高中物理課堂的實(shí)驗(yàn)教學(xué)初探

所謂“物理”，就是通過“物”——物理實(shí)驗(yàn)引入物理概念，研究物理規(guī)律。隨著課程改革的進(jìn)一步深入，高考越來越側(cè)重于對實(shí)驗(yàn)的考察，實(shí)驗(yàn)教學(xué)尤顯重要，它更能有效地引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生獲取知識(shí)、進(jìn)行知識(shí)創(chuàng)新的重要手段，是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)興趣、科學(xué)態(tài)度和提高學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力的重要途徑。因此，在教學(xué)中就不得不重視發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)在提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)及終身學(xué)習(xí)中應(yīng)有的作用。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法是我們在實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中進(jìn)行個(gè)體行為的依據(jù)和指導(dǎo)，所有的教學(xué)活動(dòng)都是教師和學(xué)生雙邊活動(dòng)，失去任何一方，都不能成為完整的、有效的教學(xué)活動(dòng)。

一、理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合

結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際，理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的原則，可以用“實(shí)驗(yàn)——分析——再實(shí)驗(yàn)——再分析”，這一教學(xué)模式來體現(xiàn)。

例如，“平拋運(yùn)動(dòng)”一課，教學(xué)中通過曲線運(yùn)動(dòng)的知識(shí)點(diǎn)回顧引入，引導(dǎo)學(xué)生思考如何分析平拋運(yùn)動(dòng)。學(xué)生可能會(huì)猜想水平方向上的運(yùn)動(dòng)與豎直方向上運(yùn)動(dòng)的合成，這時(shí)可以讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，教師引導(dǎo)利用實(shí)驗(yàn)儀器“平拋豎落儀”進(jìn)行驗(yàn)證，分析出豎直方向上的運(yùn)動(dòng)情況。這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)不但揭示現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生觀察問題，學(xué)生進(jìn)入相對思維興奮狀態(tài)。然后請學(xué)生提出自己的猜想，并通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)積極進(jìn)行驗(yàn)證，學(xué)生得到結(jié)論。教師只隱在學(xué)生的思維過程后面，在他們需要具體的幫助時(shí)進(jìn)行技術(shù)上的或是理論上的指導(dǎo)。

接著再做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，將平拋運(yùn)動(dòng)與水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行對比，這時(shí)學(xué)生自然地會(huì)想到如何將這一曲線運(yùn)動(dòng)分解，學(xué)生運(yùn)用推理自己解決了問題。使得整個(gè)教學(xué)過程從簡單到復(fù)雜，從感性知識(shí)逐步過渡到理性知識(shí)，它符合學(xué)生接受新知識(shí)的規(guī)律，能夠充分激發(fā)學(xué)生的思維活動(dòng)，而教學(xué)內(nèi)容中有具體的、有抽象的，而且是從具體出發(fā)，在具體事實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行抽象概括，就能攻破難點(diǎn)。因此，學(xué)生對于從實(shí)驗(yàn)推得的結(jié)果，能夠獲得深刻的印象，對問題的理解比較透徹。

二、注重簡單性和實(shí)效性的結(jié)合

簡單性和實(shí)效性相結(jié)合，要求我們的實(shí)驗(yàn)，取材簡單，源于生活；裝置明了，操作方便；重點(diǎn)突出，現(xiàn)象明顯。

我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不同于科學(xué)研究，通常實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重的不僅僅是結(jié)果，更注重的是實(shí)驗(yàn)的過程。有時(shí)，先進(jìn)的方法或手段，在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中未必合適。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，往往采用比較簡單的實(shí)驗(yàn)裝置和手段，更有利于學(xué)生仔細(xì)觀察儀器和實(shí)驗(yàn)的過程。如果在操作中機(jī)械化成分多，反而達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生能力的預(yù)期目標(biāo)。著名物理學(xué)家朱正元先生說：“壇壇罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”。他提出了因陋就簡、器材代用的可能性。但是，簡單并不一定具有實(shí)效。在我們的教學(xué)中，要切實(shí)做到簡單性和實(shí)效性相結(jié)合，這需要我們有創(chuàng)新的意識(shí)和鉆研的精神，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)新穎實(shí)用的實(shí)驗(yàn)。例如，在“磁場對運(yùn)動(dòng)電荷作用”的教學(xué)中，我們設(shè)計(jì)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：將一個(gè)透明容器（中間及邊緣分別固定一根鐵絲）放在一塊圓柱形磁鐵上，往容器中倒入水，撒上碎紙屑，接通電源，沒有明顯的變化。再往水中加入食鹽，再次接通電源，可以看到碎紙屑往同一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)起來。能很好的解釋定向運(yùn)動(dòng)的微觀離子在磁場中的受力情況。這個(gè)實(shí)驗(yàn)取料簡單，構(gòu)思奇巧，充分體現(xiàn)了簡單性和實(shí)效性相結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)在參加第七屆全國中學(xué)物理教學(xué)改革創(chuàng)新大賽福建省選拔賽時(shí)，獲得了評(píng)委的一致好評(píng)。

三、注重啟發(fā)性和趣味性

啟發(fā)性是各種教學(xué)方法的指導(dǎo)原則，也是唯物辯證法在教學(xué)原則中的具體體現(xiàn)，它要求教師充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，激發(fā)他們積極要求學(xué)習(xí)的心理狀態(tài)，引導(dǎo)他們生動(dòng)活潑地學(xué)習(xí)，讓他們通過自己的獨(dú)立思考，融會(huì)貫通地掌握知識(shí)技能。趣味性能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，興趣能使學(xué)生傾注熱情。因此，教學(xué)必須堅(jiān)持趣味性原則，啟發(fā)學(xué)生觀察分析和研究周圍的事物，不斷發(fā)展學(xué)生的觀察和思維能力。例如，在講到向心力的時(shí)候，讓學(xué)生去自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來體驗(yàn)。學(xué)生想出了非常多的方法，有些方法是非常有效，創(chuàng)意非常新穎獨(dú)到。有一位學(xué)生提出了這樣一個(gè)方案：用一個(gè)玻璃杯怎么把乒乓球搬動(dòng)（不能用手接觸乒乓球），并采用游戲競賽的方式，我們現(xiàn)場做了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，有位男同學(xué)很快利用小球在玻璃杯內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，將球搬到指定的區(qū)域，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很好，學(xué)生的興致很高，也對小球做圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律留下了深刻的印象。

四、讓學(xué)生自己動(dòng)手

物理實(shí)驗(yàn)功能的體現(xiàn)，不僅僅在于獲得所謂的“正確”實(shí)驗(yàn)結(jié)果，更重要的是使學(xué)生經(jīng)歷和體驗(yàn)獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果的探索過程。只有親身經(jīng)歷這樣的過程，學(xué)生才能受到科學(xué)過程和科學(xué)方法的訓(xùn)練，形成科學(xué)的態(tài)度、情感和價(jià)值觀。

例如，“超重與失重”這一節(jié)課是“牛頓第二定律”的應(yīng)用課，所以在課前布置學(xué)生做了充分的預(yù)習(xí)。預(yù)習(xí)包括：課本內(nèi)容；事先到電梯里測量電梯上升下降過程中，人對體重秤壓力的變化；將整個(gè)班級(jí)分成4個(gè)小組，每個(gè)小組設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作觀察超重與失重的現(xiàn)象，并在課堂上展示出來。通過學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實(shí)踐動(dòng)手能力、學(xué)生實(shí)驗(yàn)面向全體學(xué)生、人人參與，讓學(xué)生體驗(yàn)到了學(xué)習(xí)的快樂，把空洞抽象的物理知識(shí)通過學(xué)生探究獲得，加深了學(xué)生的理解，提高了學(xué)習(xí)效率。學(xué)生認(rèn)為物理有趣、有用，能夠主動(dòng)學(xué)習(xí)、快樂接受。從根本上徹底改變“教師講，學(xué)生聽；教師問，學(xué)生答；教師演示，學(xué)生看”的狀況，變被動(dòng)接受的教學(xué)模式為激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的模式。

教師的教學(xué)理念和教學(xué)方法，使教師角色發(fā)生了重大變化，實(shí)驗(yàn)探究過程一定要發(fā)揮教師的主導(dǎo)和學(xué)生的主體作用。利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)置，改進(jìn)、補(bǔ)充原來的教學(xué)方法，能更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率，幫助學(xué)生形成良好的科學(xué)素養(yǎng)，養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。作為新形勢下的物理教師，我們只有不斷發(fā)展，不斷探索，不斷學(xué)習(xí)，處處以學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高為最高目標(biāo)，才可能將學(xué)生培養(yǎng)成社會(huì)所需要的有用人才。

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