對物理實驗教學方法的探究

趙世輝

物理是一門自然學科，又被稱為“自然哲學”，旨在通過研究大自然中的物質及其運動規律，從而提升人們認識、改造自然，與自然和諧共處的能力。實驗是對一些特殊現象的模擬，是一定條件下重現研究對象的一些特點及運作規律，因此是物理中十分重要的內容。

近年來，素質教育的呼聲越來越高，教育工作者開始更多地反省教學的最終目標。與傳統的純理論教學相比，實驗教學以其獨特的實踐性、創新性、互動性，成為提高學生綜合能力的重要手段。

一、物理實驗教學中存在的問題

1.教學時間不足，探究實驗成為一種形式。實驗探究活動必須有充足的時間作保證，但是在階段每一節課的時間只有45分鐘，而且物理每周的課時又只有2—3節，要想很好地完成實驗，達到探究目的，遠遠不夠。所以在實際操作中，多數教師都是在說實驗，甚至直接把結論“塞”給學生，使探究實驗成為一個有名無實的空架子。

2.為了預定的結果，學生會主動弱化自己的實踐能力。物理實驗一般是由2人組成的小組協作進行的，對于物理實驗的好奇心驅使著學生搶著完成實驗的每一個步驟，但一節課下來，學生的實驗出現了很多狀況，用錯儀器，稱量不規范，打碎實驗器材等最后導致實驗結果不理想。時間久了學生會默契地推舉組內一名動手能力強的學生完成整個實驗，直至得到教師預定的結果。

3.教師的觀念守舊，與新課改不同步。由于教師一般工作量大，認為實驗教學只是陪襯，不必花費太多精力，因此一味注重理論的講授和解題能力的培養。更主要的是有些教師觀念落后，不認同新課改精神，認為應試教育就是答好一張卷，其他的都沒有用。所以在教學中，形式單一，枯燥無味，學生也沒有真正理解實驗在物理學科中的重要性。

4.在遇到實際問題時學生不能靈活運用已學物理知識解決，甚至不知道從何思考。階段的物理實驗都是科學家們經過反復實驗操作過的成熟實驗，實驗環節中出現的許多問題都有過先例。學生在做實驗的過程中也會出現各種各樣的問題，但是往往他們會很被動地問老師，問實驗指導員該怎么辦，甚至還會慌張到無從下手。其實只要認真思考，聯系曾經學過的物理知識，自主解決問題的可能性就會增大，而且對該實驗的記憶也會更深刻。如果只靠老師的幫忙，他們對實驗的理解就會不深刻，更談不上培養解決問題的能力。

二、實驗教學設計

1.提出問題。對學生來說，探究的問題主要應從學生在課堂、實驗室、家庭和日常生活中感興趣的現象中選取。教師要讓每個學生都清楚探究什么問題，讓學生調查、研究、探索。問題最好由學生自己提出來，必要時也可以由老師提出問題。這一要素的能力要求是能從日常生活、自然現象或實驗現象的觀察中發現與物理學有關的問題；并能書面或口頭表述這些問題：認識到發現問題和提出問題對科學探究的意義。

2.準備實驗。從實驗準備工作入手，讓學生充分做好預習，給他們留一些有針對性的預習作業，讓學生在家中先了解實驗內容方法，甚至自己實驗得出結論和規律。第二天到課堂上，老師再有效引導學生實驗，由于準備充足，因此實驗效果很好，氣氛非常熱烈，既節省時間，又真正達到了探究目標。

3.猜想與假設。這一要素是科學探究過程中需要學生思維最活躍的階段，尤其需要發散性思維。思維要發散并不是隨心所欲，而是要有依據地進行猜想。依據也是多方面多形式的，在教學中可以引導學生從各個方面提出猜想。

4.制訂計劃和設計實驗。探究計劃應包括探究的課題，實驗器材和資料的準備，探究的程序和過程，通過怎樣的分析整理得出探究結論，以及怎樣對探究過程進行評估和反思，等等。

這一要素的能力要求是明確探究目的和已知條件，經歷制訂計劃與設計實驗的過程：嘗試選擇科學探究的方法及所需要的器材：嘗試考慮影響問題的主要因素，有控制變量的初步意識；認識制訂計劃與設計實驗在科學探究中的作用。

5.進行實驗和搜集證據。應讓學生在教師的指導下，根據探究方案，利用觀察、實驗和其他的方法和技術，收集數據、資料和信息。要讓學生對已有的數據和信息進行科學分析和解釋，找出這些證據和探究的課題之間的關系，進行科學的歸納和總結。這一要素的能力要求是能通過觀察和實驗收集數據；能通過公共信息資源收集資料；嘗試評估有關信息的科學性。

6.分析與論證。探究式教學中的“分析與論證”是指學習者在探究過程中，將實證與自己原有的知識聯系起來，運用分析、綜合、歸納、演繹等科學研究方法，找到事件的因果關系或其他解釋，形成超越學生原有知識和當前觀察結果的新的理解。“分析與論證”是構成探究式學習過程中的諸多要素之一。

7.得出結論。先分析實驗數據或現象，然后找出它們的變化趨勢，最后將這種趨勢推廣到理想的情況。這一要素的能力要求是：能初步描述實驗數據或有關信息，能對收集的信息進行簡單比較，能進行簡單的因果推理，經歷從物理現象和實驗中歸納科學規律的過程，嘗試對探究結果進行描述和解釋，認識分析論證在科學探究中必不可少。

三、物理教學實驗中的方法

1.控制變量法。所謂控制變量法，就是在研究和解決問題的過程中，對影響事物變化規律的因素或條件加以人為控制，使其中的一些條件按照特定的要求發生變化或不發生變化。它是指當一個物理量與幾個因素都有關系時，我們要控制其他因素不變，只改變其中一個因素，研究物理量與這個因素的關系。再控制別的因素不變，改變其中的另一個因素，研究物理量和它的關系并最終解決所研究的問題。

2.觀察法。觀察是對事物和現象的仔細察看、了解。通過觀察能獲取信息，得到大量豐富的認識事物和研究事物規律的要素，使人們全面、深入、正確地認識事物。階段主要是觀察物理實驗基本儀器、實驗的設備和裝置，實驗中的各種物理現象和數據、圖像、圖表、模型，以及教師的規范化實驗操作。觀察作為思維的前哨，是獲取信息的直接來源和引發思維的按鈕，學生能否深入而細致地觀察，將直接影響探究性思維是否能夠形成。因此，在演示物理實驗時教師應積極引導學生深入而細致地觀察。

3.轉換法。—些比較抽象的看不見、摸不著的物質的微觀現象，要研究它們的運動等規律，使之轉化為學生熟知的看得見、摸得著的宏觀現象來認識，這種方法在科學上叫做“轉換法”。

四、結語

物理實驗教學對學生學習源動力的激發，學生嚴謹科學態度的形成，觀察能力、思維能力、操作能力及創新能力的提高都大有裨益。在具體教學中，教師可采用各種方式提升學生的合作精神、自主意識與團隊觀念，從而真正促進學生素質的全方位提升。