物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性

司忠波

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)注重實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)

物理實(shí)驗(yàn)之一是演示實(shí)驗(yàn)，怎樣安排演示實(shí)驗(yàn)?zāi)?？筆者認(rèn)為首先演示實(shí)驗(yàn)要符合教學(xué)內(nèi)容。課堂上通過實(shí)驗(yàn)的演示，培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)，分析現(xiàn)象達(dá)到理解物理概念，掌握物理規(guī)律的目的。因此，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，合理安排和合理的示范實(shí)驗(yàn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于直接教學(xué)的效果。示范性實(shí)驗(yàn)應(yīng)符合學(xué)生的認(rèn)知，學(xué)生的知覺不是教師的知覺，而是個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)。例如解釋浮力，課堂上，老師告訴學(xué)生，乒乓球浮在水面上是由于受到水的作用。這就是“浮力”，此時(shí)學(xué)生對(duì)浮力的理解是沒有感知的，如果老師用橡皮筋系一個(gè)小砝碼沒人水中，通過標(biāo)記讓學(xué)生觀察橡皮筋長度的變化，學(xué)生就可以真正感受到浮力的存在。因此，為了提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，在實(shí)驗(yàn)設(shè)備和的教學(xué)模型的選擇上，要充分突出刺激的物理現(xiàn)象和性質(zhì)。演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)體現(xiàn)重點(diǎn)關(guān)鍵，給學(xué)生留下深刻而長久的印象。因此，教師應(yīng)充分考慮到學(xué)生可能會(huì)受到什么樣的強(qiáng)烈刺激，而忽視現(xiàn)象的本質(zhì)，并做好消除心理干預(yù)的有效措施。例如，物理實(shí)驗(yàn)中測(cè)定時(shí)間的方法很多：可用電動(dòng)秒表、停表、數(shù)字計(jì)時(shí)器、頻閃照像等等。演示時(shí)不宜多講這些儀器的細(xì)節(jié)，只要指出它用來測(cè)時(shí)間即可。為了體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，演示實(shí)驗(yàn)還應(yīng)當(dāng)盡可能增大實(shí)驗(yàn)的可見度，確保全班每一個(gè)學(xué)生都能清楚看見。示范性實(shí)驗(yàn)應(yīng)與解釋緊密結(jié)合，激發(fā)學(xué)生積極思考。準(zhǔn)備時(shí)，要仔細(xì)考慮實(shí)驗(yàn)前后的細(xì)節(jié)，如如何引導(dǎo)學(xué)生提出問題，重點(diǎn)觀察什么，思考哪些問題，總結(jié)歸納什么等，尤其要讓學(xué)生表述觀察到什么現(xiàn)象，如何分析的，結(jié)論是什么。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)注重過程的調(diào)控

首先，引導(dǎo)學(xué)生看什么。確定學(xué)生觀察的目的，提出觀察的任務(wù)，盡早進(jìn)入實(shí)驗(yàn)狀態(tài)。存在知識(shí)盲區(qū)的，要預(yù)先補(bǔ)課，疏通認(rèn)知結(jié)構(gòu)。只有學(xué)生被排除在各種干擾之外，才能進(jìn)行有效的觀察。其次，指導(dǎo)學(xué)生明確怎么看。要讓學(xué)生弄清以下三點(diǎn)：（1）實(shí)驗(yàn)中用到儀器讀數(shù)的單位及最小分度和零刻度的位置及零刻度的校準(zhǔn)，并作必要的示范。（2）實(shí)驗(yàn)中要有明確合理高效的演示步驟。要觀察學(xué)生給予足夠的時(shí)間思考，必要時(shí)要反復(fù)演示實(shí)驗(yàn)的短暫現(xiàn)象，以便加強(qiáng)對(duì)印象的觀察。（3）要注重分析、綜合、比較，以培養(yǎng)學(xué)生正確的心理定勢(shì)，使他們養(yǎng)成良好的觀察力。再者，教師要規(guī)范操作。教師的實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)規(guī)范、正確、熟練、恰當(dāng)，使學(xué)生能觀察和模仿。如基本儀器安裝調(diào)試、操作方法、數(shù)據(jù)處理等。要時(shí)刻關(guān)注學(xué)生的生成并及時(shí)讓學(xué)生反饋。必要時(shí)要對(duì)實(shí)驗(yàn)的操作加以糾正改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，要組織學(xué)生分析探討，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)素養(yǎng)。最后，反思實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化問題意識(shí)。在動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，向?qū)W生提出問題，讓學(xué)生完成從感性向理性的飛越，歸納演繹出問題的本質(zhì)。通過長期問題意識(shí)的反復(fù)強(qiáng)化，問題火花最終碰撞成知識(shí)的精華。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)注重方案的創(chuàng)新

有些演示實(shí)驗(yàn)本身具有創(chuàng)造性成份，具有進(jìn)行探究的價(jià)值，這類演示實(shí)驗(yàn)可以改為探索性實(shí)驗(yàn)。如“測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)的方法探究”。實(shí)驗(yàn)前，老師可以布置一份開放性作業(yè)：請(qǐng)你結(jié)合所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)幾種測(cè)定方法。題目一公布就會(huì)調(diào)動(dòng)學(xué)生的熱情，他們積極地想辦法，查資料、互相交流、討論，綜合運(yùn)用電學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)出了多種方案，主要有以下幾種：方案一：利用電壓表和電流表，根據(jù)E=U+Ir，只要測(cè)出通過電源的干路電流I和路端電壓U，便可由E=U+Ir，求出E和r。這種方法從原理到實(shí)際操作都十分簡(jiǎn)單，而由于中學(xué)條件下無法十分精確地測(cè)量電流和電壓，導(dǎo)致誤差較大。這種方法很簡(jiǎn)單，在中學(xué)階段不能精確測(cè)量電流和電壓，這可能導(dǎo)致大的誤差。方案二：利用電壓表和電阻箱，根據(jù)E=U+（U/R）r測(cè)出電阻箱阻值R和電壓U，根據(jù)公式E=U+（U/R）r求出E和r。學(xué)生們可以很容易地理解，從而呈現(xiàn)出非常高的熱情，實(shí)驗(yàn)非常起勁。但是，由于該實(shí)驗(yàn)中電阻箱測(cè)電阻存在較大的誤差，會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的精確度。方案三：利用電阻箱和電流表，根據(jù)E=IR+Ir測(cè)出電阻箱阻值R和電流I，根據(jù)公式E=IR+Ir求出E和r。這一實(shí)驗(yàn)方案很容易理解，但實(shí)驗(yàn)時(shí)安全隱患較大，電流表容易燒壞，操作難度較大。實(shí)驗(yàn)演示時(shí)最好加以足夠的注意。

四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)注重學(xué)生的參與

為了提高實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生的參與熱情，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)過程中最重要的教學(xué)形式。通過分組實(shí)驗(yàn)，能更好的提高學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力，實(shí)踐能力，觀察和分析問題，解決問題的能力，促進(jìn)綜合實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的發(fā)展。在實(shí)驗(yàn)過程中，通過學(xué)生與學(xué)生合作探究，獲取知識(shí)和思維能力的發(fā)展。所以教學(xué)中應(yīng)盡量增加學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。例如：對(duì)電磁感應(yīng)一章《法拉第感應(yīng)定律》一節(jié)的教學(xué)，考慮到學(xué)生在初中階段對(duì)電路的操作比較熟練，因此，沒有必要按照規(guī)定的順序通過示范實(shí)驗(yàn)來總結(jié)規(guī)律。在教材中，將教師的示范實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，并將教學(xué)模式改為實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)規(guī)律，從而加深對(duì)感應(yīng)定律這一高中核心知識(shí)的理解。課前先讓學(xué)生制定合理的實(shí)驗(yàn)步驟，為分組實(shí)驗(yàn)做好充分準(zhǔn)備，從而提高實(shí)驗(yàn)的效率。課堂上讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。課型的改變，既高效完成了教學(xué)任務(wù)，又給了學(xué)生合作學(xué)習(xí)，共同發(fā)展的機(jī)會(huì)，有助于提高學(xué)生分析概括能力。從教學(xué)效果的角度，學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，從中探索和理解物理規(guī)律，遠(yuǎn)強(qiáng)于教師單一的生動(dòng)講解。物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)貫穿于高中物理教學(xué)的全過程，是培養(yǎng)學(xué)生物理科學(xué)素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。中學(xué)教師應(yīng)高度重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，提高實(shí)驗(yàn)的有效性，發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退季S能力。