物理實驗自我設計的重要性

　　摘 要： 物理學是一門以實驗為基礎的科學。所有的物理知識，包括物理概念、定律和理論，都是在實驗的基礎上建立起來的。因此，培養學生的實驗技能，提高學生的實驗自我設計能力，了解物理學的研究方法，培養嚴格的實事求是的科學態度，對學生今后學習和發展有重要的基礎作用。
　　關鍵詞： 物理實驗教學 探索性實驗 自我設計
　　
　　中學階段是學生在智力和能力發展的黃金階段，學生不僅要掌握升學和就業的必備知識和技能，而且應該具備探索未知事物的能力，不能什么都被動地靠老師去教，這就要求教師要教會學生掌握一些探索客觀世界的方法。物理學是一門以實驗為基礎的科學。物理實驗作為物理教學的基本手段，有其特殊的教學功能，不僅能夠為學生提供學習的感性材料，驗證物理定律，而且能夠提供科學的思維方法，加深學生對基本知識的認識程度，激發學生的求知欲，培養學生的探索和研究能力。而眾多的物理概念、規律正是通過觀察、實驗和認真地加以思索和總結得到的。
　　中學物理中的實驗，根據不同的分類標準可分為演示實驗和學生實驗，定性實驗和定量實驗，探索性實驗和驗證性實驗。在中學物理教學中，最多的是由教師演示的探索性實驗。從培養學生掌握實驗方法的角度來看，教師的演示起著示范作用。安裝調整儀器設備，進行實驗操作，觀測、記錄、處理數據，分析、概括得出結論，在整個演示過程中，學生都會留下深刻的印象。但是在中學能做的探索性實驗，涉及的參數都不多，實驗時一般是依次改變其中之一來考查它的影響，最后概括出反映各參數關系的規律。在演示時學生了解了這樣的考查步驟，在觀察中他們的思維便會處于更積極的狀態，同時也懂得這種用實驗來研究問題的方法。每個實驗都包括提出實驗任務，確定實驗方法并研究如何實現，對得到的實驗資料進行邏輯加工得出結論等階段；實驗的每個階段都跟理論緊密交織著，都要用已有的理論來指導；科學儀器能幫助人們克服感覺器官的局限，使感性認識更加客觀、精細、準確，儀器的設計和使用對實驗的成功起重要作用。
　　傳統的實驗教學大都以演示為主，約占實驗總數的70%。另外，學生實驗也以驗證性為主。驗證性實驗是按“目的→原理→過程→結論→實驗證明”的程序教學的，這種模式的弊端是：學生按照指定的步驟和要求進行實驗，其結果只能是機械記憶、機械操作，在一定程度上抑制了學生的興趣，造成了學生因已經掌握了理論知識而在實驗中缺乏新奇感，這樣的實驗談不上能力的培養和的思維創新；學生在實驗中被動大于主動，實驗材料、實驗步驟是設計好的、固定有限的，時間是規定的一節課或兩節課的時間，一切都要按老師的指令進行，學生做實驗時沒有時間和機會去思考、詢問和嘗試。這種教學方式不利于學生創新意識、求真品格和科學精神的養成。
　　為此我們應改進實驗教學手段和方法培養學生的創新能力。物理實驗教學應以實驗為載體展示教學過程，以問題為線索，力求實驗與思維有機結合，層層遞進，使學生始終處于不斷探索的情境之中。這樣既可優化實驗教學的過程，展現物理自身的魅力，又符合素質教育對物理教學的要求。要改演示實驗為師生共同完成或學生分組實驗，改驗證性實驗為探索性實驗，開展實驗設計，激發創新意識。
　　在驗證性實驗中，學生處于被動接受知識的狀態。而在探索性實驗中，學生是在物理實驗的基礎上，通過科學的分析綜合等思維過程來獲取知識。這一過程要求學生有較多的思考和討論，學生處于一種主動探索知識的狀態，對培養學生的創新能力非常有利。在學習力的分解和合成中，學生對力的分解感到較難理解。我借用體育課的機會讓學生分組拔河，40個男生分兩組，18個女生一組，男生分別拉一根繩的兩端，女生組再用一根繩拉中間，結果是：開始時候，女生很容易就把兩隊男生拉動了，可到一定角度后就再也拉不動了，三隊呈現僵持狀態。這時學生理解了一個力分解可按一定的目的分解為