陳春節(jié)

摘 要：物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)是物理教學(xué)的一個(gè)重要的組成部分。在當(dāng)前的物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)卻是極其薄弱的環(huán)節(jié)，這種狀況將影響學(xué)生的知識能力結(jié)構(gòu)和非智力因素的發(fā)展。因此，應(yīng)該回歸本源，重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生獲得必要的感性認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，確實(shí)改變過去只注重實(shí)驗(yàn)結(jié)論而忽視了實(shí)驗(yàn)過程的弱點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；高中物理；創(chuàng)新能力；教學(xué)改革

物理實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)科賴以發(fā)展的沃土，是物理學(xué)科的特點(diǎn)，也是物理教學(xué)中得天獨(dú)厚的優(yōu)越條件?！缎抡n標(biāo)》中明確指出：物理課程應(yīng)使學(xué)生經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過程，具有初步的科學(xué)探究能力。實(shí)驗(yàn)?zāi)苁箤W(xué)生在經(jīng)歷以物理現(xiàn)象的觀察、思考和實(shí)驗(yàn)為載體的學(xué)習(xí)活動(dòng)（或問題解決）中形成包括實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)驗(yàn)思想方法和科學(xué)探究能力的綜合能力。在此，筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)際，探討在物理教學(xué)中如何重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

一、實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要陣地

1.學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)

首先要使學(xué)生能根據(jù)物理教學(xué)要求自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)觀察內(nèi)容，確定觀察工具，掌握必備知識。例如在做平拋儀實(shí)驗(yàn)時(shí)，可讓學(xué)生先提出自已的設(shè)想，有學(xué)生提出用攝象儀先拍下兩小球的錄像，然后再放慢動(dòng)作片，這樣觀察得更清楚。事實(shí)證明按這種做法可以讓學(xué)生更清楚地觀察小球平拋運(yùn)動(dòng)過程，總結(jié)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律。更重要的是這樣做可以極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和物理實(shí)驗(yàn)觀察能力。

其次應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生在觀察中積極思維的習(xí)慣，觀察時(shí)盡量擺脫已有觀念的束縛，使學(xué)生的思維有較大的自由度，鼓勵(lì)學(xué)生善疑多問，勤于思索，這樣才有可能在將來的觀察實(shí)踐中探索，發(fā)現(xiàn)新的物理現(xiàn)象和規(guī)律。

2.學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)

人的動(dòng)手、操作能力不是生來就有的，也不是靠灌輸能得到的，只能通過相應(yīng)的鍛煉形成和發(fā)展。物理課中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手、操作能力的重要陣地。例如，物理課中《用多用電表探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件 》的實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)，既需要兩手的協(xié)調(diào)工作，又需要眼睛仔細(xì)地觀察，還需要?jiǎng)幽X子思考如何動(dòng)手操作。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生將體會到動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的要領(lǐng)，動(dòng)手操作的穩(wěn)定性、熟練性在整個(gè)活動(dòng)過程中的重要作用。學(xué)生在課上動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，而課下再搞些小實(shí)驗(yàn)、小發(fā)明、小創(chuàng)作，這樣可促進(jìn)學(xué)生多方面操作本領(lǐng)的形成。

3.學(xué)生創(chuàng)新能力的提高

江澤民曾說過：“創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂?！迸囵B(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力既是素質(zhì)教育的重要內(nèi)容，更是新世紀(jì)人才必不可少的。我很欣賞物理學(xué)家楞次，楞次是在法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象后，對這一物理現(xiàn)象發(fā)生了深厚興趣的，楞次自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究方案，重做法拉第的實(shí)驗(yàn)，他受人啟示，但不循別人的老路，獨(dú)立、自信、創(chuàng)造、勤于動(dòng)手、勇于探究，在尊重科學(xué)的前提下，反復(fù)實(shí)驗(yàn)，終于在1883年總結(jié)了楞次定律，其后又通過實(shí)驗(yàn)研究了電流的熱效應(yīng)，并取得電流熱效應(yīng)的規(guī)律，從而又確立了電流熱效應(yīng)中的“焦耳-楞次”定律。楞次在科學(xué)研究方面取得卓越的成就是和努力追求客觀規(guī)律的勇氣和積極探索物理規(guī)律的創(chuàng)新精神分不開的。楞次的這一發(fā)現(xiàn)的過程對我們的物理教學(xué)很有啟發(fā)，在教學(xué)過程中我充分利用實(shí)驗(yàn)優(yōu)勢，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。例如，在驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中，可以啟發(fā)學(xué)生思考，你能否利用現(xiàn)有裝置測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋磕氵€能設(shè)計(jì)幾種測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊姆椒?？在學(xué)生電學(xué)分組實(shí)驗(yàn)中，在掌握實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，允許學(xué)生用不同的器材、不同的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn)，可以極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，發(fā)展學(xué)生的個(gè)性，活躍學(xué)生的創(chuàng)新思維。在實(shí)驗(yàn)中學(xué)生需要在各種因素中取舍，對所得的信息進(jìn)行篩選，這就要求學(xué)生在追求既定目標(biāo)的過程中應(yīng)變、思考和探索，使學(xué)生的分析、抽象、綜合、表達(dá)的能力都得到訓(xùn)練和發(fā)揮。

4.學(xué)生良好品質(zhì)的養(yǎng)成

教育學(xué)生如何做人是實(shí)施素質(zhì)教育的前提。 道德習(xí)慣要在行為中培養(yǎng)，學(xué)生動(dòng)手做的很多實(shí)驗(yàn)不可能一次成功，往往需要重復(fù)多次。學(xué)生在一次次失敗、一次次成功的實(shí)驗(yàn)中會體會到：無論做什么事情，只要努力去做，只要堅(jiān)持到底就一定能成功。在實(shí)驗(yàn)的過程中可潛移默化地使學(xué)生的意志得到鍛煉、毅力得到培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)中，不僅能訓(xùn)練學(xué)生嚴(yán)格遵守紀(jì)律、遵守操作規(guī)程，愛護(hù)公物，同學(xué)之間互相配合互相幫助的精神，還能培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的科學(xué)習(xí)慣。例如，操作要一絲不茍、觀察要仔細(xì)認(rèn)真、報(bào)告要如實(shí)規(guī)范……這中間還滲透著愛科學(xué)、愛祖國、愛生活的良好思想品德教育，起著“隨風(fēng)潛入夜，潤物細(xì)無聲”的作用。實(shí)驗(yàn)中通過觀察、分析、概括、歸納得出科學(xué)結(jié)論，這樣還可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的世界觀和方法論。

實(shí)驗(yàn)對提高學(xué)生的品質(zhì)、全面培養(yǎng)學(xué)生的能力，其作用是多方面的，特別是在育人上有著其它教學(xué)方法都難以比擬的優(yōu)越性和強(qiáng)大的生命力。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)發(fā)展的一條重要途徑。

二、重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)是進(jìn)行物理規(guī)律教學(xué)的關(guān)鍵

人的認(rèn)識是對客觀事物的能動(dòng)的反映，沒有客觀事物作為基礎(chǔ)，就難以實(shí)現(xiàn)對事物的正確認(rèn)識。要使學(xué)生掌握物理規(guī)律，必須使學(xué)生對所學(xué)的問題獲得生動(dòng)具體的感性認(rèn)識，然后再通過對感性認(rèn)識的加工（分析、概括、抽象）上升到理性認(rèn)識。

物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，為了使學(xué)生真正理解物理規(guī)律，要盡可能從觀察實(shí)驗(yàn)出發(fā)，以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)。通過觀察演示實(shí)驗(yàn)或進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，啟發(fā)學(xué)生思考，從而總結(jié)出有關(guān)的物理規(guī)律。例如，在進(jìn)行半導(dǎo)體的導(dǎo)電性教學(xué)時(shí)，如果不做實(shí)驗(yàn)，只是按照課本從半導(dǎo)體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，學(xué)生因?yàn)闆]有感性認(rèn)識，就不會對半導(dǎo)體的熱敏性有深刻印象，也不能引起興趣。如果向?qū)W生演示半導(dǎo)體的電阻因溫度的變化而變化的實(shí)驗(yàn)，就會引起學(xué)生的興趣。在實(shí)驗(yàn)事實(shí)面前，學(xué)生就會提出“為什么會發(fā)生這樣的現(xiàn)象呢？”然后再通過理解分析，效果就會好得多。為了使教學(xué)獲得更好的效果，在演示上述實(shí)驗(yàn)前可安排對比性演示實(shí)驗(yàn)，即金屬的溫度升高時(shí)電阻變大和絕緣體溫度升高時(shí)電阻變小的實(shí)驗(yàn)。然后提出“半導(dǎo)體溫度升高時(shí)電阻如何變化”的問題，再來做半導(dǎo)體熱敏性的實(shí)驗(yàn)。由實(shí)驗(yàn)知道，半導(dǎo)體跟絕緣體類似，當(dāng)溫度升高時(shí)電阻也是變小。但不同的是，絕緣體溫度升得很高時(shí)電阻才有明顯減小，而半導(dǎo)體的溫度稍有升高電阻就明顯減小。正因?yàn)榘雽?dǎo)體的導(dǎo)電性對溫度很敏感，所以才叫熱敏性。

在完成上述對比實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生有了較豐富的感性認(rèn)識，再從理論上分析半導(dǎo)體、金屬導(dǎo)體、絕緣體在導(dǎo)電性上存在差異的原因，學(xué)生就會感興趣，就能收到好的教學(xué)效果。

以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，使學(xué)生獲得豐富的感性認(rèn)識是十分必要的。學(xué)生從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識是一個(gè)“飛躍”，是認(rèn)識過程中最困難的階段，要實(shí)現(xiàn)這一“飛躍”，就需要帶領(lǐng)學(xué)生對感性認(rèn)識進(jìn)行分析、歸納、概括和抽象。學(xué)生的參與和積極思考是十分重要的，如果教學(xué)中不注意這一點(diǎn)，而是在介紹有關(guān)感性材料后，由教師包辦代替，甚至簡單給出結(jié)論，要學(xué)生記住，那么學(xué)生的認(rèn)識往往還停留在感性階段，或者感性的東西和理性的東西在他們的頭腦中處于分離狀態(tài)，則學(xué)生就沒有完成認(rèn)識上的質(zhì)變，對規(guī)律的理解就是表面的。

例如，在進(jìn)行“法拉第電磁感應(yīng)定律”教學(xué)時(shí)， 可通過演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行啟發(fā)引導(dǎo)，對重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容的理解起重要作用。在講到定律內(nèi)容時(shí)，要突出“磁通量的變化率”這個(gè)關(guān)鍵，提出“為什么不能用磁通量的變化量來描述感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，而要用磁通量的變化率來描述呢？”對這個(gè)問題可通過下述演示實(shí)驗(yàn)來幫助學(xué)生理解。用條形磁鐵演示插入和拔出螺線管（如圖1所示），讓學(xué)生觀察磁極在相同高度處快插入、快拔出和慢插入、慢拔出過程中，電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況，并提出兩個(gè)問題：（1）磁通量變化是否相同？磁通量變化的快慢是否相同？（2）電流表指針ε∝■而不是ε∝Δφ，也不是ε∝φ，從而能夠深刻理解定律的內(nèi)容。理解物理規(guī)律應(yīng)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，考慮物理問題應(yīng)把實(shí)驗(yàn)事實(shí)放在思維的首位。然而，許多學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識是膚淺的。他們將教材上物理規(guī)律的條文和實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等背得爛熟，而不去理會物理規(guī)律與物理實(shí)驗(yàn)間的必然聯(lián)系，看不到物理實(shí)質(zhì)，因此所學(xué)物理知識難于遷移，更談不上創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、探索物理規(guī)律，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)只是在應(yīng)付考試。因此，高中物理教學(xué)，應(yīng)特別注意培養(yǎng)學(xué)生牢固的實(shí)驗(yàn)意識。教師應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，千萬不能在黑板上講實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識物理器材、控制實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、記錄和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而透過現(xiàn)象看清本質(zhì)。教師要為“遷移”和“創(chuàng)造”而教，要讓學(xué)生體會到：一定條件下的物理現(xiàn)象或物理過程都受規(guī)律制約，物理實(shí)驗(yàn)是探索物理世界的重要方法。教師要營造讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、遷移創(chuàng)造的機(jī)會。

三、物理教學(xué)改革更要重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)

1.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)改革的要求

近年來，國內(nèi)外不少物理教育工作者進(jìn)行了教學(xué)改革的實(shí)踐，總的趨勢都在加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。努力的方向可以歸納為如下幾個(gè)方面：

（1） 加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)，創(chuàng)造條件，讓學(xué)生以主體的角色進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；

（2） 在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中注意培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)的工作方法；

（3） 在確定內(nèi)容和教學(xué)方法時(shí)，注意考慮學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和心理特點(diǎn)；

（4） 既注意引入先進(jìn)的技術(shù)手段，又提倡運(yùn)用隨手取材的自制教具和低成本實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)生動(dòng)的實(shí)踐情境；

（5）鼓勵(lì)學(xué)生在自己的生活環(huán)境中尋找課題，進(jìn)行設(shè)計(jì)性、探索性實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會科學(xué)與生活、科學(xué)與技術(shù)和科學(xué)與社會的關(guān)系。

2.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié)

為充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)在新課程改革中的功效，我們應(yīng)如何開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)呢？總的來講，物理課程應(yīng)始終以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)。要讓學(xué)生動(dòng)手參與實(shí)驗(yàn)過程，而不是過分強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，應(yīng)大幅度增加中學(xué)物理課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提升對實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的要求。學(xué)習(xí)科學(xué)是學(xué)生自己的事情，不能由別人來代勞，應(yīng)改變以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主為以探究性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為主，從而構(gòu)建探究型學(xué)習(xí)過程。

新課程強(qiáng)調(diào)教師是教學(xué)的指導(dǎo)者，組織者和合作者，學(xué)生是學(xué)習(xí)者，探索者和創(chuàng)造者，師生之間通過師生互動(dòng)，生生互動(dòng)形成一個(gè)“學(xué)習(xí)共同體”，教與學(xué)形成一種“共振”現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們也應(yīng)遵循這一原則，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生能力的目標(biāo)。例如，在《做功和內(nèi)能改變》演示實(shí)驗(yàn)中，首先讓學(xué)生搓手并描述手的感覺，然后通過初步的分析讓學(xué)生提出“做功是否可以改變物體的內(nèi)能”，再通過演示空氣壓縮引火實(shí)驗(yàn)，豐富學(xué)生的體驗(yàn)，并總結(jié)出結(jié)論：“對物體做功，物體內(nèi)能增加”。另外，在演示實(shí)驗(yàn)中，我們可以讓學(xué)生協(xié)助安裝器材，讀教材，甚至可以在學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)意圖后自己動(dòng)手操作，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，我們可以將某個(gè)小組的故障提出后，讓其他小組派“小專家”協(xié)助解決。對高中學(xué)生，我們還可以讓他們寫出《實(shí)驗(yàn)報(bào)告》，并相互交流，取長補(bǔ)短。這些做法可以大大激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)合作精神和探究能力。

總之，實(shí)驗(yàn)教學(xué)所具有的實(shí)踐性、真實(shí)性是任何媒體所無法代替的，它不僅可以提高學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)其規(guī)范操作技能及勇于實(shí)踐精神；而且實(shí)驗(yàn)過程的探究性和創(chuàng)造性，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、樹立創(chuàng)新精神、鍛煉創(chuàng)造性思維的重要途徑。在物理教學(xué)中重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以優(yōu)化物理課堂，激發(fā)物理課堂教學(xué)的靈性，提高教學(xué)效率。

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