實驗

摘 要：隨著素質教育的深入開展，探究型學習和教學越來越受到教學工作者的重視，地位也越來越重要。而實驗正是探究的主要手段。物理是一門以實驗為基礎的學科，也是獲得物理知識的重要手段。

關鍵詞：實驗導入；邊學邊實驗；家庭實驗室

物理學是一門建立在實驗基礎上的科學，在教學中要充分實現實驗的教學功能，就必須根據教學實際進行實驗創新，實驗創新除了實驗本身的價值以外，教師在實驗創新活動中體現的創造思想和行為對學生創造力的培養產生的潛移默化作用是不可估量的，這也是實驗創新的獨特教育功能。

實驗創新并非簡單意義上的自制教具，它具有豐富的內涵，從設計思想到演示手段，從設備組裝到自制教具，從實驗步驟到演示技巧，在實驗的每一個環節都包含創新的內容。

實驗創新要以提高學生能力和素質、提高教學效率為宗旨，以突出教學重點、突破教學難點為目的，以原有實驗之不足或教學過程中出現的新問題為突破口，實驗創新更要求教師有良好的實驗素質，要有思維的靈活性，在解決問題時打破常規，多方位思考，大膽提出各種創造性設想。

一、實驗導入

物理學是一門以觀察實驗為基礎的學科，觀察和實驗是物理學的重要研究方法，法拉第曾說過：“沒有觀察，就沒有科學，科學發現誕生于仔細的觀察之中。”實驗引入法的最大特點是直觀形象，應盡可能創造條件，爭取有每節課都要做實驗，實驗前應提出問題，將學生的注意力引向高度的集中，對觀察到的實驗現象提出多方面猜想，自然引入新課。

筆者在教學實踐中主要采用了以下一些方法，現舉例說明，與同行討論。

1.趣味物理實驗導入法

利用有趣的物理實驗或者學生意想不到的奇特現象，喚起學生的注意，引起學生的思考，從而產生強烈的求知欲望而導入新課。例如，一滿杯水中還能加多少個大頭針，學生起先會很謹慎地猜1個、2個，通過另一位學生的演示，學生會接著猜5個、10個，但誰也沒想到最后可以放百余個大頭針。大家都覺得很神奇，都想知道這是什么原因，而教師不做任何解釋，只是告訴大家這都是神奇的物理知識，從而激發了學生強烈的學習興趣。

2.自制教具導入法

在課前教師自制相關的教具，學生基本上都沒有見過，也不知道其內部結構。通過好奇、發現、了解、探索、升華幾步后，學生不僅掌握了知識，而且自己也能做出這樣的實驗裝置。例如，學習“眼睛是一架神奇的照相機”一節時，筆者先做了個簡易的照相機，內部結構不讓學生看見，學生利用這個照相機可以很清晰地看到近處、遠處的物體。學生很想知道成像的原理，當然更想了解黑箱中的內部構造，從而激發了學生學習本堂課的信心。當學生具備了這一節的知識后，學生也就可以自制這個教具了。

3.實驗競賽導入法

以雙方競賽來解決某一實際問題的形式導入新課，往往也能產生很好的效果。例如，上到磁體與磁場一節時，為了引入磁體，筆者邀請幾位同學進行了比賽——投擲飛鏢，比賽獲勝者可以來觀察一下這個飛鏢和飛盤，學生自然會說到飛鏢和飛盤上可能含有磁性物質，由此引出了磁體。

4.解決實際問題導入法

生活中處處都有物理，處處都應用到了物理知識，利用物理知識解決實際問題，這也是物理對生活有用處的方面。例如，在講到電流的熱效應一節時，筆者用到了這樣的導入方式。要求學生將一塊泡沫塑料切成形狀規則的長方體，有的學生用起了小刀進行切割，有的學生索性用手來掰，最終都不能成功。于是筆者出示了自制教具——電熱鋸（如右圖），通電后電阻絲發熱，自然就可把泡沫塑料切割得非常平整，由此引出新課，而且學生都想來試一試，有效地提高了學生的學習興趣。

實驗導入時還要注意以下兩個問題：

（1）應反復分析教材選出適合的方式，在備課時下功夫，所提問題必須是能激發學生興趣，且能使學生根據教師提出問題，所演示的實驗進行猜想，制定計劃進行實驗。

（2）所演示的實驗不能失敗，教師的演示實驗必須反復實驗，若準備不充分導致課堂演示失敗或出現相反的效果都是與正課教學有弊無利的。

二、邊學邊實驗

學生邊學邊實驗是指教師一邊講授（包括演示），一邊指導學生做有關實驗，從而使學生學習一定知識和技能的實驗教學形式。它是一個比較新的實驗類型，和演示實驗的顯著區別是：演示實驗主要由教師進行實驗操作，學生觀察教師所做的實驗現象和過程。而學生邊學邊實驗則是由學生親自進行操作的實驗。因此，這類實驗更能發揮學生學習的主動性和積極性，更能激發學生的學習興趣，也有助于培養學生的動手能力和物理實驗能力。

1.學生邊學邊實驗的好處

（1）學生邊學邊實驗與教師的講解密切配合，實驗穿插在課堂教學過程中進行，不僅可以為學生隨時提供感性認識，而且有助于教師在課堂上變換教學方式，調節課堂氣氛。

（2）學生邊學邊實驗往往根據教學實驗的需要設置，靈活多樣。

（3）學生邊學邊實驗一般以定性研究為主，對實驗儀器和實驗條件無嚴格要求。

（4）學生邊學邊實驗能幫助老師發現學生的問題或漏洞，并得以及時解決。

（5）學生邊學邊實驗能培養學生多角度思考問題，在學與做的同時，有助于挖掘出多種方法。例如，在進行物體上浮條件的實驗時，難度在于如何測量上浮時小藥瓶所受的浮力，學生認為利用稱重法行不通，于是我就順著學生的思路引導他們用量筒來測浮力。學生自然就會想到用個細鉛絲將小藥瓶全部浸入水中測排開水的體積，聰明的學生又會想到將小藥瓶中灌滿水也可以測量，這樣就用不著細鉛絲了。此時老師就可順勢引導學生思考稱重法是否也可以用，學生頓時豁然開朗，原來一開始排除掉的方法是正確的，這樣學生也就有多種方法來解決這個問題了。

（6）學生邊學變實驗由于是分組完成的，因此有助于培養學生的團結協作能力，發生矛盾沖突時也能比較和諧地解決問題。

（7）邊學邊實驗有利于培養學生的實驗能力。教育家陶行知提倡手腦并用的學習方式。他在《手腦相長歌》中寫道：“人生兩個寶，雙手與大腦。用腦不用手，快要被打倒！用手不用腦，飯也吃不飽。”我們在初中物理教學中提出邊學邊實驗，提出“四動”，正是遵循陶行知先生的教育理論去實踐的。我國中學物理實驗教學的現狀是學生動手的機會太少。開展邊學邊實驗，極大地增加了學生實驗操作的機會，因此十分有利于培養學生的實驗能力。

2.實施邊學邊實驗教學的策略

（1）學生邊學邊實驗的程序步驟：

①教師提出問題，引導學生尋求解決途徑；

②教師講解實驗注意事項或對主要器材的使用進行示范性操作；

③學生動手實驗，觀察現象，分析思考，記錄數據；

④處理數據，得出結論；

⑤應用練習。

由于學生邊學邊實驗一般在教室進行，所以實驗規模不要太大，儀器要盡量簡單，數量要多，學生分組要小，操作步驟不能太復雜，操作技術不能要求過高，實驗時間不能過長，實驗成功率要高。這種類型的實驗在美國中小學的科學課堂上隨處可見。

（2）對器材的要求不是很高的演示實驗，可以改為學生邊學邊實驗。

例如，課本上用小瓶、螺帽等來演示物體浮沉條件的實驗，若改為邊學邊實驗，就可以讓學生在課前準備好一個小藥瓶和一些配重物。實驗時，先讓學生把空瓶放入水下，放手后觀察空瓶的上浮；若把水或配重放入小藥瓶中，放手后觀察空瓶的下沉；在小藥瓶中加入適量的水還能觀察到懸浮的情況。

三、開展家庭實驗室

學生的學習活動雖然更多的是在課堂上進行的，但開展家庭實驗室的課外活動則是課堂教學的重要補充。

1.自制學具、教具

制作實驗器材不僅能培養學生的動手操作能力，而且能幫助學生很好地應用所學的知識來解決問題。如，學習了力的測量后，可以讓學生自制彈簧測力計，在制作過程中，學生就了解了彈簧測力計的原理及結構特點。在學習了凸透鏡成像后，可以讓學生自制簡易的照相機，用這個照相機觀察近處或遠處的景物，學生自然而然就知道該如何調節了。在學習了家庭電路后，可以發放家庭電路的實驗裝置，讓學生自己去連接，在操作中學生就記住了依次的連接順序。在學習了浮力知識后，可以讓學生做“浮沉子”，并試圖讓學生解釋其上浮下沉的原因。學了新知識后，自制學具，自主觀察現象并做解釋，培養了自主學習的能力，遠比做題目效果好。

2.根據物理原理設計實驗

學生的學習不應該僅僅是課堂，而課后的學習也不應該僅僅是做習題。拿起家里的小器材，動手動腦做些有趣的家庭物理實驗，錄制成視頻帶來學校與同學們分享，這也是筆者近幾年在初二學生中推廣的物理活動之一。物理實驗器材不是只有物理實驗室才有，物理實驗也不是只能在物理實驗室才能做。接到任務后，學生首先思考可以做的實驗內容，然后在家里找器材，實在找不到的甚至還可去商店購買。有一位學生做紙鍋燒水的實驗，在實驗中發現水沸騰現象不是很明顯，效果不好，于是他換用了牛奶，為了想要錄制出最好的效果，他整整用了兩大罐牛奶，最后現象非常明顯，效果很好。另一位學生用礦泉水瓶、皮管、橡皮塞等，做了關于大氣壓和液體壓強的實驗，器材簡單，操作也很方便，解說又清晰到位，我相信這一部分知識他一定能掌握得很好。做得最多的實驗就是覆杯實驗了，但是學生的創意也是無限的，有的同學用了滿杯水，有的用了半杯水，有的甚至在水杯中放入了小鐵釘，他們驚奇地發現大氣壓都能把這些東西托得牢牢的。家庭物理實驗在物理教學中的作用是很大的，能激發學生的興趣和學好物理的愿望，能激發學生學習物理的自覺性和主動性，能加深理解和鞏固已學的知識，能發展學生的智力，培養學生探究知識的能力，能把課內課外有機地結合，能擴大學生的知識領域，培養學生的獨立工作能力、實驗能力，還能提高學生的物理素養。

物理實驗應該吸取新課程理念進行改革和完善，教師應解放思想，大膽嘗試，積極進行探索和創新，努力使中學物理實驗成為培養學生獨立自主學習提高能力素質的重要實踐環節。重視物理實驗教學并通過多種方式提高物理實驗教學的有效性，有利于提高學生的科學素養和物理學習的質量。

初中階段培養學生學習物理的興趣很重要，而實驗是最能提高學習興趣的方法。通過物理實驗，不但要達到教材對每一個實驗提出的實驗目的，進行常規的驗證性的實驗教育；還要培養學生的科學實驗素養，理論聯系實際和實事求是的科學作風，嚴肅認真一絲不茍的科學態度；更重要的是通過對分組實驗、課堂演示實驗、課外小實驗以及日常生活中物理現象的嚴密觀察和勤于思考，培養學生主動研究的探索精神和創造性的發現、思考和解決新的實際問題的能力。

總之，創新教育能使學生學會學習，開發智力提高素質，增加了鍛煉的機會，增強了適應社會發展的能力。而其在物理實驗教學中的具體實施，也會給我們培養大量的適應現代化社會需要的人才提供一個可行的方式方法。

參考文獻：

[1]方明.陶行知教育名篇[M].教育科學出版社，2005.

[2]安忠，劉炳升.中學物理實驗教學研究[M].高等教育出版社，1985.

作者簡介：查曉雯，女，本科，1980年1月出生，就職于江蘇省蘇州外國語學校，研究方向：物理實驗教學。