簡談高中物理實驗的教學

物理是一門實驗學科，高中物理教學中實驗的教學是非常關鍵的。針對高中物理實驗教學的現狀，以及物理高考的發展趨勢和素質教育的要求，我結合自身教學實踐，談談對高中物理實驗教學的認識。

一、高中物理實驗教學的重要性

第一，高中的絕大部分物理規律都是實驗規律，它們都是在觀察和實驗的基礎上，通過分析和歸納得出的。實驗教學的效果直接影響學生對物理規律的理解和應用。第二，從考點上看，11年江蘇高考考試說明來看，考點110個，其中實驗考點10個。必考實驗7個，都是二級要求。所以實驗教學無論從內容上看，還是從難度上看，都占了相當大的比例。第三，從高考試卷上看，實驗歷來都是單獨一項來考，分數大約20分左右，占到了總分的六分之一。綜上所述，實驗教學在高中物理教學是非常重要的。

二、高中物理實驗的教學的現狀

實驗教學在高中物理教學是非常重要的，但是現在的情況是怎么樣的呢？一方面教師在實驗教學上過分強調實驗的格式化、有序化，實驗結果的唯一化（過分認可實驗結果的標準結果）。要求學生是“照方抓藥”“按圖索驥”被動地做實驗。學生在學習實驗時，只是把大量的時間和精力放在實驗目的、原理、步驟、注意事項、數據處理等內容上，一遍遍重復，死記硬背。學生的實驗思維、實驗方法、探索精神得不到預期培養，從而思維顯得單一狹窄，對實際問題的解決缺乏靈活性和獨創性。另一方面，自從09江蘇高考以后在實驗中明確增加了要求，提出學生能在實驗中，發現問題、提出問題，對解決問題的方式和問題的答案提出假設；能制訂解決方案，對實驗結果進行預測；能運用已學過的物理理論、實驗方法和實驗儀器去解決問題，包括簡單的設計性實驗要求。這使得考試考查能力和教學中只注重知識的矛盾在物理實驗教學中顯得日益突出，所以實驗教學方法一定要改善。

三、高中物理實驗的種類和教學方法

不同的物理實驗有著不同的特點，在教學中應加以區別。為了實驗教學更有目的，我把高中物理實驗大體分為三類。

一是探究性實驗，所謂探究性實驗，就是根據物理規律的特點，學生在教師的指導下，自行設計實驗，分析實驗現象和結論，總結物理規律。因此，教師在教學中不但要使學生將總結的規律理解和掌握，還要對實驗的設計方法加以重點研究，尤其是實驗的原理和數據的分析尤其重要。對于實驗的原理多問幾個為什么，對于實驗的數據多問幾個如果怎么樣。例如江蘇高考考點12——探究加速度與物理質量和物理受力的實驗就是一個典型的探究性實驗。教師在教學中對實驗原理要多問幾個為什么。例如，為什么要平衡摩擦力？在什么時候平衡摩擦？整個實驗平衡幾次摩擦？為什么在探究加速度和物體的質量時，要做出加速度和質量的倒數函數圖像？等等。而對于實驗數據的分析，要多假設幾種情況，例如如果圖線不是正比例函數的情況，如果不用打點計時器的情況計算物體的加速度（可利用從靜止開始的勻加速直線運動，加速度與位移成正比的規律）實驗該怎樣處理，等等。這樣的題目很多：例如09年江蘇高考的11題的第三問就考查了圖線不過原點的情況，而09年無錫一檢就考查了不用打點計時器的情況怎樣設計實驗。通過開展探究性實驗，學生不僅對物理規律記得牢，而且能充分調動學習積極性，提高學習興趣。

因此在教學條件允許下，教師應大量采用探究性實驗，還原物理研究的真實方法和步驟。

二是驗證性實驗，所謂驗證性實驗，就是證明物理規律的實驗。在驗證性實驗教學時，教師應該給出物理規律，提出問題，讓學生自己動手完成實驗，處理實驗數據，分析實驗現象，驗證物理規律，從而使學生進一步理解和掌握物理規律。所以這類實驗教學的目的是讓學生理解和掌握物理規律，因此在教學中就應該在物理規律理解和應用上下工夫。例如江蘇高考考點17——驗證機械能守恒定律就是一個驗證性實驗。課本上采用的是落體法驗證機械能守恒的實驗，但這個實驗的教學重點應該是學生對機械能守恒定律理解和應用，教師在教學中應該加深學生對這個定律的理解和應用，所以要從課本出發，但不能局限與課本，而只講落體法。教學設計時應該圍繞機械能守恒定律這一中心展開教學，多設計幾種機械能守恒時的物理情景來驗證機械能守恒。例如利用光電門來驗證，利用平拋來驗證，等等。例如08年江蘇高考的11題就是考查了利用物體沿光滑曲面下滑這個物理情景來驗證機械能守恒的案例。驗證性實驗的最大特點就是學生容易上手，因為學生在實驗之前已經知道了物理規律，有的放矢，學生學習比較主動，同時加深對物理規律的理解，建議教師在分析物理規律時，多設計一些驗證性實驗。

三是應用性實驗，所謂應用性實驗，就是學生使用各種實驗儀器，在教師的指導下，采集數據，分析數據，得出實驗結論。所以這類實驗要求學生學會使用各種實驗數據。因此在教學中要求教師強調實驗儀器的使用問題。例如實驗儀器的使用規范、工作原理、注意事項，以及誤差分析，等等。例如江蘇高考考點43——描繪小燈泡的伏安特性曲線就是一個應用性實驗。這個實驗要求學生在正確使用電流表、電壓表和滑動變阻器的基礎上，測量小電珠的電壓值和對應的電流值，從而分析數據，得出小電珠的伏安特性曲線。教師在教學中必須強調滑動變阻器的接法和電流表電壓表的配合使用問題，在滑動變阻器的接法中應強調限流還是分壓，以及不同接法對滑動變阻器的要求，等等，而電流表電壓表的使用問題應該強調是采用電流表外接還是內接，誤差怎樣分析，等等。例如09年江蘇高考的10題的第二問就考查了滑動變阻器的兩種接法的不同之處。應用性實驗的好處在于，物理實驗儀器的使用和分析，很具體而且很有規律性，對于學生來說很容易掌握。學生在學習時普遍感覺比較容易。

當然，實驗的分類也不是必然的，探究性實驗在給出物理規律時就變成驗證性實驗。驗證性實驗也可以探究物理規律或物理規律的一部分。而無論是探究性實驗還是驗證性實驗在實驗操作時都要用到實驗儀器，所以它們也可以是應用性實驗。這需要教師在教學和復習時靈活應用。