物理實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的作用

摘 要： 文章闡述了物理實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的重要作用，通過(guò)四個(gè)方面說(shuō)明了只有重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，才能使學(xué)生在獲取物理知識(shí)的同時(shí)，潛移默化地形成良好的科學(xué)素養(yǎng)。只有加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，才能培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)驗(yàn)的能力，以及創(chuàng)新思維的能力。

關(guān)鍵詞： 物理實(shí)驗(yàn) 演示實(shí)驗(yàn) 分組實(shí)驗(yàn) 小實(shí)驗(yàn) 創(chuàng)造能力

物理學(xué)是一門(mén)比較抽象的科學(xué)，是以觀察、實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，它包含的內(nèi)容極其豐富，許多基本概念、定律、定理需要學(xué)生掌握，教學(xué)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)密切聯(lián)系。物理實(shí)驗(yàn)更是教學(xué)中極其重要的環(huán)節(jié)，在中學(xué)物理教學(xué)中具有不可替代性。

這些年來(lái)，國(guó)家對(duì)素質(zhì)教育十分重視。國(guó)家教委考試中心在高考說(shuō)明中明確指出要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋甑母呖嘉锢碓囶}中，有學(xué)生實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)，還有小實(shí)驗(yàn)，而且實(shí)驗(yàn)題所占的比重逐年增加。實(shí)驗(yàn)考試分為四項(xiàng)：口試、筆試、操作和小制作。如用干涉法檢查平面的實(shí)驗(yàn)，簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖像的演示實(shí)驗(yàn)，光電效應(yīng)演示實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用靜電計(jì)研究平行行板電容器電容量的決定因素，光電效應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)和LC振蕩電路的演示實(shí)驗(yàn)。高考的題型變化真正體現(xiàn)了命題者的指導(dǎo)思想：“出活題，考能力”，“讓只有真正做過(guò)實(shí)驗(yàn)的人才能做得出來(lái)”。“實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)擺在物理教學(xué)中的首要地位”已成為廣大物理教師的共識(shí)。很多中學(xué)物理教師正自覺(jué)地朝著加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方向努力，一些學(xué)校還開(kāi)展了“實(shí)驗(yàn)教學(xué)”的課題研究。雖然如此，由于長(zhǎng)期受應(yīng)試教育思想的影響，加之“實(shí)驗(yàn)考試”的分?jǐn)?shù)比例較小，重視課堂理論教學(xué)而輕視實(shí)際操作的現(xiàn)象還沒(méi)有得到根本改變。采取“以講代做”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式大有人在。一些教師還沒(méi)有很好地認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)的重要作用。

一、重視演示實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生興趣，提高教學(xué)質(zhì)量

從18世紀(jì)德國(guó)、法國(guó)建立了學(xué)校的演示實(shí)驗(yàn)室，教師經(jīng)常用昂貴的儀器演示生動(dòng)的現(xiàn)象，從此便開(kāi)始了世界上的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，成為物理教學(xué)中重要的教學(xué)手段和有效的教學(xué)形式。演示實(shí)驗(yàn)的最大優(yōu)點(diǎn)，就是能很好地培養(yǎng)學(xué)生的觀察力，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模^察細(xì)微的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。教師充分利用演示實(shí)驗(yàn)，能有效地縮短教學(xué)時(shí)間，將各種物理現(xiàn)象，紛繁復(fù)雜的數(shù)量關(guān)系，直觀地展示給學(xué)生，從而大大提高教學(xué)效率。比如：高二“法拉第電磁感應(yīng)定律———感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小”一節(jié)中，法拉第電磁感應(yīng)定律的得出是建立在三個(gè)演示實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上。在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)演示導(dǎo)體切割磁感線，導(dǎo)體和磁體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，閉合電路的磁場(chǎng)發(fā)生變化，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出“穿過(guò)閉合電路的磁通量變化越快，感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大”這一結(jié)論。在這一實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基礎(chǔ)上得出了“電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比”這一法拉第電磁感應(yīng)定律。這樣，學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上在頭腦中建立了法拉第電磁感應(yīng)定律，并且對(duì)這一定律的理解極為深刻。

同時(shí)，物理演示實(shí)驗(yàn)具有形象生動(dòng)有趣的特點(diǎn)，能為學(xué)生在形成物理概念、得出物理規(guī)律前創(chuàng)設(shè)物理情景，使學(xué)生感受頗深，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。搞好物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅能夠達(dá)到使學(xué)生掌握好基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的要求，而且能使它成為學(xué)生學(xué)習(xí)探索知識(shí)的過(guò)程，從而使學(xué)生建立科學(xué)的思維方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力，全面提高學(xué)生的素質(zhì)。

二、加強(qiáng)分組實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力

“物理知識(shí)的理解和應(yīng)用是需要?jiǎng)幽X、動(dòng)手，并克服一定困難才能達(dá)到的”。根據(jù)教育心理學(xué)的觀點(diǎn)，課堂教學(xué)的目的不在于教師完成某種過(guò)程，而在于通過(guò)某種活動(dòng)促使學(xué)生在行為上發(fā)生某些重要的變化，以及理解上、態(tài)度上、技能上的變化。只有學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)，在教師的認(rèn)真指導(dǎo)下獲得物理知識(shí)，印象才會(huì)更加深刻。

大多數(shù)學(xué)生都有好奇好動(dòng)的心理特點(diǎn)，多讓學(xué)生親手做實(shí)驗(yàn)，教師再加以引導(dǎo)、啟發(fā)，鼓勵(lì)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并讓學(xué)生自己親自操作，使學(xué)生更細(xì)心、全面地去觀察物理現(xiàn)象，體驗(yàn)物理規(guī)律的奧妙。比如：高一物理教材中安排了“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生通過(guò)互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力合成的實(shí)驗(yàn)，來(lái)驗(yàn)證力的平行四邊行定則。具體來(lái)說(shuō)，就是先用力的平行四邊形定則求出已知的兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力的合力，再用彈簧秤測(cè)定這個(gè)合力，進(jìn)而考察它們是否相等來(lái)加以驗(yàn)證。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，我們也看到了，力的合成也就是在保證力的作用效果相同的前提下，用一個(gè)力的作用替代幾個(gè)力的作用，這個(gè)力就是那幾個(gè)力的等效力，即是那幾個(gè)力的合力。所以，求合力實(shí)質(zhì)上是尋求一個(gè)等效力，用這個(gè)力替代物體實(shí)際受到的那些具體的力。力的平行四邊形定則是運(yùn)用等效的概念和方法，通過(guò)理論與實(shí)踐總結(jié)出這種等效替代所遵循的規(guī)律。因此，通過(guò)“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”這一實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在運(yùn)用等效的科學(xué)思維方法的基礎(chǔ)上，利用物理實(shí)驗(yàn)這一手段更加深刻地理解了力的平行四邊形定則。這樣，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)操作中作了主人，既激發(fā)了學(xué)習(xí)物理的興趣，又開(kāi)發(fā)了智力，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維的能力。

三、鼓勵(lì)學(xué)生做好小實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力

小實(shí)驗(yàn)、小制作具有取材容易、貼近生活、直觀明了、便于操作的特點(diǎn)，不僅能加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，而且能極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手制作能力和獨(dú)立操作能力，發(fā)展智力。學(xué)生在動(dòng)手完成各種小實(shí)驗(yàn)、小制作過(guò)程中，思維異常活躍，學(xué)習(xí)欲望高漲，參與意識(shí)增強(qiáng)，都迫切地希望進(jìn)一步探索問(wèn)題，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)到的物理知識(shí)就比較深刻、牢固。如：“土電話”、“電鈴”、“水面浮針”、“自制滑動(dòng)變阻器”等小實(shí)驗(yàn)、小制作有很強(qiáng)的趣味性和知識(shí)性，十分貼近學(xué)生的生活，符合初中學(xué)生好奇、好問(wèn)、好動(dòng)、好學(xué)的心理特征，能夠豐富學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象和物理規(guī)律的感性認(rèn)識(shí)，能夠讓學(xué)生體會(huì)出物理學(xué)“讓事實(shí)說(shuō)話”的特點(diǎn)，易于形成和發(fā)展學(xué)生的原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

物理小實(shí)驗(yàn)不僅培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的探究興趣，熱愛(ài)科學(xué)的精神和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的能力，加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，而且有利于發(fā)展學(xué)生的個(gè)性，充分展示學(xué)生的才能，為學(xué)生創(chuàng)造成功的機(jī)會(huì)。這對(duì)學(xué)生的發(fā)展不僅具有即時(shí)價(jià)值還具有延時(shí)價(jià)值。

四、給學(xué)生創(chuàng)造自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力

由于人的個(gè)性差異，一些學(xué)生往往不滿足于課堂上所看到的或書(shū)本上所接觸到的實(shí)驗(yàn)，他們往往表現(xiàn)出較強(qiáng)的動(dòng)手欲，很多想法都想付諸實(shí)施，而另有一些學(xué)生動(dòng)手能力不強(qiáng)，在實(shí)驗(yàn)中往往處于旁觀者的地位，有時(shí)想自己試著做實(shí)驗(yàn)，又怕周圍的同學(xué)譏笑。因此不定期地開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，既可以給學(xué)生施展身手、創(chuàng)造動(dòng)手的機(jī)會(huì)，又可以為動(dòng)手能力較差的學(xué)生提供鍛煉自己、提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ膱?chǎng)所。實(shí)行的辦法可以采取自愿參加，全方位開(kāi)放的形式，或根據(jù)興趣愛(ài)好組織專題研究和探討。學(xué)生在這種環(huán)境下或復(fù)習(xí)已學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作，或做些自己設(shè)計(jì)的小實(shí)驗(yàn)，能極大地增進(jìn)學(xué)習(xí)物理的興趣，從而有益他們動(dòng)手能力的增強(qiáng)，有利于創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。

總之，如果物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)能從不同角度出發(fā)，有目的地采用不同的物理實(shí)驗(yàn)組織形式進(jìn)行教學(xué)，從不同的方面培養(yǎng)學(xué)生的各種能力，那么，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力無(wú)疑是大有好處的。實(shí)踐證明：只有重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，才能使學(xué)生在獲取物理知識(shí)的同時(shí)，潛移默化地形成良好的科學(xué)素養(yǎng)。只有加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，才能培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)驗(yàn)的能力，以及創(chuàng)新思維的能力。