物理實驗在教學中的作用

摘 要： 文章闡述了物理實驗在教學中的重要作用，通過四個方面說明了只有重視實驗教學，才能使學生在獲取物理知識的同時，潛移默化地形成良好的科學素養(yǎng)。只有加強實驗教學，才能培養(yǎng)學生的觀察和實驗的能力，以及創(chuàng)新思維的能力。

關鍵詞： 物理實驗 演示實驗 分組實驗 小實驗 創(chuàng)造能力

物理學是一門比較抽象的科學，是以觀察、實驗為基礎的學科，它包含的內(nèi)容極其豐富，許多基本概念、定律、定理需要學生掌握，教學過程中的各個環(huán)節(jié)密切聯(lián)系。物理實驗更是教學中極其重要的環(huán)節(jié)，在中學物理教學中具有不可替代性。

這些年來，國家對素質(zhì)教育十分重視。國家教委考試中心在高考說明中明確指出要加強實驗能力的考查，近年的高考物理試題中，有學生實驗、演示實驗，還有小實驗，而且實驗題所占的比重逐年增加。實驗考試分為四項：口試、筆試、操作和小制作。如用干涉法檢查平面的實驗，簡諧振動圖像的演示實驗，光電效應演示實驗，運用靜電計研究平行行板電容器電容量的決定因素，光電效應的演示實驗和LC振蕩電路的演示實驗。高考的題型變化真正體現(xiàn)了命題者的指導思想：“出活題，考能力”，“讓只有真正做過實驗的人才能做得出來”。“實驗教學應擺在物理教學中的首要地位”已成為廣大物理教師的共識。很多中學物理教師正自覺地朝著加強實驗教學的方向努力，一些學校還開展了“實驗教學”的課題研究。雖然如此，由于長期受應試教育思想的影響，加之“實驗考試”的分數(shù)比例較小，重視課堂理論教學而輕視實際操作的現(xiàn)象還沒有得到根本改變。采取“以講代做”的實驗教學方式大有人在。一些教師還沒有很好地認識到實驗在物理教學的重要作用。

一、重視演示實驗，激發(fā)學生興趣，提高教學質(zhì)量

從18世紀德國、法國建立了學校的演示實驗室，教師經(jīng)常用昂貴的儀器演示生動的現(xiàn)象，從此便開始了世界上的物理實驗教學，成為物理教學中重要的教學手段和有效的教學形式。演示實驗的最大優(yōu)點，就是能很好地培養(yǎng)學生的觀察力，明確實驗目的，觀察細微的實驗現(xiàn)象。教師充分利用演示實驗，能有效地縮短教學時間，將各種物理現(xiàn)象，紛繁復雜的數(shù)量關系，直觀地展示給學生，從而大大提高教學效率。比如：高二“法拉第電磁感應定律———感應電動勢的大小”一節(jié)中，法拉第電磁感應定律的得出是建立在三個演示實驗的基礎上。在教學過程中，通過演示導體切割磁感線，導體和磁體發(fā)生相對運動，閉合電路的磁場發(fā)生變化，從實驗現(xiàn)象得出“穿過閉合電路的磁通量變化越快，感應電流和感應電動勢就越大”這一結論。在這一實驗結論的基礎上得出了“電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比”這一法拉第電磁感應定律。這樣，學生在物理實驗基礎上在頭腦中建立了法拉第電磁感應定律，并且對這一定律的理解極為深刻。

同時，物理演示實驗具有形象生動有趣的特點，能為學生在形成物理概念、得出物理規(guī)律前創(chuàng)設物理情景，使學生感受頗深，從而激發(fā)學生學習物理的興趣。搞好物理演示實驗教學，不僅能夠達到使學生掌握好基礎知識和基本技能的要求，而且能使它成為學生學習探索知識的過程，從而使學生建立科學的思維方法，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力，全面提高學生的素質(zhì)。

二、加強分組實驗，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力

“物理知識的理解和應用是需要動腦、動手，并克服一定困難才能達到的”。根據(jù)教育心理學的觀點，課堂教學的目的不在于教師完成某種過程，而在于通過某種活動促使學生在行為上發(fā)生某些重要的變化，以及理解上、態(tài)度上、技能上的變化。只有學生主動參與實驗，在教師的認真指導下獲得物理知識，印象才會更加深刻。

大多數(shù)學生都有好奇好動的心理特點，多讓學生親手做實驗，教師再加以引導、啟發(fā)，鼓勵學生自己設計實驗，并讓學生自己親自操作，使學生更細心、全面地去觀察物理現(xiàn)象，體驗物理規(guī)律的奧妙。比如：高一物理教材中安排了“驗證力的平行四邊形定則”的學生分組實驗，要求學生通過互成角度的兩個共點力合成的實驗，來驗證力的平行四邊行定則。具體來說，就是先用力的平行四邊形定則求出已知的兩個互成角度的共點力的合力，再用彈簧秤測定這個合力，進而考察它們是否相等來加以驗證。在這個實驗中，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，用一個力的作用替代幾個力的作用，這個力就是那幾個力的等效力，即是那幾個力的合力。所以，求合力實質(zhì)上是尋求一個等效力，用這個力替代物體實際受到的那些具體的力。力的平行四邊形定則是運用等效的概念和方法，通過理論與實踐總結出這種等效替代所遵循的規(guī)律。因此，通過“驗證力的平行四邊形定則”這一實驗，使學生在運用等效的科學思維方法的基礎上，利用物理實驗這一手段更加深刻地理解了力的平行四邊形定則。這樣，他們在實驗操作中作了主人，既激發(fā)了學習物理的興趣，又開發(fā)了智力，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維的能力。

三、鼓勵學生做好小實驗，培養(yǎng)學生的動手能力

小實驗、小制作具有取材容易、貼近生活、直觀明了、便于操作的特點，不僅能加深學生對所學知識的理解，而且能極大地提高學生學習物理的興趣，鍛煉學生的動手制作能力和獨立操作能力，發(fā)展智力。學生在動手完成各種小實驗、小制作過程中，思維異常活躍，學習欲望高漲，參與意識增強，都迫切地希望進一步探索問題，通過實驗，學生學習到的物理知識就比較深刻、牢固。如：“土電話”、“電鈴”、“水面浮針”、“自制滑動變阻器”等小實驗、小制作有很強的趣味性和知識性，十分貼近學生的生活，符合初中學生好奇、好問、好動、好學的心理特征，能夠豐富學生對物理現(xiàn)象和物理規(guī)律的感性認識，能夠讓學生體會出物理學“讓事實說話”的特點，易于形成和發(fā)展學生的原有認知結構。

物理小實驗不僅培養(yǎng)了學生對物理學科的探究興趣，熱愛科學的精神和動手實驗的能力，加深了對所學知識的理解，而且有利于發(fā)展學生的個性，充分展示學生的才能，為學生創(chuàng)造成功的機會。這對學生的發(fā)展不僅具有即時價值還具有延時價值。

四、給學生創(chuàng)造自己動手實驗的機會，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力

由于人的個性差異，一些學生往往不滿足于課堂上所看到的或書本上所接觸到的實驗，他們往往表現(xiàn)出較強的動手欲，很多想法都想付諸實施，而另有一些學生動手能力不強，在實驗中往往處于旁觀者的地位，有時想自己試著做實驗，又怕周圍的同學譏笑。因此不定期地開放實驗室，既可以給學生施展身手、創(chuàng)造動手的機會，又可以為動手能力較差的學生提供鍛煉自己、提高實驗能力的場所。實行的辦法可以采取自愿參加，全方位開放的形式，或根據(jù)興趣愛好組織專題研究和探討。學生在這種環(huán)境下或復習已學實驗的操作，或做些自己設計的小實驗，能極大地增進學習物理的興趣，從而有益他們動手能力的增強，有利于創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。

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