它的横梁、刀口、止动旋钮、游码、天平盘、砝码、镊子等名称，而不是把天平盘叫做“装东西的盘子”，把镊子叫做“钳子”。
初中物理通过学生分组实验，要求认识的基本仪器有九种：刻度尺、天平、弹簧秤、量筒(量杯)、温度计、量热器、安培表、伏特表、滑动变阻器。
(1)刻度尺
包括直尺、卷尺、游标尺、螺旋测微器；认识这些尺的主要组成部分、刻度和单位。
(2)天平
认识物理天平、托盘天平以及物理天平的构造。对物理天平构造的认识应能对照图或仪器指出四组实物。①底板、底板螺钉；②支架、止动旋钮、指针、标尺、重垂线；③横梁、刀口、游码、天平盘；④砝码、镊子，反之对照实物能叫出名称。
(3)弹簧秤
认识柱形弹簧秤、铁壳弹簧秤、板式弹簧秤，认识弹簧秤的构件，弹簧、指针、刻度、挂钩等。
(4)量筒、量杯
是一种有刻度的容器，圆柱形的称为量筒，倒圆台形的称为量杯。量筒和量杯的器壁上有刻度，刻度单位是体积单位cm3。
(5)温度计
认识各种温度计的性能及使用方法。温度计按构造分有水银温度计、酒精温度计、煤油温度计；按用途分有普通温度计和体温计。温度计的主要部分为：粗细均匀的玻璃管，管壁上的刻度和管下盛水银(或酒精)的玻璃泡。温度计的单位是摄氏度，有些用于测气温的温度计还同时刻有华氏度。
(6)量热器
它是一种绝热仪器，其结构有内筒、外筒、木支架、搅动器和木盖(上面有温度计插孔和搅动器插孔)。
(7)安培表
是一种以安培为单位的电流表。从外部看主要有表头和接线柱，表头内有指针，表面刻有字母A(安培表的标记)和量程刻度，两个量程的安培表刻度有上、下两排读数，与接线柱的量程相对应；接线柱有正负之分，以记号“十”标出正接线柱，则其余两个标有量程的为负接线柱。
(8)伏特表
外形与安培表相似。表头表面标有字母“V”作为标记。一个量程的伏特表只有两个接线柱；有三个接线柱的伏特表则有二个量程，如0～3伏、0～15伏。
(9)滑动变阻器和电阻箱
滑动变阻器的主要组成部分为：瓷筒、线圈、接线柱、金属棒、滑动接触器的金属滑片；电阻箱的主要构造有：接线柱、铜塞和插孔。
仪器使用和操作
通过初中物理实验，不但要认识几种基本仪器，还应进一步学会这些仪器的使用方法。
物理仪器的使用和操作都有一定的规则，叫做操作规程。掌握基本仪器的操作规程，应做到“五会”，即会拿、会放，会调、会读、会接。
(1)会拿
即要学会仪器的正确拿取方法，例如使用天平，拿取砝码时要用镊子；拿温度计不要用手握住玻璃泡；拿弹簧秤时不要使弹簧与外壳接触；拿透镜时手指应夹住毛面，而不应夹住光面。
(2)会放
对仪器的放置方法有一定的要求，如刻度尺的放置要注意与被量长度重合或平行，刻度尺应尽量贴近被测物体并应放正；使用天平时，天平应放在水平桌上，被测物体放在左盘，砝码放在右盘，以便增减；测液体温度时，不能顺手将温度计放入容器中，而应拿住温度计，使得温度计的玻璃泡既浸没在液体中与液体充分接触，又不与盛液体的容器壁接触；安培表与伏特表要放在水平桌面上，且使刻度盘对正自己。
(3)会调
有的仪器在使用前要进行调节与校正。调节要有一定的顺序，例如天平的调节可分二步，第一步调节底板水平(调节部位为底板螺钉，校准部件为重垂线的重锤尖端与其下的小锥体尖端对正)，第二步调横梁平衡(先使游码对准横梁标尺的零刻度线，再调节横梁两端的螺母，基准为指针指在标尺的中央)。在调节过程中，每一个动作都要旋转止动旋钮，使横梁止动；有一些仪器使用前需要校正零刻度线，例如弹簧秤、安培表和伏特表。
(4)会读
有刻度的仪器就要读数，读数也有一定的规则和方法。
①读数的一般规则：A准齐规则。即读数时视线要与刻度平齐；便如用直尺测量长度，眼睛要正对所要读数的刻度线；温度计读数时，眼睛应与水银面(或酒精面)平齐；量筒(或量杯)读数时，特别要注意视线与液面相平齐，液面呈弯曲形时，应以曲面底(或顶)为准。
B有效值规则，即不但要读出准确值同时还应读出估计值。C物理量规则，物理量都有单位，所以测量物理量不仅要读出数字同时还应读出单位。
②读数的变通法则：有些电表读数要进行变换，这种变换往往与量程相配合。例如安培表的刻度标有二排数字，上排为0-1-2-3，这与0～3安培的量程相对应；下排标有0-02-04-06，与0～06安培的量程相对应；有一些电表甚至只有一排标数，我们需要根据相应的量程进行推算，例如只有0-1-2-3的示数，而又有0-06的量程，那么我们可将对应于0～3的示数除以20便得到实际测量值。
(5)会接例如滑动变阻器的使用从原理图到实物接线，需要一个转换过程，线路图正确接线错误的情况经常发生。初中物理只要求掌握滑动变阻器的一种接线方法，如图1所示，即改变电流强度。其接线要诀是在图2所示的滑动变阻器的上、下接线柱中各取一个接头，即只有两种接法：“上下对角”或“上下同边”。
实验技能和实验方法
实验技能一般说来包括四个方面：
(1)正确选择仪器
根据实验要求的精确度和测量范围，选择合适的仪器，才能保证实验任务的顺利完成。
例如要测量0～100克物体的重量，就应当选0～100克力或0～200克力的弹簧秤，量程选得过大会影响实验准确度，量程选得过小不但不能测量还会损坏仪器；又如测量沸水的温度，则应选择量程100℃的温度计，否则会损坏温度计；电表量程的选择更为重要，如果不知道待测电路的电流(或电压)大小，就必须事先进行估算或试测。
(2)按照实验步骤进行实验操作
实验操作有一定的顺序，若顺序颠倒就会带来较大的误差，甚至使实验失败。例如测盐水的密度，就必须先用天平称量玻璃杯的质量，然后往玻璃杯里倒盐水，再测出盐水和玻璃杯的总质量，再计算盐水的质量；如果不这样，而是先把玻璃杯装盐水测量，再把盐水倒出称玻璃杯，那么附在杯上的盐水必将给实验带来误差。又如用温度计测量水温，必定先读数然后取出温度计，不能颠倒。同样，用混合法测比热也应先测冷水温度再测混合温度。
连接电路也是一种很重要的实验技能，所以教材中专门安排了一次组成串联电路和并联电路的实验。串联电路的连接只要按顺序一接一个，一般不会出错；而并联电路就容易出现错误了，而且容易造成电源短路。例如图3(a)的并联电路接成图3(b)的错误，是初中学生经常出现的，为了避免错误，可以教给学生先串后并的接线方法，先接一个与电池串联的电路，再将并联电路连接在相应的端点，这样接线，电路就会变得简捷而清楚。
(3)记录实验数据
要求做到：①科学化。即实事求是的记录，不要胡乱拼造数据，同时还要注意有效数字和单位；②规范化。即自己设计表格进行记录，表格的测量内容栏目应注明物理量的单位，测量栏目内就只需记录数据；表格的设计要有利于数据分析，不仅要包括待测量，还可以包括这些量的简单运算结果。
(4)处理实验数据
物理量的测量都应取平均值，取平均值的方法有：①多次测量取算术平均值。②多次测量用图像描述实验结果，例如“研究萘的熔解过程”实验，就应把实验记录描绘在坐标纸上，然后把点连成平滑曲线，求出萘的熔点。
关于实验方法，应根据不同的实验目的提出要求，初中物理实验按实验目的可分为三类：测量型实验，探索型实验和组装型实验。其中测量型实验又可分为简单物理量的测量和复杂物理量的测量，如下表所示：
测量型实验探索型实验组装型实验
简单测量型复杂测量型
测圆的周长和直径测定物质的密度研究弹簧秤的刻度组成串联电路和并联电路用天平称物质的质量测滑轮组的机械效率研究滑动摩擦用滑线变阻器改变电流强度用温度计测量温度测定物质的比热研究液体的压强与深度的关系用电磁继电器控制电路用安培表测电流强度用伏特表、安培表测电阻研究物体浮在液面的条件安装直流电动机模型用伏特表测电压测定小灯泡的电功率研究杠杆的平衡条件安装简单的照明电路研究凸透镜成像研究萘的熔解简单物理量的测量往往只需使用一种仪器，实验的目的主要是学会基本仪器的使用和操作规程，学会一般实验技能；复杂物理量的测量需要的仪器比较多，测量方法比较复杂，但是任何复杂的物理量都是由基本的物理量以一定的数学式表示的。例如密度ρ=m/V，由质量和体积的比值量度，测定物质的密度实验就要用到测质量的天平和测体积的量筒(或量杯)；同样测小灯泡的电功率(P=IU)实验要用到测电流的安培表。测电压的伏特表，因此通过复杂测量型实验不但可以进一步熟练基本仪器的使用，还能训练按步骤进行操作的实验技能。
教学目标的制定、实施与测评
随着教学改革的深入，以美国着名教育心理学家布鲁姆的教育理论为基础的“目标教学”正在我国中学教学中进行试点和逐步推广。
江苏江阴市中学徐汉屏老师总结了学生实验教学中如何制定教学目标，如何实施目标教学和目标测评等方法，具体如下：
学生实验教学目标的制定制订教学目标是实施目标教学的前提。教学目标是教学活动的指南，又是教学评价的依据，它是整个教学过程的出发点和归宿。学生实验教学与理论教学相比，有它的特殊性和复杂性。它不仅涉及认识领域，还涉及技能领域。因此，制订学生实验教学目标，必须同时兼顾认识领域和技能领域来分类。
对于认识领域的教学目标，布鲁姆按照从简单到复杂的顺序，将其分为知识(记忆和认识所学材料的能力)、了解(把握教材意义及主旨的能力)、应用(将所学知识应用于新情况的能力)、分析(辨别整体中各个局部，并认识其相互联系的能力)、综合(把一些有关的部分、因素或片断组成新的整体的能力)和评价(根据既定标准进行价值判断的能力)六个层次。对于技能领域的教学目标，布鲁姆没有详细的分类，但另有一些教育家按照从低级到高级的顺序，也将其分为领悟(通过感觉器官的观察，领悟技术要领)、接触(指从实物和心理方面接触)、模仿(模仿技术，尝试错误)、操作(从实验、实习等活动中掌握正确的步骤与过程)、熟习(经过反复操作练习，使技术达到精炼纯熟)、创作(超越前面的一切技能，表现出技术上的创造性)六个层次。参照以上分类，结合我国高中物理实验教学的实际，可将学生实验的教学目标分为知识、领会、操作、分析、综合、创新六个层次，各层次的大体含义是：
(1)知识
①知道中学物理实验常规，如懂得安全规则、了解操作规程等；②知道实验仪器的使用方法，能从外观上识别常用仪器，了解其用途和原理；③知道实验的基本事实：如实验的目的、装置、过程和结论等。
(2)领会
①理解仪器名牌或说明书所提供的仪器性能参量；②理解实验的原理、制定主要实验步骤的依据及实验结果的意义等；③理解实验现象发生的条件、现象的特点和本质。
(3)操作
①妥善安装实验装置；②正确使用实验仪器；③正确进行实验操作，调节合理，观察仔细，测量准确；④妥善处理实验中的偶然事故，排除简单故障；⑤合理设计实验记录表，正确记录实验数据。
(4)分析
①分析比较复杂的实验，将其操作过程分解成几组简单的操作过程；②应用函数式、图像法等教学手段，分析处理实验数据；③分析实验结果，得出实验结论；④分析实验误差原因和常见故障。
(5)综合
①掌握通用仪器在不同条件下的使用方法及作用，能根据实验的不同要求选择仪器；②掌握实验研究的一般方法，如比较法、代换法、补偿法、微小量的积累、物理量的变换、各种近似处理等；③掌握通用的操作技能、方法，具备从事实验研究的一般素质。
(6)创新
①根据说明书的介绍和自己的摸索，能使用未接触过的简单仪器；②对标准范围内的实验有独到见解，提出改进意见；③按要求设计新实验或通过实验检验自己的某种设想。
