對提高高中物理實驗有效性的幾點思考

劉衛星

物理學是以實驗為基礎的科學，離開實驗，物理就成為無源之水，無本之木，實驗最符合學生認知規律，也是學生接受物理知識最有效的途徑，加強實驗教學，不僅能激發學生學習物理的興趣，促使學生更好地理解物理概念和物理規律，還能提高學生分析、解決物理問題的能力，下面筆者就自己的教學實踐談談如何提高高中物理實驗教學的有效性.

1 轉變物理教師實驗教學理念

伽利略曾說：“科學的真理不應在古代圣人的蒙著灰塵的書上去找，而應該在實驗中和以實驗為基礎的理論中去找.”

高中物理教學改革越來越強調中學物理教學要重視實驗教學，然而在高考指揮棒的影響下，題海戰術盛行，“重理論、輕實驗”的現象比較嚴重，老師們常常感到實驗教學既費時又費力，所以課堂教學中能不做的實驗便不做實驗、演示實驗取代分組實驗、利用黑板或PPT“講”實驗、習題中做實驗的現象普遍存在，中學物理實驗教學現狀堪憂，長此以往，不僅學生不會做實驗，許多物理教師也會逐漸喪失設計實驗、開展實驗教學的能力.

這種現象的發生首先源于教師對實驗教學作用的認識不足，美國學者艾倫·柯林斯說：“如果我們的目標是培養學生能創造性地解決問題和發展理論，那么這是我們所擁有的唯一方法”，可見，凡事只有親自實踐才能獲得真知.

其次是我們的實驗教學技能欠缺所致.環顧我們身邊在物理教學上有感悟、有建樹的老師們，他們的感覺是：“不做實驗，這物理課沒法上，”在他們的課堂上，以不多的話語引起學生更多的思考，以較少的推演解決學生更多的疑問，因為他們堅信，物理教學“要以實驗和事實說話”，物理教學中如果沒有實驗，那就不是真正的物理課，所以教師必須轉變觀念，把時間用到實踐中去，追本溯源，學生的收獲定會比我們空洞的演示講解要大得多.

2 培養學生對實驗的濃厚興趣

愛因斯坦說：“興趣是最好的老師.”興趣是直接推動學生主動學習的內驅力，在物理實驗教學過程中，如果學生對實驗有極大的興趣，就會自主調動情感、調動內驅力，以積極的狀態投入到學習中，因此，培養學生對物理實驗的興趣，是提高物理實驗教學有效性的關鍵.

要激發出學生的興趣，首先要讓學生認識到物理實驗的樂趣.為此，我們要在以下幾個方面做改變，第一，設計啟發性問題，激發學生的探究欲望.如，在進行“楞次定律”教學過程中，教師先通過磁鐵插入和拔出螺線管時靈敏電流表偏轉方向不同、引導出要探究的問題，感應電流的方向應遵循什么規律，通過這樣的啟發性問題，不但能激發學生的學習興趣，更能使學生積極地參與到實驗探究中去，第二，創新演示實驗，使實驗變得更加逼真有趣，盡可能讓學生參與演示實驗，發揮學生在課堂上的主體地位.如，在講“機械能守恒定律”時，找一個勇敢的男生到講臺前面參與實驗，把小鋼球從能剛好碰到他的額頭處靜止釋放，當小鋼球再次擺回到學生面前時，教室里發出了尖叫聲，怕砸到學生的額頭，那個男生也不由自主地把身體往后仰，但實際上根本不會碰到學生的額頭，這樣不僅能活躍課堂氛圍，更能激發學生對物理實驗的興趣.第三，利用DIS數字信息系統整合課本實驗，解決傳統實驗數據采集難、數據處理復雜等問題，提高了實驗的趣味性、直觀性和探索性.如，在用控制變量法探究小車加速度與力、質量的關系時，用光電門代替打點汁時器測定小車的加速度，能更加便利、準確的測量到結果；在細線和勾碼之間連接一個力傳感器，能直接測量出小車受到的合外力，避免因勾碼質量增大，導致勾碼質量m不再遠遠小于小車質量M，而造成a-F圖象的彎曲；利用Excel表格來處理實驗數據，可以迅速、準確地根據表格中的數據作出a-F圖象，甚至能夠寫出圖象所代表的公式.

3 加強探究性物理實驗的教學

長期以來，物理實驗教學都是以教師為中心的傳統教學模式，教師直接告訴學生實驗目的、實驗原理、實驗步驟等，所有學生都按部就班地做同樣的實驗，模式僵化，實驗過程缺乏學生的自主性和創造性活動，學生都是被動接受，學生的主體地位沒有得到重視，效果不理想.如，“伏安法測電阻”若采用傳統的實驗教學方法，學生在實驗過程中，電流表是采用外接法還是內接法，滑動變阻器是采用限流式接法還是分壓式接法，總是摸不著頭腦，糊里糊涂.

聽見的容易忘記，看見的容易記得，親手做過的東西才真正理解.教師不是向學生傳授知識，而是引導學生自己去體驗，并從中獲取知識，學生也不是被動地接受，而是主動地從實驗中探究知識，在自己動手實驗探究過程中，學生不僅獲得知識，鍛煉能力，也體驗到了成功的喜悅.筆者按照學生的思維方式設計如下的探究實驗.

實驗1 教師通過設計情景，引導學生發現并提出測量電阻的問題，給學生1 Ω的電阻，要求滑動變阻器采用限流式接法，連接電流表時，讓一半學生采用“電流表內接法”測量電阻，另一半采用“電流表外接法”測量電阻，做對比實驗，結果采用外接法的學生測量值小于1 Ω，而采用內接法的大于1 Ω，到底哪一組數據更準確呢？接著分析測量數據，引導學生探究測量電阻與電壓表內阻之間的關系，得出選擇電流表內外接法的原則.

實驗2 精心設計教學環節，激勵學生的自主探究能力，給10 kΩ電阻，電流表采用內接法，用限流電路（20 Ω的滑動變阻器）.學生在實驗過程中發現，無論如何凋節20 Ω的滑動變阻器，測量數值幾乎不變，為什么呢？老師抓住學生遇到的疑問，引導學生自主探究滑動變阻器“限流式接法”和“分壓式接法”的原則.整課堂氣氛活躍，學生聚精會神，充分激發了學生思維的自主和行為的自主，調動了學生的學習積極性，而且還提高了他們的實驗操作技能，課堂教學更加有效.

4 構建高中物理開放性實驗室

在學生實驗過程中，有的實驗器材都是學生第一次接觸，如打點計時器、氣墊導軌等，比較生疏，不能很好的進行操作，導致實驗結果誤差很大，學生的實驗能力也存在差異，但是我們要正視這種差異，有的學生能在課堂上完成所有的實驗內容，有些學生可能無法完成，學生對實驗的興趣也存在差異，我們要尊重這種差異，有的學生完成規定的實驗后，還想做些自己感興趣的實驗內容，我們要為學生提供實驗上的方便，所以我們要在時間和空間上，為學生自主實驗創造條件，向學生開放物理實驗室，使學生課后去實驗室就像去圖書館一樣，讓學生能隨時熟悉并掌握各種實驗儀器的使用，學生可以“借”實驗課中的實驗儀器來重做上課時因某種原因未完成、未做好的實驗，也可以“借”實驗室的實驗儀器嘗試自己設計的實驗，讓學生在嘗試中體驗成功的快樂和失敗的教訓.

開放實驗室后，每個學生都可以自己動手，選擇適當的儀器做自己想做的、感興趣的實驗.長期堅持下來，不儀可提高學生的興趣，促進學生學習的主動性，還能大大提高學生的實驗技能.例如，在高一物理必修一實驗“驗證力的平行四邊形定則”教學中，可以自行提出問題：除了課本上學習的用兩個彈簧測力計進行實驗外，你還可以用什么方法來驗證力的平行四邊形定則？向學生開放實驗室，讓學生將自己設計的實驗動手去驗證，學生在實驗室邊嘗試邊改進實驗，學會使用一根彈簧測力汁、不使用彈簧測力計等多種方法去實際操作，通過這種開放性的實驗教學，既培養了學生的實驗興趣，又讓學生在實驗中鍛煉了自己的實驗能力.同時還能讓學生養成獨立分析問題、解決問題的習慣.

總之，提高高中物理實驗教學有效性的途徑還有很多，在今后的教學過程中要更加重視實驗課的教學，充分發揮教師的主導地位，學生的主體地位，讓學生從被動實驗向主動實驗轉化，從觀摩轉向親身實踐，讓物理實驗教學成為常態，讓學生能真正理解物理是一門以實驗為基礎的科學，采用多種方式教學，注重實驗的科學性、啟發性和探究性，激發學生對物理實驗的興趣，一如既往地繼續加強實驗教學有效性的研究，提高物理教學效率.