高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性研究

鐘維炳

[摘 要]文章結(jié)合普通中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，探討了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性問題。具體結(jié)合高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)際，從演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)的挖掘，實(shí)驗(yàn)習(xí)題的開發(fā)三個(gè)方面進(jìn)行分析探討，期望以后的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加有效，從而能更好地培養(yǎng)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?dòng)手操作能力。

[關(guān)鍵詞]高中物理 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 有效性

[中圖分類號(hào)]G633.7[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)] 16746058（2016）260050

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的基礎(chǔ)，是物理教學(xué)的重要內(nèi)容，是學(xué)生掌握物理知識(shí)的重要方法，是物理教學(xué)中必不可少的重要手段，在物理教學(xué)中具有不可替代的作用，中學(xué)物理課程目標(biāo)明確指出：“中學(xué)物理教學(xué)要注意培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能、思維能力以及運(yùn)用科學(xué)原理和科學(xué)研究方法解決物理問題的能力?！惫P者在物理教學(xué)中基于讓學(xué)生“動(dòng)手動(dòng)腦相結(jié)合，探究感悟相結(jié)合”的理念，使學(xué)生能夠主動(dòng)學(xué)習(xí)物理知識(shí)和發(fā)展能力，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)品質(zhì)和世界觀的形成，體現(xiàn)新課改 “以學(xué)生發(fā)展為本” 的教育理念，提出了下列一些提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的策略。

要上好高中物理實(shí)驗(yàn)課，就要按《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求，圍繞“三維目標(biāo)”，結(jié)合校情、學(xué)情進(jìn)行細(xì)化和分解，詳細(xì)制定每單元的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)程序，規(guī)范操作，注重過程，關(guān)注細(xì)節(jié)，讓學(xué)生親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，不是講實(shí)驗(yàn)，看實(shí)驗(yàn)，放實(shí)驗(yàn)視頻。動(dòng)手做才是硬道理，才能使學(xué)生真正有所收獲。

物理學(xué)的絕大多數(shù)理論都要用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，許多物理知識(shí)的教學(xué)（或?qū)W習(xí)）是從觀察實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)操作開始的。在具體教學(xué)中，先讓學(xué)生有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，再進(jìn)行分析研究，進(jìn)而上升到理性認(rèn)識(shí)，是非常有效的教學(xué)方法。為了盡快扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不利局面，提高高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。近幾年來，筆者做一些分析探索，認(rèn)為在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師需要改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)、挖掘?qū)W生實(shí)驗(yàn)；研究實(shí)驗(yàn)習(xí)題，這樣才能有效提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

一、演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

1.對教材上的演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)

教材上的演示實(shí)驗(yàn)，大多數(shù)都是經(jīng)過好幾輩的專家學(xué)者們精心設(shè)計(jì)，多次改進(jìn)的，原理簡單，操作方便，現(xiàn)象明顯，效果良好。這些實(shí)驗(yàn)一定要給學(xué)生當(dāng)堂演示，不能用仿真課件演示來替代實(shí)物演示。實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)，既是一個(gè)實(shí)驗(yàn)方法技能的示范，又是一個(gè)求真、求實(shí)科學(xué)精神的傳承。而對那些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，可視度不高的演示實(shí)驗(yàn)，需要我們因地制宜地加以改進(jìn)，以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果。

【案例1】 教材3-1，80頁安培力的演示，原有實(shí)驗(yàn)儀器是用通電的金屬棒做實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)由于安培力較小，金屬棒擺動(dòng)不明顯，如果把金屬棒用抽煙盒里的錫紙筒代替則擺動(dòng)非常明顯，學(xué)生就很容易觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)很成功，教學(xué)效果提高。

【案例2】 選修3-3，25頁演示實(shí)驗(yàn)，模擬氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生，實(shí)驗(yàn)室很少有小滾珠，很多教師也很難找到小滾珠做空氣分子模型。所以很多教師不做此實(shí)驗(yàn)或用多媒體放映觀看，效果不夠理想。我們把小滾珠用乒乓球代替，問題就迎刃而解了。演示時(shí)先讓學(xué)生觀測乒乓球靜止時(shí)秤的示數(shù)（非常?。?，幾乎沒有；接下來單個(gè)乒乓球以比較小的速度撞擊秤，觀察示數(shù)，大量乒乓球以基本相同速度撞擊秤，觀察示數(shù)，然后進(jìn)行比較分析，得出結(jié)論；之后再以比較大的速度撞擊秤，觀測示數(shù)進(jìn)行比較分析。通過這樣的觀察分析討論，學(xué)生就很容易理解氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因和相關(guān)因素了。 可見，一個(gè)成功的改進(jìn)是很重要的。

有一些涉及微觀領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)，我們確實(shí)無法給學(xué)生演示，如原子物理學(xué)中原子結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)、分子熱運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)等等，只能借助仿真實(shí)驗(yàn)或其他多媒體視頻來完成。

2.巧設(shè)隨堂演示實(shí)驗(yàn)，增加趣味實(shí)驗(yàn)

高中學(xué)生活潑好動(dòng)、思維敏捷，對一切新生事物充滿好奇，表現(xiàn)出強(qiáng)烈的探秘欲望。教學(xué)過程中，教師應(yīng)充分利用這個(gè)積極的心理因素，創(chuàng)造條件，結(jié)合教材內(nèi)容，巧妙安排現(xiàn)象顯著、趣味性強(qiáng)的演示實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生的興趣，提高課堂教學(xué)的有效性。

【案例3】 在必修中講解《超重與失重》時(shí)，為了讓學(xué)生容易觀察接受，教師可以用一個(gè)塑料飲料瓶做實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察失重現(xiàn)象，在靠近底部的側(cè)面打2個(gè)小孔，用2個(gè)手指分別按住2個(gè)小孔，在里面裝上水。移開手指，水就從小孔中射出來。如果放開手，同時(shí)，讓飲料瓶自由下落，在下落的過程中，觀察水出射的速度變化。再讓學(xué)生猜想飲料瓶作平拋、斜拋或豎直上拋時(shí)，又會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？先給學(xué)生設(shè)想、提問的空間，再分別做實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察。并在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生討論總結(jié)，得出盛水的飲料瓶做平拋、斜拋和自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，水都不會(huì)流出的結(jié)論。它們的加速度都為重力加速度，重力都用來產(chǎn)生重力加速度，沒有用來產(chǎn)生壓力，屬于完全失重現(xiàn)象。課堂氛圍熱烈，教學(xué)效果很好。

【案例4】 在必修2離心運(yùn)動(dòng)教學(xué)中，按照課本中的圖進(jìn)行教學(xué)，發(fā)現(xiàn)效果很不好。之后改為甲同學(xué)拉著乙同學(xué)的手，乙同學(xué)繞著甲同學(xué)做圓周運(yùn)動(dòng)的演示，讓學(xué)生分析什么力提供向心力？再問，甲同學(xué)：突然放手會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？若甲同學(xué)拉力變小了，出現(xiàn)什么現(xiàn)象？甲同學(xué)的拉力增大，又會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？甲乙兩個(gè)同學(xué)做好配合演示，其他同學(xué)積極思考，得出：所能提供的向心力等于所需要的力時(shí)，則恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；所提供的向心力大于所需要的力時(shí)，則做向心運(yùn)動(dòng)；所提供的向心力小于所需要的力時(shí)，則做離心運(yùn)動(dòng)。學(xué)生做了演示后課堂非常活躍積極，效果非常好。再返回來解釋火車轉(zhuǎn)彎問題，就非常容易了，以后解釋衛(wèi)星的變軌問題學(xué)生也很容易接受。

二、挖掘?qū)W生實(shí)驗(yàn)

1.挖掘?qū)W生實(shí)驗(yàn)的探究功能

注重學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)一定要目標(biāo)明確，步驟清晰，讓學(xué)生按“預(yù)習(xí)─實(shí)驗(yàn)─觀察記錄─分析討論─總結(jié)報(bào)告”的要求進(jìn)行。對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，教師要組織學(xué)生認(rèn)真討論，分析原因，找出解決問題的方法。根據(jù)實(shí)際情況寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真，實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和獨(dú)立分析問題、解決問題的能力。

【案例5】 如在做牛頓第二定律中“加速度與質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，根據(jù)測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上畫a- 1 /m的圖像。原則上測得的點(diǎn)應(yīng)均勻分布在a -1 /m這條直線的兩邊，但實(shí)際得出的個(gè)別點(diǎn)，會(huì)偏離這條直線很遠(yuǎn)，這是實(shí)驗(yàn)誤差允許的。不能因追求“科學(xué)性”而要求結(jié)果必須統(tǒng)一準(zhǔn)確，要具體問題具體分析，對于出現(xiàn)誤差的原因，一定要認(rèn)真分析、總結(jié)，找出減小誤差的辦法，盡可能提高實(shí)驗(yàn)的精確性和準(zhǔn)確度。

讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)觀察、探索，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，獲得知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，掌握科學(xué)方法，養(yǎng)成科學(xué)的態(tài)度。

2.結(jié)合教學(xué)實(shí)際，將某些演示實(shí)驗(yàn)改為探究性學(xué)生實(shí)驗(yàn)

演示實(shí)驗(yàn)是教師做，學(xué)生看，普通中學(xué)的學(xué)生整體素質(zhì)一般，注意力容易分散，致使有些演示實(shí)驗(yàn)效果不理想。但如果把這些演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生從觀眾變成演員，學(xué)生的積極性一下子就被調(diào)動(dòng)起來了。

【案例6】 《感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件》教學(xué)中，《感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件》可以改為學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)，教師設(shè)計(jì)好程序，學(xué)生自主探究，得出結(jié)論，那么學(xué)生就知道了規(guī)律的來龍去脈，也就更容易理解、掌握規(guī)律了。

三、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)習(xí)題的開發(fā)和利用

實(shí)驗(yàn)習(xí)題不應(yīng)總是以教師的講授為主，可以按“設(shè)計(jì)方案─討論方案─選擇方案─實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證─總結(jié)報(bào)告”的程序開展，讓學(xué)生親自參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)及創(chuàng)新能力。

【案例7】 在力的分解教學(xué)時(shí)，要根據(jù)力的作用效果確定分力的方向，力的作用效果，學(xué)生往往想不出來，但可以用實(shí)驗(yàn)把它顯示出來。如下圖（a）所示，重物掛在支架上，把重物對支架的拉力分解，為了啟發(fā)學(xué)生看到力的“效果”，可把支架的A B改用橡皮條A′ B′ 代替，見圖（b），C處改為活動(dòng)的，因而在豎桿中打穿一個(gè)孔，橫桿B′` C′ 插入并在孔的外邊封一塊橡皮，這樣，重物一掛，A′B′被拉伸，C′處橡皮凸出。借助了這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，化解了確定分力方向這一難點(diǎn)。把這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)告訴學(xué)生，可以作為周末作業(yè)，讓學(xué)生手工完成，既能變廢為寶，又能科技創(chuàng)新。對優(yōu)秀的作品予以表彰，留存實(shí)驗(yàn)室作為教具。

【案例8】 在牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用和動(dòng)量守恒定律應(yīng)用中，我們經(jīng)常會(huì)碰到滑塊在長木板車上滑動(dòng)問題，因而很多教師都是在黑板上畫圖進(jìn)行分析或用仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，因而很多學(xué)生都有這樣的疑惑，真的是那樣運(yùn)動(dòng)的嗎？

我們教師只要用滑塊在小車上滑動(dòng)模擬就可以了。但是難就難在很多學(xué)校找不到長小車。這時(shí)，我們可以把一塊長木板和兩輛實(shí)驗(yàn)用的小車用大的透明膠捆綁在一起就可以做成長小車了，就可以模擬了 。

綜上所述，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)，巧設(shè)隨堂演示實(shí)驗(yàn)，增加實(shí)驗(yàn)的趣味性；挖掘?qū)W生實(shí)驗(yàn)，盡可能改演示實(shí)驗(yàn)為探究性學(xué)生實(shí)驗(yàn)；加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)習(xí)題的開發(fā)和利用，能較好地提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 楊軍. 普通中學(xué)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的實(shí)踐和探索[EB/OL]. http：//www.docin.com，2012.

[2]包相宇. 淺談如何提升高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性[J]. 課程教育研究， 2015（11）.

[3]上官軍民. 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生能力[J]. 考試周刊， 2014（31）.

（責(zé)任編輯 易志毅）