高中物理實驗教學的重要性

李懷英

【摘 要】物理學本身是一門實驗科學，它是以觀察、實驗為基礎，它的規律都是通過對生活中的一些現象觀察和在實驗的基礎上，認真思考總結得來的。而實驗能力又是高考重點考察的五大能力之一，要求考生能明確實驗目的、理解實驗原理和方法，會使用儀器、觀察分析實驗現象、記錄并處理實驗數據，并且能夠靈活地運用已學過的物理理論、實驗方法和實驗儀器去處理問題。

【關鍵詞】物理教學；物理實驗；趣味性；科學

在物理教學中物理實驗是一個重要內容，也是物理教學的重要方法和手段；實驗教學與理論講授相配合，有利于學生對物理概念和規律的正確建立，深刻理解和鞏固掌握；實驗教學有利于調動學生的主觀能動性，是幫助學生樹立正確觀點，養成科學態度和科學作風的有效措施。

在物理學中，每個概念的建立、定律的發現，都有其堅實的實驗基礎。物理實驗及其教學是物理課程和教學的一個重要組成部分，是學生理解基礎知識，形成基本技能，樹立科學思想，形成科學態度所不可或缺的。在中學物理教學中實驗教學長期得不到重視，有其深刻的原因。有很多教師對實驗教學的意義認識不足，狹隘地認為實驗教學費時又費力，而高考分值只有十幾分，遠不如騰出時間多做題來得實惠，殊不知實驗教學的成敗不僅直接關系到實驗題的解答水平，更重要的是它是物理教與學的不可分割的有機組成部分。

一、實驗探索物理規律，激發學習興趣

實驗具有趣味性，它能充分運用學生的各種感官，激發學習興趣。興趣是產生動機的重要條件，是人類認識客觀世界的一種心理表現，是一個人獲得知識，開闊視野，推動學習的一種內部強勁的動力。因此，在物理教學過程中，通過實驗為學生展現出生動直觀的學習環境。將極大地吸引學生的注意力，有利于學生去研究物理現象，探索物理規律，激發學生的興趣和求知欲。

二、物理實驗可以培養學生的觀察能力

教師在演示實驗中，首先要讓學生明確實驗觀察的目的，其次要讓學生觀察實驗的裝置，認真觀察實驗儀器的初始狀態，了解各部分儀器、儀表的作用與功能，使學生對觀察的目的，實驗的儀器裝置有一個整體認識。在做電學實驗時，要先讓學生看清電路。要引導學生認真觀察實驗現象的發生和變化過程，演示實驗一般要重復做二至三次，以便于學生反復觀察，記錄實驗現象、結論，教師還要帶領學生分析思考逐步形成理論。這樣，學生的觀察能力得到了培養，對理論知識建立的過程有了較清楚的認識，使知識具體化，幫助學生理解較抽象的理論物理知識，能夠使其久久留與腦海之中，保持較長的記憶時間。一般地，第一次演示時，讓學生集中觀察發生的現象，第二次要求學生觀察老師的操作，以便明確現象是怎樣發生的，第三次讓學生綜合觀察現象發生的過程及其結果如何。

為了增強演示實驗的效果，培養學生的觀察能力，教師可以在演示實驗前或演示實驗過程中，提出一些思考性的問題，以便引導學生觀察實驗中發生的現象及現象變化過程，把學生的無意注意轉化為有意注意，引導學生集中注意力觀察最需要觀察的事物，并在演示實驗過程中指導學生觀察方法，以及觀察中應注意的問題。也可以讓每個學生看完教師的無聲演示后，寫下自己所觀察到的現象和過程，這也是考察學生觀察能力的有效方法之一。經過這樣反復多次的訓練，即可不斷提高學生的觀察能力。

三、通過實驗教學，體現設計思想，訓練思維方法

1.轉換法

物理學科是一門精確的定量化的學科，在物理實驗中需要準確地測定物理量，但許多物理特征，過程或物理量要想直接觀測有困難，可以把所要觀測的變量轉換成其他間接觀察和測量，這就是轉換法。高一物理教材中體現轉換法的學生分組實驗有“研究勻變速直線運動”，該實驗要求學生測定勻變速直線運動的加速度，是根據在各個連續相等的時間里的位移之差與加速度之間滿足的關系把對a的測量轉換為s與T的測量。

2.比較法

比較法就是在一定的實驗條件下找出研究對象之間的同一性和差異性。比較是認識事物的基礎，因而廣泛用于物理實驗中，從而來探索物理規律。在高一物理教材中，“平拋物體的運動”教學中運用演示實驗將平拋運動和自由落體運動相比較，從而說明了平拋運動在豎直方向上是自由落體運動，水平方向速度的大小并不影響平拋物體在豎直方向上的運動，在此基礎上學生就較易理解平拋運動的規律了。

3.控制法

在高中物理實驗操作過程中，往往存在著多種變化的因素，為了研究它們之間的關系可以控制一些不變量，依次研究某一因素的影響，這種方法稱之為控制法（或控制變量法）。例如，在研究物體的加速度跟物體受的外力及物體的質量之間的定量關系的演示實驗中，為了弄清楚外力F，質量m兩個因子中的每一個分別對物體加速度a的影響，必須這樣來進行實驗：在m一定的條件下改變F，考察a-F之間存在的函數關系；在F一定的條件下改變m，考察a-m之間存在的函數關系。由此可見，控制實驗條件的思想是物理實驗設計的基本思想之一。事實上，在實驗教學中，我們都必須適當地控制實驗的條件，控制條件是為了創設有利于物理規則推導的物理環境，突出反映研究對象本質的物理量間的關系，以進行有目的研究。

4.留跡法

在物理實驗中，有些物理現象瞬間即逝，如運動物體所處的位置，軌跡或圖像等，用一定的方法把這些物理現象記錄下來，然后通過測量或觀察來進行研究，這就是留跡法。高一物理學生分組實驗“研究勻變速直線運動”和“驗證機械能守恒定律”中，就是通過紙帶上打出的點記錄下小車和重物在不同時刻的位移，從而求出小車的加速度和重物的速度；又如在“平拋物體的運動”教學中，利用閃光照相記錄自由落體運動和平拋運動的軌跡來研究物體平拋運動所遵循的物理規律。上述兩例都是在物理實驗中采用了留跡法。

四、通過物理實驗可以驗證物理假說，檢驗物理理論

通過實驗不僅可以發現物理規律，建立物理理論，而且還能驗證物理假說，檢查物理理論的真偽。因此，實驗既是建立理論的源泉，又是檢驗理論真理性的標準。例如法拉第由“電生磁”萌發的“磁生電”的假說，被實驗驗證后才變為物理規律。另一方面，作為標準又必須具有把人的思維同客觀世界聯系起來的特性。物理實驗恰恰具備以上作為檢驗標準的條件，所以物理實驗是驗證假說，檢驗理論的標準。

科學的實驗方法，本身就是要求具有實事求是的態度。在實驗教學中要嚴格要求學生尊重事實，忠于實驗數據，反對弄虛作假；要求學生認真對待實驗，踏踏實實地進行實驗操作，逐步養成按科學規律辦事的科學態度和科學作風。

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