發揮實驗在物理教學中的作用

牛魁章

實驗是人類認識世界的一種重要活動，是進行科學研究的基礎。物理是以實驗為基礎的學科，物理概念的建立和物理規律的發現都是以實驗事實為依據的，要學好物理就必須重視實驗這一教學環節。通過實驗可以開發學生智力、激發學習興趣、培養學生的觀察能力和實際動手操作能力，是提高物理教學質量的有效途徑。

但是，我們應該看到，在物理教學中實驗沒有很好發揮應有的作用，特別是在邊遠地區，由于受實驗條件的限制，這個問題更加明顯。這種狀況嚴重阻礙了物理實驗教學的改革和發展。雖然素質教育已經成為教學改革的方向，可是面對升學、考試等問題時，又重新要求學生去做大量的練習題和考卷，來培養學生的應試能力。這種應試教育機制嚴重扼殺了中學生的創造力和想象力。

只有正確認識實驗在物理教學中的作用，只有重視實驗，才能使物理教學獲得成功。學生只有通過實驗觀察物理事實，才能真正理解和掌握知識。目前，中學物理教學中實驗和實踐環節較少，即使有實驗課，也多是要求學生按照一定的實驗程序一步步進行死板的操作，不利于學生真正的科學素質的培養。

筆者認為，在物理實際教學中應從以下三個方面更有效地發揮實驗對物理教學的作用。

一、激發學生學習物理的興趣

人類有強烈的認知好奇心。愛因斯坦認為，興趣是最好的老師。縱觀人類科學發展史，科學家正是憑著一顆好奇心以及由好奇心產生的靈感而獲得科學發現和發明的。歷史上曾經有無數人對自然的奧秘發出過質樸的疑問，天體是怎樣運行的？熱現象的本質是什么？光的本質是什么？正是如此之多美妙而復雜的自然現象，激發了一代又一代物理學家的好奇心，促使他們去探索自然。科學家的成就和哲理昭示我們，好奇心是興趣愛好的原動力，興趣愛好則能使學生萌發熱愛科學的情感，產生強烈的求知欲和探索欲。因此，激發學生的好奇心，培養他們學習物理的興趣應是現代教學中重要的課題，而物理實驗恰恰是解決這一問題的有效方法。物理實驗具有極強的吸引力，如，氣懸球、有趣的肥皂膜、光的衍射等，實驗過程生動、富有懸念，既有預料中的必然性，又有未知的玄妙性，使學生產生一種疑惑和好奇心，從而主動去探索，產生獲取新知識的欲望，這種欲望加以引導就可以轉化為一種熱愛科學的志向。有趣的實驗把學生引入物理知識的海洋，物理難學這一畏難情緒便會明顯淡化。

二、著意培養學生的創新能力和動手能力

一個國家的生存和發展。“創新是一個民族發展的靈魂，是國家興旺發達的不竭動力”，所以，培養高素質、具有創新精神和創造能力的建設者是教育的崇高目標。讓每一名學生有機會親自動手做實驗，這是新課程教學中的重點所在，這不僅是為了讓每一名學生都掌握實驗原理、實驗技能和操作方法，正確使用實驗器材，而且也是為了培養學生觀察能力和思維能力，培養學生良好的實驗習慣。

實驗中，選擇實驗器材、設計實驗方案、進行實驗的過程，對學生來說都是創新活動。課外實驗更是要求學生不拘泥于書本，不迷信權威，不墨守陳規，充分發揮自己的主觀能動性，獨立思考，大膽探索，標新立異，積極提出自己的觀點、思路和方法。課外實驗在培養學生的創新意識和創新能力，以及個性和特長等方面具有獨特的優勢和作用。因此，要為學生多提供豐富的實驗素材和實踐機會，培養他們的實際動手能力和創造能力。

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”。親自動手，會遇到平時想象不到的操作問題，不斷嘗試實際動手練習，由不熟練、做不好到動作靈活、實驗效果良好，培養了學生的動手能力。要培養學生的創造性和邏輯推理能力，將所學知識深化和升華，就需借助于實驗開闊學生思路。如，小實驗巧“找重心”，不僅溫習了“重心”和“重力方向”等概念，又使學生學會用吊掛法求不規則物體的重心，明白了雜技演員“走鋼絲”、“頂碗”、“蹬殺”等技巧的道理，用小實驗說明大道理，收到事半功倍的作用。

三、把物理實驗與生活實踐相結合

最好的教育就是從生活中學習，在教學中要廣泛地聯系社會實踐，讓學生在社會這個廣闊的天地中將物理知識與生活實際有機結合起來。從實際應用的角度引導學生從生活走進物理，從物理走向社會，提高實驗教學的實用性。這不僅培養了學生的聯想力，應用知識的能力，也讓學生進一步認識了周圍現象的本質，解決了問題，感受到了物理知識的作用，從而進一步激發了他們愛科學的情感。可以使學生感到物理就在身邊，進而使學生認識和理解物理學對個人和社會的作用與價值，同時還可以使學生形成運用物理知識解決身邊問題的思維方式，培養和提高學生的科學素養。創設生活化情景，設計出與此相關的實驗探究，不僅使教學內容真實、親切，而且具有挑戰性和探索性，學生就會在已有認知的基礎上萌發創新的欲望，積極與同學、教師互動，提出問題、探究問題、解決問題，從而不斷發展和完善自己的知識結構與創新能力。

比如，汽車在我國已經進入家庭，人們對汽車越來越關心。

培養學生的創新精神和實踐能力是素質教育的重點，關系到汽車的種類也越來越多，車型也有很大差異，那么大小汽車的前擋玻璃的傾斜度為什么不一樣哪？帶著這個問題讓學生乘坐不同的汽車進行體驗，起初他們認為，小汽車的前擋玻璃做成傾斜的就是為了減小行駛過程中的阻力。通過實踐發現，原來要從光學角度來說明問題。擋風玻璃是透明的，但不是絕對沒有反射。坐在駕駛員后面的乘客會由于反射成像在駕駛員的前方。小轎車較矮，坐在里面的乘客經擋風玻璃成像在前方，若擋風玻璃是豎直的，則所成的像與車前方行人的高度差不多，這就會干擾駕駛員的視覺判斷，容易出事故。而當擋風玻璃為傾斜時，所成的像就會在車前的上方，駕駛員看不到車內人的像，就不會影響視覺判斷，保證行車安全。大型汽車一般很高，駕駛員的視線比路面行人要高，雖然車內乘客經擋風玻璃反射成的像在車前方，但位置比路上行人高得多，且比較暗淡，因而不會影響駕駛員的視覺判斷。

又如，怎樣把生熟雞蛋分辨開？其實方法很簡單，能豎立旋轉的就是熟雞蛋，原因何在呢？把生熟兩個雞蛋去殼分別放在兩個碗中一看，道理就自然明了。原因在于熟雞蛋的部分旋轉能量在蛋殼與桌面之間的摩擦力作用下轉換成了一個水平方向的推力，使熟雞蛋的長軸方向改變，在一系列的搖晃震蕩中由水平變為垂直。而生雞蛋的內核是液態，會吸收旋轉能量，使它不能轉化為推力，因此生雞蛋旋轉時不會豎立起來。

再如，為什么擦過的皮鞋會比以前更光亮？同樣款式的新舊兩雙皮鞋進行對比觀察，就會發現新皮鞋的表面比舊皮鞋的表面光滑得多。舊皮鞋涂上鞋油，雖然亮了許多，但仍無法與新皮鞋相比。皮鞋的亮度是否與鞋面的光滑程度有關呢？用放大鏡觀察可以看到，舊鞋表面凹凸不平，而新鞋面比較光滑。再把舊皮鞋上涂油與不涂油區域進行比較，會發現涂油后的區域表面明顯變光滑了，而且在陽光下也有光澤。這時可以引導學生聯想到，影劇院墻壁的表面是凹凸不平的，這樣可以使聲音大部分被吸收掉，讓觀眾不受回聲的干擾。同樣道理，光線照到任何物體的表面都會產生反射，假如這個平面是高低不平的，光線就會向四面八方散射掉；而平面是光滑的，我們就可以在一定的方向上看到反射光。皮鞋的表面不是絕對的光滑，如果是舊皮鞋，它的表面當然更加的不平，這樣它就不能使光線在一定的方向上產生反射，所以看上去沒有什么光澤。而鞋油中有一些小顆粒，擦鞋的時候這些小顆粒正好可以填入皮鞋表面的凹坑中。如果再用布擦一擦，就會使皮鞋的表面變得光滑，反射光線的能力也強了，看起來就更亮。

為學生創造豐富多彩的實驗素材和社會實踐的機會，不僅可以培養學生探索的樂趣，養成良好的思維習慣，而且還能培養學生初步的科學實踐能力，同時，也可以讓學生從感性上知道物理知識是有用的，體會到物理知識的價值，從而提高學習物理的積極性。加強實驗可以使物理教學更加生動、具體，教學內容更加豐富、充實，使學生把知識學得更靈活主動，從而更好地發揮以教師為主導、學生為主體的作用，提高物理教學的效果。