淺談如何加強中職物理實驗教學

毛德賢

實驗是物理自然科學的基礎，是闡述所有物理概念、規律的依托，是物理課堂教學不可或缺的重要一環。物理課是中職理工類專業的基礎課，是學習機械、電子、建筑等專業課程的先導課程，為后續學習相關專業內容起鋪墊作用。物理實驗是培養學生觀察能力、操作技能、科學素養等綜合素質的重要途徑，特別是中職物理實驗教學有自身的特點，加之社會發展對中職生提出的需求不同，加強物理實驗教學尤為必要，對培養學生的創新思維、正確的實踐觀具有十分重要的意義。筆者認為可以從以下幾個方面加強中職物理實驗教學。

1 轉變觀念，注重物理實驗教學

物理是一門以實驗為基礎的自然學科，沒有實驗就沒有物理。所有的物理概念、規律都是在實驗基礎上進行定義和總結的。如果把傳授物理概念和規律的教學看成構建物理個體的“肌肉”，那么實驗教學就是構建物理個體的“骨骼”了，可見物理實驗對于物理教學的重要性。但目前各中職學校在物理課程的開設和實驗室的建設方面十分令人擔憂。有的學校幾乎不開設物理課程，更是疏于物理實驗室建設，沒有專職管理員，老化的設備和損壞的儀器沒有及時得到更換和檢修等。但作為中職學校的物理教師應該樹立這樣的理念：不管學校的實驗室建設和器材配備如何，自己心里應該清楚實驗是物理課堂教學的脊梁和靈魂，沒有實驗的物理知識傳授就像無本之木、無源之水。那種不以學生發展為本的照本宣科教學固然省事，但害人不淺，對教師自身教學水平的提升和學生素質的發展沒有益處，反而會造成學生對物理學科不感興趣、更加陌生和排斥。有實驗的課堂，能激發學生的學習興趣，發展他們的動手能力和思考力，提升他們的觀察力和分析力，挖掘他們的好奇心和求知欲，幫助他們更好地理解、接受和記憶物理知識，充分發揮實驗在教學中的作用，是高效開展物理課堂教學活動的重要因素之一。

來職校學習的學生中有很大一部分是對物理不感興趣的，對待物理實驗更是不夠重視，這要求教師在今后的物理教學過程中要及時扭轉學生的這種觀念，讓學生體會學習物理和實驗過程的樂趣，在實驗過程中獲得愉悅感，明確物理實驗對掌握物理知識的重要性，對提升學生動手能力、思維分析力、學科素養都具有重要意義，明確物理實驗是和生活、社會實踐緊密聯系的，對今后進入社會從事相關工作大有益處。

我國未來的中長期發展目標，是要建成現代化的、創新型國家，并引領世界成為創新新高地，這就要培養大批的創新型人才。而物理實驗教學也是承擔起培養學生創新思維的有效途徑之一，所以教師要樹立正確的人才培養觀，盡量想辦法做物理實驗，這是學生的發展需求，也是形勢發展需要。基于以上的原因，物理實驗應盡量融合到整個物理教學過程中。

2 加強實驗教學的課前準備

2.1教師課前的準備

教師在實驗課之前應做好本節實驗課的教學設計和PPT課件，明確要完成的環節和步驟，提前把實驗“三單”（實驗通知單、實驗記錄單、實驗器材領用單）交給實驗室管理員，讓他們把實驗場地、所需的實驗器械盡快備好。建議教師自己要預做課上實驗一到兩次，及時發現實驗過程可能出現的問題，要全盤考慮完成實驗目標應采取的方法、步驟及注意事項等，必要時還要課前帶學生到現場去進行情境導入。在講“動量守恒定律”這節課時，為了創設情境，教師可以在課前帶學生先去操場觀看“水火箭發射”實驗，現場感受物理學科的實用性與趣味性，然后提出問題，讓學生帶著問題回教室上課。課前的準備工作做得越詳細、越充分，課堂上真正實驗過程花費的時間就越少，效率就越高。

2.2 學生方面課前準備

教師在上新課之前，可以以學案的方式布置學生提前預習實驗內容，并根據預習學案要求做簡單實驗。可以布置學生在課前先去完成課本上的小實驗，能做的盡量先在家找一些生活中的簡易物品進行實驗。比如，在上“光的折射”這節課前，先讓學生在空的玻璃杯底放上硬幣，移動視線剛好看不到硬幣，倒入清水后觀察發生的情形——在杯中插入筷子變彎折的現象；在上“摩擦力”這一節，讓筷子插入盛米的杯中，壓實并提起筷子，觀察發生的現象；在講“水的表面張力”時，可以讓學生在家里先做，把硬幣、回形針、小鐵片輕輕放向水面，觀察發生的現象。又比如，要求學生觀察生活中的靜電現象，冬天在臨睡前脫纖維衣物時靜電放電的現象，或把梳過頭發的梳子靠近細紙屑或細水流，觀察發生的現象；把鏡子傾斜插入水中反射陽光來觀察“光的色散”現象。用實驗室發放的凸透鏡放在正午的太陽下去尋找透鏡的焦點，并觀察陽光會聚于焦點的威力，看看如何把紙張灼燒出洞。

要求學生在課前做好實驗現象記錄和操作過程，并能簡單歸納實驗結論等，用已學知識嘗試進行分析，有疑問的地方可以通過“班班通”“學習通”平臺與教師互動交流，并利用互聯網查閱、收集相關的實驗影音資料，對照課本內容進行學習。有條件的學校，提倡開放物理實驗室，讓學生對感興趣的實驗可以進行器材“借閱”，這樣互動有利于發揮學生的主動性和創造性。

3 加強課堂上的演示實驗和分組實驗

3.1 強化實驗演示，加強師生互動

由于物理實驗器材的匱乏或其他原因，有些物理老師現在上課幾乎是照本宣科，連最基本的物理演示實驗也不做了。本來中職學生就對物理理論性太強的知識不感興趣，這就必然導致學生課堂上無精打采、昏昏欲睡，一點也激發不了學生學習物理的興趣，長此以往對物理就會失去信心的。傳統課堂的演示實驗都是以教師演示為主，學生是從屬，被動地觀察、思考教師所提出的問題。現今新的課改教學要求學生應作為課堂的主體，課堂上能交給學生實驗的盡量放手讓學生上臺演示，教師在旁指導即可，例如，組裝電學電路、通電導線在磁場中的受力演示都可以讓學生上臺組裝和演示，特別是課本上有許多的小實驗，盡量要讓學生自己來完成。只有讓學生做一做，才能真正體會實驗帶來的樂趣和真諦，提升學生課堂的參與性，充分發揮演示實驗輔教的作用。

另外，要加強演示實驗的可見度，為了翔實展示實驗的微觀細節，可以用實物投影儀進行放大投影演示，例如，要形象演示磁鐵周圍的磁場時，借助細鐵屑在透明玻璃板上進行演示，并進行投影放大。再如，水波的干涉和衍射實驗也可以進行放大投影，為方便學生觀察還可以把實驗移到班級中間演示。要高效發揮演示實驗作用，不但要充分利用學校實驗儀器還要用自制教具輔助演示。

3.2 提升分組實驗效率

教師在學生分組實驗前要對實驗的各個環節做到心中有數，對實驗重點和難點以及實驗注意事項都應了然于胸，除了準備好實驗器材外，也要給各小組準備必要的實驗提綱或實驗學案，并將學生合理分組，一般分成4人一組，選一人當小組長，負責監督和評分。要求四人相互配合，分工明確，高效完成實驗任務。期間，教師要加強巡視和監督，適時指導，及時解答學生實驗碰到的疑問，強調注意事項并要求學生做好真實的數據記錄，完善實驗報告等。

不管是演示實驗還是分組實驗，都要體現學生在實驗中的主體作用，教師起引導啟發的作用，教師加強巡視指導，確保實驗過程學生有效參與，真實客觀地記錄實驗數據，尊重實驗過程發生的現象和實驗誤差造成的結果等，絕不允許在實驗數據上弄虛作假，樹立正確的實驗觀和實事求是的科學態度，養成良好的實驗習慣，實驗過程強調團隊協作的精神，提升分組實驗效率。

4 利用自制教具輔助實驗教學

實驗教學完全依賴于實驗室成套儀器，會讓學生感到物理是神秘又陌生的、與生活脫節的，學生會認為就連實驗器材都有人精心設計好了，照搬照看即可，懶得自己探究思考，這樣會抑制學生的想象力和創造力，削弱學生探究自然科學的熱情，不利于學生動手能力的提高和創新思維的發展。而且學校物理實驗室所配備的實驗器材不可能面面俱到，特別是課本上的小實驗需要學生課前去準備的，這就需要老師和學生要利用生活中常見易得的物品，變“廢”為寶，自制教具。

有些實驗課前就可以布置學生去完成，比如，在教“電流”這節時，可以布置學生課外去完成“水果電池”的制作，利用鋅片（或鐵片）、銅片、導線、小燈珠及西紅柿（或用馬鈴薯、蘋果）就可以完成這個實驗。在教“電荷”這節時，利用錫箔紙、硬銅線、玻璃瓶就可以做成一個簡易的驗電器。利用生活物品和身邊常見的材料制作教具，讓學生感覺到物理就在我們身邊，激發學生的好奇心，使他們對物理產生濃厚的興趣，喚起他們探究熱情，積極主動地實踐。

對于物理教學中一些抽象且難以理解的概念，教師可以自制教具讓其直觀形象化。比如，在介紹“通電直導線電流周圍的磁場”時，可以用自制簡單的道具進行演示，如圖1（1-直導線，2-不同線徑的紙皮圓筒），這樣一來把通電直導線電流周圍的磁場形象地展現出來。又比如，在教授“磁感應強度”概念時，因為它比較抽象，學生難以理解，我們就用如圖2所示模型（1-硬紙板，2-細金屬線）來講解。“穿過單位面積的磁感線的條數”來形象表示，把磁感應強度直觀化，便于學生理解和掌握。對于中職生來說，用具體的實物模型進行演示講解，更能激發他們的聽課興趣和學習效率。

5 應用智能信息技術輔助實驗教學

利用現代信息化教育平臺輔助課堂實驗教學是當代教師必須掌握的一門技藝，課前預習時就可以布置學生上網查閱、收集相關實驗信息和應用，利用班班通、學習通等平臺，對預上課的內容和疑問進行互動交流，特別是對于光學、電學、磁學、熱學、原子物理方面的內容，難以用實物進行演示的實驗，可以布置學生上網查閱還可利用網上的交互動畫進行模擬實驗。比如，對于光的反射和光的折射、力的合成都可以用幾何畫板進行動畫演示，隨機改變入射角觀察反射角和折射角的變化，改變分力的大小形成不同的合力等。

對于不方便在課堂上演示和要在實際場景演示的，可以利用攝像投屏或者手機拍攝投屏的方式進行展現。比如，學生不方便到現場觀看的實驗應用，或教師上網下載的實驗資料（包括圖片和實驗視頻等），或者課前已經預先錄好的實驗視頻也可以采用手機投屏的方式播放給學生看，豐富課堂實驗資源并起示范指導作用。上實驗課時，除了教師親自巡視外，還可利用實驗室的監控系統，通過攝像頭的切換和拉近聚焦，自由觀看各小組的實驗情況。課后學生可以利用手機和電腦端發送電子版的實驗報告到信息化平臺的作業區，這樣提交作業不受時間和空間的限制。

現在普通的物理實驗大部分均可用“仿真物理實驗室”軟件來模擬完成，有些實驗在現實環境中無法演示，只能在真空無重力的理想環境下才能完成，這時我們可以借助仿真實驗室進行演示。比如，在講解“動量守恒定律”時，要演示兩個小球真正意義上的彈性碰撞，這是個理想實驗，它必須在無重力和無空氣阻力的情況下演示。借助這個軟件，我們可以事先設置兩個小球的半徑、質量、顏色、碰前速度等參數，再通過動態碰撞后的實時參數輸出，獲得碰后的速度，就可以把系統碰前的動量與碰后的動量進行比較，驗證系統的動量守恒。可以讓學生上臺演示：改變實驗對象的參數設置，重復做實驗。

6 改進實驗成績評價機制

傳統上實驗課給學生的實驗成績打分，往往是以學生做的實驗結果成功不成功，并以結果符合不符合課本上既定的結論給學生作為評定成績高低的標準，而忽略了給學生進行過程性的評價。這樣會造成學生對實驗現象的觀察不仔細，測量數據不真實，還有可能去抄襲別人測量的數據進行拼湊，然后形成自己的實驗報告，造成教師對學生實際情況不了解，缺乏真實的差異性評價。因此，應把傳統的以結果定成績的做法改為注重過程性的綜合評價。

教師在平時的試驗課時可以重點地給部分學生打分，比如，給先完成實驗的或者實驗較好的先打分，然后由他們去指導、帶動實驗較慢的，同時由他們和負責任小組長一起打分，最好用事先準備好的評分表，將實驗進行項目分類、環節清晰、分步驟配上相應的分數權重，這樣便于小組長課堂上快速打分。評分表中應包括學生實驗過程的參與度、對待實驗過程的態度、操作的熟練程度、設計實驗的方案、對數據的測量、記錄的情況、最終的實驗結論等。對于學期或學年實驗總成績的評定，應把平時實驗的情況作為主要參考，加上期末進行單項實驗考核相結合，還要綜合考慮學生整體表現，包括實驗的操作技能、實驗的動手能力、實驗素養的提升等，還可以利用實驗室的監控錄像，回看和核實學生平時實驗的實際情況。采取過程考核評分的辦法有效防止個別學生的濫竽充數，在實驗過程搞形式主義，拼湊數據以獲得“滿意”的實驗結果，培養了學生實事求是的科學態度和良好的實驗習慣。

加強中職物理實驗教學是強化學生動手實踐能力、提升學生綜合素質、培養創新思維和創新精神的重要途徑之一，也是適應國家發展和培養應用型人才的需要。注重堅持以人為本的實踐理念，師生在實驗課堂上相互配合、相互促進，形成良好互動的學習氛圍；應用現代技術輔助實驗教學，并改進評價機制提升實驗教學效率。中職物理實驗教學現狀的改善和提升，將會為社會培養出更多具備科學素養的科研工作者。

（作者單位：福建省尤溪職業中專學校）