實驗在物理教學中的地位和作用

盧振亮

摘 要：物理教學中實驗占據越來越重要的地位和作用。根據學生的年齡特征和認知規律并結合物理學科的特點，培養學生理論分析、實驗設計與實驗方法有機結合的能力，從而把基礎知識的應用與基本技能的訓練有機結合，來促使學生的整體能力不斷提高。所以重視物理實驗并充分發揮它的功能有著重大的意義。

關鍵詞：物理;素質;實驗教學

引 言：

“實驗”是人們根據研究的目的，利用儀器、設備，人為地控制或模擬自然現象，排除干擾，突出主要因素，在有利的條件下研究自然規律。分為演示實驗、定性實驗、定量實驗，探索性實驗和驗證性實驗。目前數量最多的是探索性實驗。從培養學生掌握實驗方法的角度來看，演示起著示范作用。物理實驗及其教學在物理教學中的地位主要表現在以下方面。

一、實驗是物理教學的重要基礎

實驗是物理學的基礎。在物理教學中運用實驗的目的主要在于給學生創造一個良好的環境，使學生能主動地獲取物理知識和發展能力，促進學生科學品質和世界觀的形成;同時，通過學生的觀察掌握實驗的基礎知識和基本方法，培養他們的實驗技能。物理教學必須以實驗為基礎，這是由實驗本身的特點及其在物理教學中的作用所決定的。

二、實驗在物理教學中的重要內容

把物理實驗作為物理教學的重要內容可以從三個方面來認識。

（一）物理實驗本身就是物理學不可分割的重要內容

物理學的任何一部分內容（包括物理量，定律，理論）的結構及其發展都可以分解為三種因素：實驗（事實），物理思想（邏輯，方法論等）和數學（表述形式或計量公式）?？梢?，實驗內容本身就是教師要教，學生應該學的重要內容。

（二）實驗教學是物理教學的重要組成部分

實驗是物理概念，規律教學中必不可少的基礎。離開了實驗的物理教學只能是“空中樓閣”，即使照本宣讀，在黑板上做實驗，也不過是“紙上談兵”，而且會把本來生動的，豐富的物理知識變成一堆枯燥難懂的材料，不利于激發學生的學習興趣，調動學習的積極性。[1]

（三）實驗是培養學生操作能力的保證

通過教師的演示、示范和動手操作，學生可以從中學到實驗的基本技術和基本方法，可以發展能力，培養良好的實驗素質。這是實驗的任務也是教學的任務。不做實驗的物理教學是沒有完成教學任務的教學。

三、實驗是培養學生多種能力的重要途徑

常見的實驗方法包括控制變量法和實驗驗證法?？刂谱兞糠ㄊ菍嶒災軌騽撛熳畲_實，最少受干擾，并保證過程以其純粹形態進行的物理環境。實驗驗證法是一種推理、判斷在前，實驗驗證在后的研究方法。也就是在已知的物理理論和實踐的基礎上，經過推理，做出假設和預言，并通過實驗來檢驗其真理性，從而得出可靠結論的一種方法。通過不同的實驗方法和手段，可以培養學生的不同能力（1）：

（一） 通過改進實驗方案和方法，可以培養學生實驗的設計能力。

我們知道，一切實驗方法所測得量總有誤差，為使誤差盡可能小些，這就要求所設計的實驗方法或方案要合理，要有較高的精確度。因此，在教學中，培養學生根據實驗內容的特點，運用所學的知識，找出提高實驗精確度、減少相對誤差的實驗方法或方案就成為物理實驗教學的一個重要課題。例如，用伏特表和安培表測電阻的實驗可分為兩個層次來完成。第一個層次是按課本實驗的要求進行實驗。第二個層次是在學完導體的串聯和并聯后，改進了原有的實驗方案，讓學生分別用電流表內接法和電流表外接法測定一個阻值較大的電阻。在實驗中，待測電阻用一個1千歐的電阻，電流表用毫安表，要求學生分別用兩種線路進行多次測量并計算，然后，把兩種方法測量的結果進行對照比較，其結果是：內接法測得的電阻值比外接法測得的大許多（2）。

為了及時澄清問題真相，我們指出在第一個層次實驗中，均忽略了伏特表和安培表接入電路后對電路本身的影響，啟發學生對實驗線路和實驗結果作具體分析，引導他們運用所學過的串、并聯電路的特點和歐姆定律來分析兩個實驗線路所測得的電阻值相差的原因，進而搞清在什么情況下應該用那種方法來測定誤差較為合理。所以通過幾個層次的循環，有助于培養學生實驗的設計能力。

（二） 通過探討實驗裝置和原理，可以培養學生實驗的研究能力。

在實驗教學中，我們一直強調，同一實驗線路或同一實驗裝置有時可有多種不同的用途，可以用以闡述不同的教學內容，例如，驗證部分電路的歐姆定律的實驗線路，可用來近似測量電阻器的電阻值，也可用來近似測量小燈泡的額定功率。但實驗的目的不同，實驗的方法和實驗分析、概括出來的結論也就不同，在測定小燈泡的功率實驗中，我們要求學生必須真正弄清楚實驗的設計思想，能根據電功率的公式P=UI設計好實驗線路和實驗方法，區別變阻器在此實驗線路中的作用以及伏安法測電阻的實驗線路中的作用有何異同。通過比較和分析，才能培養、提高學生設計實驗的能力和研究能力（3）。

（三） 通過設計性實驗性，可以培養學生靈活處理問題的能力。

根據教材的重點，有目的、有計劃地布置一些應用基礎知識和實驗技能的實驗設計性作業。例如，講完電功和電功率后，可布置：只有伏特表，無安培表或只有安培表，無伏特表，其它儀器可任選，分別測定標有3.8V的小燈泡的額定功率和一個待測電阻。上述實驗的目的是，在給定條件下，讓學生自己設計實驗方案來完成實驗設計作業。這不僅有利于培養學生的創造性思維能力，而且有利于培養學生運用所學知識分析、解決問題的能力。

四、培養學生良好的科學素質

素質主要由三個方面的因素構成：知識因素和智能因素和非智力因素。實驗除了對知識的掌握，智能的提高有明顯的作用之外，對非智力因素的培養也有顯著的作用。實驗不僅能培養學生實事求是的科學態度，嚴謹細致的工作作風和堅韌不拔的意志品質，而且還有助于學生形成正確的觀點觀念，優秀的道德品質，高尚的思想情操和濃厚的學習興趣。任何一位實驗科學家，在得出他最后的科學結論之前，都是采用過多種方法，做過幾十次、幾百次的實驗，處理過浩繁的觀測資料，經受過多次的失敗和挫折;任何一項實驗發現在得到公認之前，至少要被另一位研究者所重復證實;而事實常常是一個題目同時有許多人在獨立研究，相繼得到同樣結論，或是一項實驗發現一經發表，立即有許多人重復這個實驗加以檢驗。因此這樣有助于培養學生不畏險阻的攻關精神，懂得任何科學成就都是許多人辛勤勞動的共同結晶。

總之，在實驗教學中，根據學生的年齡特征和認知規律并結合物理學科的特點，培養學生理性分析、實驗設計與實驗方法有機結合，把基礎知識的應用與基本技能的訓練有機結合，這對于培養學生理解問題、分析問題和處理問題的能力培養至關重要。

參考文獻：

[1]肖川.教育的視界.第二版.北京.岳麓書社.2003年1月.P25-26。

[2]陳孝彬.教育管理學.第一版.北京.北京師范大學出版社.1999年5月.P108-109。

[3]喬際平、續佩君.物理教學論.第一版.江西.江西教育出版社.2002年5月.P18-19。