高中物理實驗在教學中的研究

楊永生　徐志成

在眾多的學科中，物理學是自然科學中一門重要的、范圍極其廣泛的、以實驗為基礎的基礎學科.以實驗為基礎是物理學這門自然學科的主要特征，物理教學在培養學生的科學素養，拓展學生的思維，強化學生的創新意識，培養學生的創造能力，提升學生的創新能力方面具有舉足輕重的作用.隨著新課程全面實施向縱深發展， 新課程理念指導下的物理課堂教學也發生了深刻的變化.高中物理教學的一種重要的行之有效的手段是物理實驗， 其作為學生自主性學習和科學探究的重要載體與平臺，在教學中發揮著重要的作用.當前高中物理教學在實驗教學方面還存在著一些亟待解決問題， 我們必須從思想認識、實驗技能、實驗手段等方面加以改進與強化.

1 物理實驗的核心概念及其意義

何謂“物理實驗”？ 物理實驗是人們根據需要研究的目的，利用科學先進的儀器設備，人為地進行控制、創造或者純化某種自然過程，使之按照預期的進程發展，能夠重復探究物理規律的一種科學的活動.物理實驗是建立物理理論的基礎和源泉， 同時也是檢驗物理理論正確與否的惟一標準.物理實驗教學能促進學生理解和掌握物理學的理論， 是提高學生分析問題和解決問題能力不可缺少的環節， 更是在物理教學中培養學生科學素質的重要手段.學生通過仔細觀察自然現象、精心的現場演示和認真的實踐，可對物理知識獲得更為具體和明確的認識，這是學生理解物理概念和掌握物理規律的必要前提.高中三年，是學生在身體、思想、性格、心理等方面迅速發展走向成熟的時期，在這樣一個重要階段，學生所產生和形成的一系列學習、生活的行為習慣，會對其終身發展產生重要的影響.因此，高中物理教師應根據學生的心理生理特點， 充分發揮其在啟迪思維等方面的重要作用， 在教學過程中以實驗來最大限度地開發學生的思維能力和培養學生的創造能力.

2 當前高中物理實驗教學存在的問題

作為物理教學的主要方法和手段之一的實驗， 應該得到高度的重視.當前，盡管高中物理教師對演示實驗的作用都普遍比較重視，也能夠讓學生親自動手演示實驗，然而，在絕大多數情況下， 學生的這種實驗是按照某一特定的或者是常用的套路按部就班地進行，起主導作用的仍然是教師，學生只是依然根據教師的要求，實施既定的實驗步驟.這樣的實驗有悖于物理學啟迪學生創造力作用的目的.我對一些學校高中物理教學中的實驗情況進行了問卷調查，結果也驗證了這一點.調查顯示，對于物理教材上的學生實驗只是基本上讓學生做過，讓學生全部做過的實驗只占58.5%.教師對學生布置的課外實驗比較少，一個學期加起來僅占32.6%，教師把實驗作為一種學習方法教給學生的只占32.1%，從調查反映的數據可見教師對物理實驗的作用重視程度還遠遠不夠.

高中物理教學中大多有演示實驗， 然而仍有一些學生卻認為沒有什么演示實驗， 出現這種認識在很大程度上是因為做演示實驗的效果不太理想，同時學生也認為教師課外實驗布置得少，做得也少.調查表明，即使是同一個班，“關于學生實驗是否做過”的選擇也存在很大的分歧，這充分地說明一部分學生自己并不動手操作，而只是作為旁觀者看著別的同學做實驗.

3 強化實驗教學是提高物理教學質量的關鍵

3.1 物理實驗對學生創造能力培養有巨大的促進作用

物理教學的一個重要目的， 既要使學生了解和掌握物理學的昨天和今天， 又要培養他們主動去探索物理學明天的興趣和精神.教師應當把高中物理的整個教學過程由封閉型轉向開放型， 切忌認為物理學是嚴密的自然科學系統而向學生灌輸過多的非此即彼的結論.教師應當更多地傾向于物理過程的具體展現， 更多地關注和重視正在發現與研究的具有前沿性或具有爭議性的物理學問題， 讓學生充分認識到物理學是一門處于不斷地發展的學科， 以激發學生學習物理的強烈興趣，挖掘他們的創新潛能.因此， 高中物理教師應充分認識和高度重視實驗教學對培養學生探究科學興趣的重大意義和巨大作用， 在教學活動過程中加大實驗教學的力度和分量， 多做和做好課堂演示實驗，最大限度地給學生提供和創造必要的科學探究的機會.教師要引導學生結合課外物理活動的延伸， 讓學生通過自己的思維與探索獲得知識.必須注意的是在物理實驗教學中，教師不僅要讓學生學會實驗的具體操作方法， 嫻熟地掌

握好一些基本的實驗技能，更要引導學生理解、學會和懂得研究物理的實驗方法， 為培養他們自主創新性學習物理的能力奠定堅實的基礎.對于學生的實驗，教師要確保必須由學生親自動手操作整個實驗過程，必須要求學生仔細觀察演示實驗，并對觀察到的現象進行認真的整理、歸納和分析研究.學生在自己探索物理規律的實驗過程中把手和腦都結合起來，充分地利用起來，這樣就能有效地鍛煉和培養創新能力.例如， 物理教學中學生普遍感到的難點之一是靜摩擦力方向的判別， 究其原因是因為學生日常生活中缺乏這方面的感性認識， 他們很難想象出兩個相對靜止而又有相對運動趨勢的物體接觸面間的情況.在教學中，教師可用兩只板刷，把它們刷毛相對地重疊在一起置于粗糙的桌面上， 用手水平方向推動上面的一只板刷，此時可以看到上、下物體間刷毛形變的方向相反.由此學生可以推想得出上、下物體所受靜摩擦力的情況.這樣的實驗化抽象為形象，培養了學生的創新能力.

3.2 重視培養學生物理實驗的技能

確保物理實驗效果的根本是實驗技能.在教學中，教師要注重培養學生以下幾個方面的實驗技能： 一要了解和掌握基本實驗儀器的結構原理及其使用方法， 能夠正確地使用儀器進行一系列觀察、測量和讀數活動；二要懂得教材中相關實驗的有關原理和實驗方法；三要能夠詳細正確地記錄實驗數據，而且能夠正確地進行運算和分析，并形成正確的結論；四要懂得了解誤差概念，并且學會初步的誤差計算和分析方法；五要會撰寫一般的實驗報告.教師在物理實驗中，要針對教學內容設計適當的實驗，并且選擇適當的實驗步驟和方法，還要鼓勵學生暢所欲言提出自己的意見和建議.

3.3 運用多媒體提高實驗教學效果

物理教師要充分運用多媒體教學手段來演示實驗.其不僅可以增強對學生視覺上的沖擊力， 增加課堂的趣味性和對學生的吸引力，而且可以把各種物理現象都客觀地表現出來，把物體的整個運動和變化的全過程全部展示， 為學生提供大量而且豐富的感性材料，徹底突破傳統教學手段在時間、空間上的限制，取得良好的教學效果.教師可以用計算機給學生展現宏觀或者微觀世界， 生動形象地模擬行星運動、布朗運動等.有些演示實驗，對于其最后的結果我們很容易看到，卻很難看到其形成結果的原理，用計算機就可以顯示實驗的全過程.例如， 在教學顯微鏡原理時， 教師可以用計算機顯示出光線折射的整個過程和最后的結果，條理非常清晰.此外，用計算機還可以擴大演示實驗的內涵和外延， 把演示實驗的原理在現代技術中的應用展現出來，讓學生初步接觸一些物理知識的前沿問題，這對于拓展學生視野，豐富他們的知識具有重要的意義.

總之，在物理課程的實驗教學中，“將實驗與科學探究有效地結合起來”成為了新課標下主旋律.物理教師應將傳統的菜單式實驗轉變為探究式實驗， 根據教材要求， 選擇適合探究的實驗，并對探究過程進行科學合理的規劃，引導學生進行科學探究，培養他們的創新意識、實踐能力和科學素養.