重視和提高物理實驗教學效果

周光明

摘 要：物理學是一門以實驗為基礎的學科，實驗是物理學的重要組成部分，在教學中有特殊的地位是加強基礎知識教學不可缺少的環節，它不僅有助于學生形成正確的概念，加深對規律的理解，增強分析、解決問題的能力，而且能直接培養學生用實驗驗證和探索規律的能力，是其他任何手段不能替代的。

關鍵詞：物理教學；實驗；問題；改革

物理學本身是一門實驗科學，它是以“突出素質教育，強化能力培養”為指導思想，充分發揮實驗課程的素質教育功能，將素質教育與實驗教學融為一體。而在物理教學中物理實驗教學是學生物理學習的基本的、必不可少的手段，是學生獲得各種能力的源泉。教是要學生通過實驗來學到知識，訓練技能，并經歷一個科學探究的過程。

一、實驗教學要求

1.要立足于學生的發展，努力體現“探究”的過程性。實驗探究重點強調的是“探究”而不是驗證，要大膽放手，讓學生獨立思考，積極動手、動腦、動口，相互交流合作，全身心地參與到學習活動中去。這樣學生才能真正理解、掌握知識技能，學習的情感和意志，學習的主動性、獨立性，嚴謹的科學態度，勇于探索和堅持真理的精神才能得到培養。教學實踐會面臨著探究時間的問題，為了完成教學任務，學生總是匆忙做完實驗，在實驗的過程中沒有思考、發問和批判的時間。我們體會到教學中可以根據探究的內容設置兩課時或多課時。第一課時，創設情境激發學生發現并提出所要探究的問題，讓學生提出猜想、假設，充分討論，設計實驗方案，使他們在相互間的否定與肯定之中積極思維，培養創新思維和發展思維的能力；其他課時，進行實驗探究、結果討論，并引發學生通過實驗和討論發現新的問題。

2.要恰當地運用分組討論，努力體現教學的全體性。課堂討論是實驗探究教學中的重要環節，也是促進師生雙向交流、培養學生創造能力的有效學習方式。在全班集體討論時往往可能有一部分同學沒有發言的機會，這就需要通過分組討論來彌補。

3.要積極營造融洽、合作的教學氛圍，努力體現課堂的民主性。教師要關愛每個學生的成長和發展，寬容大度，摒棄師道尊嚴，努力成為學生的良師益友。和諧的師生關系、活躍的課堂氣氛、高漲的學習情緒、競爭的學習機制，已成為現代教育理論新要求的教學過程要素。

二、實驗教學策略

1.變驗證性實驗為探究性實驗，突出學生的主體作用

傳統學生實驗多半是驗證性的實驗，在實驗過程中，學生是被動地參與，我們的實驗改革應充分利用一切手段，改驗證性實驗為探究實驗，而物理又是以實驗探究為基本特征的科學，因此，物理教學應體現這一特征，并將其作為物理教學的主模式。在物理課程改革中，物理實驗的改革是關鍵的一部分，讓學生自己提出問題進行大膽的猜想、假設，然后為驗證自己的猜想和假設進行實驗。學生應能自己找出實驗的原理，設計實驗方案，討論實驗方案并選擇實驗儀器。學生在整個實驗過程中經歷與科學家相似的探究過程，親自參加了物理問題的提出、假設、實驗及問題的驗證解決等活動過程。學生對實驗過程的敏銳觀察，豐富想象，有效類比，在周密思考的基礎上通過學生的主動探究而形成，既達到了開拓思維，交流合作的目的，又使學生的知識和能力在實驗中得到加強、訓練，充分體現了科學探究的樂趣，領悟了科學的思想和精神。例如：在“牛頓第二定律”一節的教學中，筆者將這個驗證性實驗變為探究性實驗。其研究方法：①邊學邊做實驗：首先讓學生按照自己設計好的實驗方案做實驗，使學生從實驗中初步認識物體的加速度a與物體的質量m及它所受外力F有關。然后，筆者再演示課本上的實驗，規范操作，這樣，不僅使學生掌握科學的實驗方法，而且讓學生觀察實驗過程，注意發現研究對象引起變化的原因和條件以及在實驗中出現的現象，使學生對a和F、m的關系獲得感知。②探究知識：指導學生對問題進行具體研究，處理實驗數據、列表、畫出a—F、a—1/m的圖象。③歸納總結：師生共同分析、歸納、總結出牛頓第二定律。這樣，讓學生用實驗探究和理論探究兩種方法自我進行推證，在推證過程中學生就自然而然地對核定的研究對象、成立條件、適用范圍、注意事項搞得一清二楚。讓學生由學知識變為主動探究自然規律，對知識學得更扎實更牢固，同時使學生受到科學方法的熏陶。

2.合理運用多媒體，優化實驗教學

現代信息技術在物理實驗教學中的應用只能作為物理實驗教學的輔助手段，決不能替代物理實驗。但是課堂實驗教學也存在著許多的問題，如部分實驗的現象不明顯，效果不顯著，還有一些實驗的可重復性差、耗時長，課堂上難以作到隨時調用；另外還有一些實驗無法在教室中完成等。實驗課件的廣泛應用則可以有效地幫助教師克服教學中的諸多問題，提高實驗的效率。例如：對于“LC電磁振蕩電路”的振蕩過程分析，筆者應用電腦的動畫功能，展現了隨著電容充放電的進行，LC回路中的電場能和磁場能之間的周期性變化，振蕩電流的大小和方向變化的全過程，安全逼真，大大激發了學生學習興趣，使學生在學習過程中保持精力高度集中，思維高度活躍，求知欲高度旺盛的狀態。對于可見度小，不易觀察，且只能水平演示、觀察的內容，例如水波的干涉、衍射現象，用發波水槽借助投影儀演示，既起放大作用，又使其有動感，使學生看到清晰的干涉條紋，對學生腦子里形成正確概念有極大的幫助。但是還有部分同學對波的疊加原理難以理解，又缺乏想象力，為此筆者又用電腦模擬制作了一條直線上兩傳播方向相反的兩列波的疊加，可十分形象直觀地表現波的疊加，學生也容易理解，并取得了良好的效果。總之，應用多媒體可以展示課堂實驗無法演示的宏觀的、微觀的、極快的、極慢的物理過程，從而突破時間以及空間的束縛，進行逼真的模擬，靈活地放大或縮小物理場景，將物理過程生動形象地展現于學生眼前，使學生認識加強，理解透徹。

3.發展科學思維素質

學生實驗的“靈魂”是實驗原理，只有把實驗原理放在處理實驗教學的首要位置，才會使物理實驗教學“活”起來。若能在教師有目的的引導下，對實驗原理進行挖掘和探索，將能有效地培養學生按科學方法思考解決問題的習慣，發展學生的科學思維素質。在基本實驗教學中，必須抓好以下兩點：（1）對實驗原理的正確理解。要知道這個實驗為什么這樣做，它的理論根據是什么，不這樣做還能怎樣做，那一種做法更好，更可行。這是培養學生實驗設計能力的一個關鍵。（2）對常用的物理儀器要熟練使用，這是實驗的基礎，是實驗的工具。常見的實驗儀器有以下十三種：刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、打點計時器、彈簧稱、溫度計、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等。對這些常見實驗工具不僅要能正確熟練地使用，甚至要知道實驗儀器的原理。

總之，在物理實驗的教學改革實施中，我們還將面臨著許多新的問題，還需要在今后的工作中進一步的研究與探索，我們將在不斷的反思中，不斷地改進、不斷地總結經驗，使物理實驗的教學改革工作不斷地深入，不斷地完善。