優(yōu)化實(shí)驗(yàn)儀器提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性

王育群

摘 要：物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芗ぐl(fā)學(xué)生的求知欲望，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)儀器自制與創(chuàng)新，介紹物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索方面的一些具體做法，提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；自制教具

物理教學(xué)活動(dòng)需要大量實(shí)驗(yàn)器材，而這些實(shí)驗(yàn)器材又是多而雜、小而細(xì)，并隨著教材的更新需要不斷更新，現(xiàn)有的中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室配套的教學(xué)儀器不可能一應(yīng)俱全，全部靠學(xué)校來(lái)配備是不現(xiàn)實(shí)的。為了提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，我校不僅在物理老師和實(shí)驗(yàn)員中開(kāi)展自制教具活動(dòng)，同時(shí)也在學(xué)生中開(kāi)展教具設(shè)計(jì)活動(dòng)，利用生活中的廉價(jià)材料開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以緩解實(shí)驗(yàn)器材短缺問(wèn)題，在自制教具展示實(shí)驗(yàn)室中各種教師、學(xué)生的自制教具令人目不暇接，特別是學(xué)生的設(shè)計(jì)作品有時(shí)令人驚嘆不已。在自制教具和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索中我們主要進(jìn)行以下幾個(gè)探索：①變“實(shí)驗(yàn)照片或圖片”為“真實(shí)實(shí)驗(yàn)”；②變“演示實(shí)驗(yàn)”為“學(xué)生實(shí)驗(yàn)”；③變“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”為“研究性實(shí)驗(yàn)”；④變“傳統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)”為“數(shù)字化信息實(shí)驗(yàn)”；⑤變“指令性實(shí)驗(yàn)”為“指導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)”；⑥變“生產(chǎn)生活工具或玩具”為“教學(xué)用具”；⑦變“無(wú)法搬上課堂演示的實(shí)驗(yàn)”為“實(shí)驗(yàn)視頻”。下面我談一談我們?cè)谖锢韺?shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索方面的一些具體做法。

做法一：設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)的“激疑、提趣、增效”效果。人們認(rèn)識(shí)事物是從比較開(kāi)始的，有比較才有鑒別。利用對(duì)比實(shí)驗(yàn)，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、推理能力和分析問(wèn)題與解決實(shí)際問(wèn)題的能力。如圖1所示，我們?cè)O(shè)計(jì)的單擺規(guī)律對(duì)比演示器，靜電放電對(duì)比演示器， 共振規(guī)律對(duì)比演示器在課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)中起到非常好的對(duì)比演示效果。

做法二：設(shè)計(jì)放大顯示實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生更清楚地看清實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及背后的規(guī)律。觀察是實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中必要的環(huán)節(jié)之一，實(shí)驗(yàn)室中配備的教學(xué)儀器很多都存在可見(jiàn)度不夠的問(wèn)題，在演示實(shí)驗(yàn)中往往只有前排的部分學(xué)生能夠觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，后排的大部分學(xué)生能夠聽(tīng)老師描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中我們通過(guò)實(shí)物投影儀來(lái)提高學(xué)生觀察的可見(jiàn)度，但有些儀器不宜通過(guò)實(shí)物投影儀放大，我們就通過(guò)開(kāi)發(fā)自制教具、設(shè)計(jì)放大顯示實(shí)驗(yàn)來(lái)提高觀察效益。我們物理老師把很多的物理實(shí)驗(yàn)儀器放大使得實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象一目了然，實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人驚嘆。圖2是我們?cè)O(shè)計(jì)的安培力演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)放大教具和電動(dòng)機(jī)模型放大教具。

做法三：設(shè)計(jì)吸壁式實(shí)驗(yàn)，充分利用磁力黑板為依托做物理實(shí)驗(yàn)，可以提高物理實(shí)驗(yàn)的可見(jiàn)度，使物理實(shí)驗(yàn)更方便、直觀，教師可以簡(jiǎn)捷直觀地講解物理規(guī)律，學(xué)生也可以方便發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)規(guī)律。[1 ]圖3是一些利用磁力黑板吸壁式實(shí)驗(yàn)教具；吸附材料主要是利用磁性材料和強(qiáng)力真空吸盤(pán)。

做法四：設(shè)計(jì)“變抽象為形象”的教具學(xué)具，幫助學(xué)生更深刻理解物理規(guī)律。若能通過(guò)自制教具的實(shí)驗(yàn)為學(xué)生提供一個(gè)表象思維的模型，把抽象的東西具體化、形象化，思維障礙也就隨之消除 [2 ]。圖4和圖5是我們?cè)O(shè)計(jì)的一些“變抽象為形象”的實(shí)驗(yàn)教具。

做法五：把“無(wú)法搬上課堂的演示實(shí)驗(yàn)”拍成實(shí)驗(yàn)視頻“搬”上課堂。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生觀察力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ@得實(shí)驗(yàn)技能，形成概念，鞏固知識(shí)等方面都有非常重要的作用。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中我們強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)視頻、實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫(huà)只能作為輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不能用實(shí)驗(yàn)視頻、實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫(huà)代替演示實(shí)驗(yàn)。但有的物理實(shí)驗(yàn)由于客觀條件的限制不能在課堂上演示或演示效果不佳，這時(shí)可以用實(shí)驗(yàn)視頻資源來(lái)代替，有時(shí)還可以通過(guò)慢放鏡頭觀察到我們?cè)谕ǔ?shí)驗(yàn)情況下用肉眼無(wú)法觀察到的現(xiàn)象，既生動(dòng)直觀，又打破時(shí)空界限。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中一些“無(wú)法搬上課堂演示的實(shí)驗(yàn)”我們把它拍成實(shí)驗(yàn)視頻“搬”上課堂，效果良好。例如，在機(jī)械波教學(xué)中演示“繩波”，在課堂用普通的繩子演示效果不佳，我們?cè)趯W(xué)校大操場(chǎng)利用拔河比賽繩演示機(jī)械波的傳播，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常明顯，我們拍成的視頻小片段在課堂播放效果非常好；在講解牛頓第三定律作用力與反作用力時(shí)，適時(shí)播放本校學(xué)生穿著校服在軍訓(xùn)射擊練習(xí)時(shí)攝制的子彈射出后槍身后退的情景；在演示靜電實(shí)驗(yàn)中，我們用省科協(xié)在我校科技巡回展覽拍攝的本人站在靜電感應(yīng)臺(tái)演示“怒發(fā)沖冠”的視頻，用學(xué)生熟悉的場(chǎng)景、學(xué)生熟悉的人拍攝的實(shí)驗(yàn)視頻，雖然不是課堂實(shí)際演示實(shí)驗(yàn)，但也會(huì)使得學(xué)生有親臨其境的感覺(jué)，實(shí)驗(yàn)效果良好。

物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芗ぐl(fā)學(xué)生的求知欲望，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，幫助學(xué)生理解和掌握物理知識(shí)和技能，提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，啟迪學(xué)生的科學(xué)思維，培養(yǎng)科學(xué)的態(tài)度和價(jià)值觀，是轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方式和培養(yǎng)學(xué)生物理素養(yǎng)的重要途徑，對(duì)提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力也有著特殊的教育價(jià)值。作為物理教師，我們不要放棄一點(diǎn)一滴的改進(jìn)，只要堅(jiān)持積累，就會(huì)聚沙成塔，越來(lái)越好，要積極投入物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)與創(chuàng)新探索，才能不斷提高物理課堂教學(xué)的有效性。

參考文獻(xiàn)：

[1]方成亞.自制怎樣的教具、學(xué)具對(duì)教學(xué)更有效？[EB/OL].http：//shuangming.21shte.net/2773/archives/9650.aspx.

[2]劉才寶.中學(xué)物理自制教具的思考與探索[EB/OL]. 江西教師網(wǎng)http：//www.jxteacher.com/zxy/column21176/881e7e73-622e-4cb8-94fe-efce7b802056.html.