論在高等師范院校開展“中學物理實驗研究”課教學的必要性與重要性

摘 要： 本文對中學物理實驗在中學物理教學中的地位和作用進行了闡述，并指出了師范院校開展 “中學物理實驗研究”教學的必要性，以及如何有效開展“中學物理實驗研究”教學的目的。

關(guān)鍵詞： 高等師范院校 “中學物理實驗研究”課 中學物理教學 實驗研究

物理學是一門研究力、能、場、波的科學，是人們研究其它自然科學和各種技術(shù)科學的基礎。目前，小學三年級學生就已在“科學”課程中開始接觸到物理知識，而初中課程將其單列出來。初中設置“物理”課程的目的在于：使學生更多地初步了解各種物理現(xiàn)象，并從這些物理現(xiàn)象中形象地認識到物質(zhì)世界辯證發(fā)展的普遍規(guī)律。因此學習物理課程，對其中學生形成辯證唯物主義世界觀起著積極的作用。怎樣才能使中學生從物理現(xiàn)象中形象地認識到物質(zhì)世界發(fā)展的普遍規(guī)律呢？做實驗。物理學的形成和發(fā)展是以實驗為基礎的，物理定理、規(guī)律都是通過大量的反復的實驗得出的。因此，在中學物理教學中，學生實驗和演示尤為重要，它是物理教學方法的一個重要組成部分，是使物理教學直觀化和形象化的重要措施，也是培養(yǎng)中學生思維能力的一種重要手段。它不僅可以幫助教師對教材內(nèi)容進行具體而生動的講解，而且可以啟發(fā)學生的思維，發(fā)揮學生學習的積極性和自覺性，促進學生對所學知識的理解、記憶和創(chuàng)新。因此，對高師學生開設“中學物理實驗研究”課是非常必要和重要的。筆者

就此談點粗淺的看法。

一、當前存在的問題

高師學生不重視“中學物理實驗研究”課，這是十分普遍的現(xiàn)象，究其原因，主要是因為他們還沒有從真正意義上理解“物理學是一門實驗科學”。他們錯誤地認為只要學好理論課程，就可以勝任中學物理教學工作，在大學課程中開設“中學物理實驗研究”課沒有多大必要。之所以產(chǎn)生這種錯誤思想，主要根源在于：學生對這門課的認識不夠，目的性不明確。這門課并不是在一般意義上對中學生開設的，而是一門帶有一定研究性和創(chuàng)造性的課，它是集經(jīng)驗、研究、創(chuàng)造于一體，為突出體現(xiàn)高師學生的師范性而特設的一門課程，在強調(diào)素質(zhì)教育的今天，更是體現(xiàn)出開設“中學物理實驗研究”課的重要價值。

高等師范院校開設“中學物理實驗研究”課，并不是簡單的“中學物理實驗”的重復，也不是為了使學生會做這些實驗而開設，而是要讓高師學生學會怎樣才能做好實驗，知道為什么要這樣做，為什么會有這樣的實驗現(xiàn)象，是否可以用別的方法（包括自己設計實驗儀器）來做這個實驗而達到相同的效果，等等，從而為今后的中學物理教學打下堅實的基礎，這才是開設這門課的真正的目的所在。

二、實驗研究在中學物理教學中的地位和作用

中學物理教學從素質(zhì)教育的角度講，不在于傳授知識的高深和數(shù)量，而在于使學生真正、完全掌握基本知識，這就必須通過實驗來完成。高師學生開展中學物理實驗研究，正是對未來中學物理教師的能力培養(yǎng)和基礎訓練，是素質(zhì)教育所不可缺少的。

許多中學物理教師由于在高校學習期間不重視培養(yǎng)實驗操作能力、觀察能力和實驗研究及創(chuàng)新能力，因此在中學物理課堂教學中只注重傳授理論知識，不注重引導學生通過演示實驗來觀察和分析物理現(xiàn)象、學習物理知識和掌握物理概念，更談不上引導學生對科學的探索和創(chuàng)新。這是違背“物理學是以實驗為基礎的科學”這一基本常識的，必然會影響教學效果。

一些演示實驗及演示現(xiàn)象看似簡單，其實內(nèi)涵豐富，要使各種層次的中學生都能通過演示實驗達到應有的教學效果，教師就應具備相對于中學生來說既深又廣的知識層面，以及動手能力、分析能力和觀察能力。這些能力要靠中學物理教師在校學習期間通過對“中學物理實驗”的認真操作和研究來儲備。比如，大氣壓強實驗中“水杯倒置”實驗：“取一個盛滿水的杯子，用硬紙片將杯口蓋嚴，手按住紙片把杯子倒置，紙片不下落，水也不下流。”這表明大氣對紙片有向上的壓力。但是對一些好動手也好動腦的中學生來說，他們往往會發(fā)現(xiàn)有時水不盛滿實驗也能成功。這是為什么呢？這就給中學物理教師提出了更高的要求——在課前必須有充分的準備，或者，教師在校學習期間必須將這些看似簡單的問題弄清楚。學生提出的這個問題，乍看起來是有些不好解釋，水杯里外都是大氣，按理說它們壓強相等，可是為什么多了那么一段水柱，外面的大氣還能托起？要搞清這個問題，就得從理想氣體的狀態(tài)方程說起。由于通常情況下，壓強比較低的氣體就可視為理想氣體，因此，滿足理想氣體的狀態(tài)方程：

PV=RT。

杯內(nèi)氣體在水杯倒置前后其質(zhì)量、溫度一定，設倒置前后壓強、體積分別為P、V、P、V，因此：

PV=PV=常數(shù)，即：=。

于是可知：壓強與體積成反比。

細心的學生就會看到，倒置后紙片脫離了杯口，并在杯口產(chǎn)生了一小段水柱，這表明倒置后杯內(nèi)氣體體積V增大了，即V＞V，因而杯內(nèi)氣體與水柱產(chǎn)生的壓強之和正好與杯外的大氣壓強相等。因此，即使杯中的水不盛滿，倒置后紙片也不會下落，水也不會流出來。一些學生對紙片不下落是大氣壓強作用的結(jié)果產(chǎn)生懷疑，認為紙片之所以不下落，是因為紙片濕潤后本身就有一定的吸附作用，所以它能被杯口吸住而不往下掉。要回答這個問題，教師只要用玻璃片代替紙片做一下這個實驗，學生就會消除疑惑。

師范院校開設“中學物理教學實驗研究”課的目的在于：使高師學生在教師的指導下，通過大量的動手及操作訓練，對中學物理進行充分的實驗研究，認真地把中學物理教材通過實驗研究的方式弄通、吃透，使他們將來一走上講臺就能將實驗貫穿于整個物理教學過程中，講起課來得心應手、應用自如，并能使學生通過觀察到的實驗現(xiàn)象來啟發(fā)思維，從而加深其對物理概念的理解。因此筆者認為開設“中學物理實驗研究”課對高師學生來說是非常重要的。

三、如何開展“中學物理實驗研究”教學

當今世界知識的更新和技術(shù)的淘汰都很快，學生只掌握已有的知識和技能并不能適應科學技術(shù)發(fā)展和需要。因此，在教學中，教師應培養(yǎng)學生大膽懷疑、敢于探索、積極追根求源的精神。“中學物理實驗研究”課的教學就應該圍繞這一宗旨來進行，并根據(jù)中學物理教學的特點，讓學生在培養(yǎng)自學能力上下功夫。物理的自學較其它學科困難，主要是由于語言較艱深、抽象性強、實驗條件受較多局限、感性認識粗淺，因此教師要加強指導、逐步深入強化，指導高師學生根據(jù)現(xiàn)有的設備，把思維技能、思維方法和學科教學結(jié)合起來，創(chuàng)制直觀、生動、價廉的教具、學具，為在今后的教學中提高中學生的學習興趣、自學能力和科技創(chuàng)新意識打下良好的基礎。

“中學物理實驗研究”應和“中學物理理論研究”緊密結(jié)合，在教學中教師應努力為學生提供創(chuàng)造性活動的機會，教學中多開展討論和實驗教學，加強探索性實驗，開展豐富的課外活動。比如，前面提到的“水杯倒置”實驗，教師就可以先讓學生做通常情況下的實驗——水杯盛滿水，然后讓學生做一做在水杯不盛滿水的實驗，看實驗是否也能成功，再讓學生就此問題進行分析、討論。這樣可使學生結(jié)合所學知識充分發(fā)揮其想象力。在進行“摩擦力研究”的實驗時，可先請學生自行設計驗證“摩擦力及比較滑動摩擦力大小”的實驗方案。再如，在進行“阿基米德定律實驗”研究時，可讓學生想想：怎樣操作誤差更小；若此實驗要進行課堂演示，應選什么樣的實驗裝置講解才能方便、直觀，等等。在上“中學物理實驗研究”課的同時，教師還應穿插組織學生觀看優(yōu)秀教師的課堂教學光碟，從中體會物理演示實驗在課堂教學中的應用方法。這樣，既能為學生將來的課堂教學打下基礎，又能使他們對“中學物理實驗研究”課有新的認識。

參考文獻：

［1］何圣靜，李文何.物理實驗指南.機械工業(yè)出版社.

［2］劉炳昇，魏日升.初中物理教師實驗技能.高等教育出版社.

［3］張三慧，沈慧君.大學物理學《熱學》.清華大學大學出版社.