如何做好中學物理實驗教學

李秀清

【摘要】物理是一門以實驗為基礎的學科，物理學習中實驗是必不可少的部分，很多物理定律來源于物理實驗。通過物理實驗，不僅可以提高學生的動手能力，而且可以培養學生的實驗探究能力和科學思維能力。

【關鍵詞】中學物理;實驗;探究

一、課前要準備充分

要讓學生順利完成實驗，教師應做好各項準備工作，如設計實驗環節，時間安排，準備器材，對實驗儀器的檢查和調試，教師要親自做一下實驗，對實驗中可能出現的問題或故障要預先考慮并能及時解決。在學生實驗前，應先讓學生了解儀器的規格、結構、使用方法和注意事項。

例如，觀察水的沸騰的實驗，要先準備好實驗器材，并準備熱水，否則學生在實驗中燒開水就會用好長時間。在做串并聯電路時，因為用學生電源，所以要提醒學生電壓檔的選擇，電流表和電壓表正負極的連接，還要考慮小燈泡燒壞的情況，應多準備一些放著備用。

二、創設問題情境，提高學生的學習興趣

愛因斯坦說，興趣是最好的教師。物理實驗課對于學生來說要比正常的理論課更有趣味性。利用這一點，適當引入新穎的實驗設計，可以充分激發學生的探索興趣，讓學生對于教學內容產生好奇心，激發學生的求知欲和興趣，調動學生的主動性和積極性。

如何讓學生喜歡上物理實驗呢？我們可以根據物理教學內容，創設問題情境，讓學生通過動手實驗、觀察和分析，理解物理規律。例如，在講重力時，讓小金屬片和紙張一起下落，小金屬片先落下，為什么？接著把小紙片揉成一團，再做一次實驗，有什么不同？然后也拿出真空管來做實驗，有什么現象？通過創設問題情境，激發了學生的求知欲。

從生活走向物理，從物理走向社會，生活中很多常見的現象都與物理學相關。教師在教學過程中，創設一些生活中的物理實驗，讓學生感受到實驗的趣味性。如在講微小形變時，可用一空的扁形玻璃瓶，封口處帶一個細小的吸管，瓶里裝滿水，可加點紅色或黑色墨水，讓水有顏色，當用手擠壓瓶子時，水會從吸管溢出。此實驗取材容易，效果明顯，學生可以自已完成。

又如，在講沸點和大氣壓強的關系時，可做如下實驗，讓學生思考：將燒瓶裝水加熱至水沸騰后移去酒精燈，水會停止沸騰，迅速將燒瓶塞上瓶塞，把燒瓶倒置并向瓶底澆冷水，觀察到燒瓶內的水第二次沸騰起來，為什么？通過觀察實驗現象，學生會覺得不可思議，想要找出原因，這樣就激發了他們的求知欲。

三、在實驗中培養學生的探究能力

中學物理實驗中常用到驗證性實驗和探究性實驗。驗證性實驗是學生對已有的實驗結論進行驗證的實驗。驗證性實驗培養學生的實驗操作能力，使其掌握實驗原理和實驗結論。探究性實驗是在不知道結果的情況下，先由教師啟發，提出問題和假設，再由學生設計實驗方案，確定實驗器材和實驗步驟，這調動了學生學習的主動性和積極性。學生在實驗過程中遇到問題，通過分析、思考，動手探索、解決問題，在這一過程中加深了對實驗的理解，也在內心獲得一定的信心和成就感，更能激發學生對物理學習的動力，通過這種方式培養了學生的觀察能力、分析能力和科學探究能力。因此在學生的分組實驗中，要讓學生多動手、多動腦，使其學會自主分析問題并解決問題。

例如在做電學實驗測未知電阻R的阻值時，先啟發學生探究實驗的流程：明確實驗目的—知道實驗原理—知道需要測量的物理量—實驗所需要的器材—設計實驗過程—分析實驗數據—得出實驗報告。讓學生自己列出實驗器材，畫出實驗電路，并自己連接電路。在實驗過程中，學生常會遇到一些問題，比如電流表、電壓表讀數太小，或電流表、電壓表不會轉，教師不要指出錯誤的地方，而應適當引導，讓學生自己檢查電路問題，解決問題。有時教師還要故意設一些“關卡”讓學生去發現問題、分析問題，尋求辦法解決問題。如在講多用電表的原理與使用的實驗時，可布置一個任務，將一個電流表（量程是600uA，內阻為1000Ω）改成一個可測電阻的歐姆表。學生根據所學的知識，知道了實驗原理——閉合電路的歐姆定律，于是設計了如下的電路圖A。

學生還列出了所需的實驗器材。接著，教師提出更進一步的問題：如果要把它改成中值電阻為800Ω的歐姆表，這樣的電路是否滿足要求？學生進行思考和討論后回答：電表電阻比中值電阻大，所以這樣的電路不行，應該再并聯一個電阻，于是修改成了電路圖B。接下來就是選擇器材的問題。教師提醒，電源是一節電池1.5V ，如果要知道所選器材的規格，我們最好計算出R和R1的阻值，如何算出R和R1的阻值？學生根據閉合電路歐姆定律和電流表滿偏和中值的情況分別列式，聯系方程求解，選擇了合適的實驗器材。學生通過提出問題、分析問題和解決問題，加深了對萬用表原理的理解。

在實驗課上，學生是活動的主體，教師是主導，教師提出實驗活動內容，讓學生主動參與，動手、動腦，獨立完成或者協作完成實驗操作。對于基礎薄弱的學生，教師可個別指導，實驗完成后，引導學生對觀察到的物理現象和實驗數據進行歸納總結，得出相關的規律。學生在實驗中全程參與，從實驗的設計、操作、觀察、分析到數據的處理，使學生的動手能力和探究能力得到提高。

在引導學生實驗時，教師可以在實驗過程中滲透科學方法，讓學生學習在物理實驗中應用科學方法。例如，在講牛頓第一定律時，不斷減小小車受到的阻力，根據小車的運動情況，推導出當小車在不受阻力時的運動狀態，用了理想模型法和極限法的科學方法;在講牛頓第二定律時，先控制小車質量m不變，研究a與F的關系，再控制F不變，研究a與m的關系，再綜合起來，得出a與m和F的關系，用了控制變量法;在講串并聯電路的電阻、分力與合力時用了等效替代法;在講卡文迪許扭秤實驗時，由萬有引力引起的微小轉動形變轉移到光點的移動，起到了化小為大的效果，是放大法;在講用單擺測量重力加速度時，用秒表測量50次全震動的時間，再算出單擺周期，減少誤差，是累加法;在講密度時，測石塊的體積，通過測量將石塊放入量筒中排開水的體積，是轉化法。在實驗教學中滲透科學方法，可以訓練學生的科學思維能力，提高學生的實驗設計能力，從而培養學生的實驗探究能力。

四、用信息技術輔助物理實驗

一個成功的物理實驗就是一個完整的物理情景，重現這些物理情景，可以使學生輕松認識物理現象和理解物理規律。因此，我們不僅要做好演示實驗和學生分組實驗，而且要在條件允許的情況下盡可能地將演示實驗改成學生實驗，讓學生有更多機會動手實踐。但受到實驗條件的限制，有的實驗無法動手完成，就可以借助信息技術輔助完成實驗過程。

有些宏觀、微觀世界的物理現象， 無法在實驗中直觀地看到，可利用flash制作課件進行模擬展示。例如微觀粒子運動規律、天體運動規律，用flash做出的動畫可以生動、形象地展現它們的運動過程，將抽象的物理知識轉成具體的物理現象，呈現在學生面前。

對于實驗過程進行比較快的實驗，可以先讓學生做實驗，了解實驗過程和實驗現象，再通過多媒體課件呈現實驗過程的慢鏡頭，讓學生仔細觀察。例如：先讓學生做平拋運動實驗，學生只能大致知道它的運動軌跡，而通過多媒體呈現慢鏡頭，學生可以知道某一瞬間物體的位置和運動狀態，便于學生分析物體的運動規律。

對于一些復雜的實驗，可用微課來協助實驗教學。微課時長在5～10分鐘之間，主要講解實驗的原理、步驟和注意事項，指導學生規范地操作實驗儀器，特別是一些復雜實驗，基礎較薄弱的學生在實驗前可以反復觀看，掌握其實驗過程和知識要點，提高獨立操作的能力。

對于因學校設備欠缺而無法開展實驗的問題，可采用仿真實驗室，利用先進的計算機技術進行模擬實驗。如NB物理實驗軟件，專門為中學物理而設計的仿真實驗室。教師可利用仿真實驗室讓學生先模擬實驗，了解實驗過程和調試，做實際實驗操作前的預習，也可以在實際實驗操作后用仿真實驗室對一些問題做進一步的探究，還可以在課后根據自己的興趣，在家里建自己的實驗室，盡情發揮想象力，自由設計實驗，而不用擔心實驗器材問題和安全問題。學生在仿真實驗中可以看到實驗過程的相關數據，比如，做電學實驗，可看到電流流向，在實驗操作出錯時，還會指出錯誤的地方，讓學生改正錯誤，掌握相關知識。通過仿真實驗室，學生的思維可以自由發揮，培養了創新意識和創新能力。

總之，物理實驗是物理教學的重要部分，能培養學生的動手操作能力和實驗探究能力。我們應該盡可能讓學生多做實驗，做好每一次實驗，在實驗中滲透科學方法，培養學生的科學思維能力。并且，在無法開展實驗的條件下，可以利用信息技術輔助學生完成實驗，用仿真實驗室讓學生自由實驗。通過“做中學”，學生在實驗過程中體驗科學探究過程，學習科學方法，掌握物理規律。

【參考文獻】

郭志勇.信息技術在物理實驗教學中的應用[J].中學物理教學參考，2017（03）：39-40.

喬秀宏.新課程標準下高中物理探究式實驗教學研究[J]. 課程教育研究，2019：49-50.

邢建芳，張德軍.談中學物理實驗常用方法[J].寧夏教育，2007（09）：49.