淺析物理課堂中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

秦雷

[摘要]物理實(shí)驗(yàn)對(duì)物理學(xué)的重要性不言而喻，對(duì)開(kāi)發(fā)學(xué)生的物理思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性以及動(dòng)手能力有著重要作用。無(wú)論是學(xué)生還是教師，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)都應(yīng)當(dāng)引起高度的重視。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生觀察物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和分析物理問(wèn)題的能力，掌握用實(shí)驗(yàn)來(lái)探究物理規(guī)律的基本方法，提高思維能力和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，加深?duì)物理概念和規(guī)律的理解。分析物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題，才能更好地研究應(yīng)當(dāng)采取的策略，從而有效開(kāi)展物理教學(xué)。

[關(guān)鍵詞]物理實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；探究；創(chuàng)新

物理學(xué)是一門(mén)以觀察、實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的基礎(chǔ)。物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和物理理論的建立都是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中物理教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié)，結(jié)合教學(xué)的實(shí)踐，談?wù)勗趥鹘y(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題和解決策略。

一、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.沒(méi)有充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)報(bào)告的作用

實(shí)驗(yàn)是否成功，從某種程度取決于實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量。缺少實(shí)驗(yàn)報(bào)告這一環(huán)節(jié)，嚴(yán)格地說(shuō)不能算是一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)學(xué)生普遍感到枯燥乏味，在每次實(shí)驗(yàn)之前沒(méi)有預(yù)習(xí)，沒(méi)有制定切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)方案。他們很少思考要從實(shí)驗(yàn)中掌握什么、獲得什么、提高自己什么樣的能力和素質(zhì)，也很少?gòu)膶?shí)驗(yàn)的角度去思考物理問(wèn)題。不少學(xué)生僅把上實(shí)驗(yàn)課當(dāng)成是看熱鬧、做游戲，實(shí)驗(yàn)充滿(mǎn)盲目性，實(shí)驗(yàn)效果差。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師應(yīng)通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)報(bào)告，讓學(xué)生正確理解原理，仔細(xì)記錄數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確歸納結(jié)論。實(shí)驗(yàn)報(bào)告中可以不限定實(shí)驗(yàn)方法，不限制實(shí)驗(yàn)手段，由學(xué)生按照自己的想法去實(shí)驗(yàn)，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成數(shù)據(jù)記錄并得出結(jié)論。也可要求學(xué)生把在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的困惑，或感興趣的問(wèn)題，甚至不成熟的觀點(diǎn)在報(bào)告中總結(jié)出來(lái)。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)沒(méi)有突出學(xué)生的主體地位

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，存在一個(gè)很大的缺陷，就是學(xué)生不會(huì)提出問(wèn)題。其中一個(gè)重要的原因就是讓學(xué)生自己觀察并提出問(wèn)題的活動(dòng)太少了，大多數(shù)的學(xué)生活動(dòng)都是現(xiàn)成的。分組實(shí)驗(yàn)時(shí)教師往往是先按照實(shí)驗(yàn)步驟一步步演示給學(xué)生看，然后學(xué)生依葫蘆畫(huà)瓢，把老師做的模仿一通，造成一種老師在臺(tái)上唱獨(dú)角戲、學(xué)生當(dāng)觀眾、做配角的情況出現(xiàn)。

在做完《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》實(shí)驗(yàn)后，我問(wèn)一個(gè)學(xué)生，“做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是什么？”他愣了一會(huì)說(shuō)：“不知道?！蔽沂趾闷娴亟又鴨?wèn)：“那么你為什么這樣做？”他回答說(shuō)：“因?yàn)槔蠋熯@樣做。”這件事情對(duì)我的觸動(dòng)很大。的確，如果教師對(duì)實(shí)驗(yàn)限制過(guò)嚴(yán)，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)放心不下，干預(yù)過(guò)多，結(jié)果必然會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生依賴(lài)心理，學(xué)生缺少“參與”意識(shí)，實(shí)驗(yàn)效果可想而知。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)以學(xué)生為中心，讓他們主動(dòng)探究、獨(dú)立思考，自己操作，真正成為實(shí)驗(yàn)的實(shí)施者。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對(duì)學(xué)生力所能及的方面，教師不應(yīng)包辦代替，只是在學(xué)生無(wú)能為力的時(shí)候，及時(shí)點(diǎn)撥、引導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生有不同的見(jiàn)解，有不同的實(shí)驗(yàn)方案。只要能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鸵浞挚隙?。學(xué)生有設(shè)計(jì)思路上的錯(cuò)誤，教師也不要隨意否定，以免挫傷學(xué)生的主動(dòng)性和積極性。只有這樣才能充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，才能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造精神和動(dòng)手能力。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)中探究性實(shí)驗(yàn)比例少

教材中的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和測(cè)量性實(shí)驗(yàn)居多，相對(duì)而言探究性實(shí)驗(yàn)比例偏低。探究性實(shí)驗(yàn)是由學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并獨(dú)立運(yùn)用實(shí)驗(yàn)去探求知識(shí)或獲取必要的感性知識(shí)，從而自己總結(jié)得出結(jié)論的過(guò)程。它可以讓學(xué)生在實(shí)際操作中形成良好的觀察能力和思維能力。在教學(xué)中，只要條件許可，可以多給學(xué)生實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，特別是增加探究性的實(shí)驗(yàn)。如《驗(yàn)證力的平行四邊形定則》的實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生根據(jù)已有的結(jié)論按照既定步驟去實(shí)驗(yàn)，學(xué)生必然失去對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。而把這一實(shí)驗(yàn)改成探究性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在未知分力與合力之間矢量關(guān)系的前提下，自己設(shè)計(jì)方案，自己動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后通過(guò)作圖得出結(jié)論。這樣學(xué)生對(duì)力的平行四邊形定則的理解就要比前者深刻得多，顯然探究性實(shí)驗(yàn)更能提高學(xué)生的思維能力和實(shí)驗(yàn)操作能力。通過(guò)這樣自由度大、自主力強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能學(xué)到許多知識(shí)，又能培養(yǎng)學(xué)生的觀察力、動(dòng)手能力和思維能力，更以其趣味性和探索性在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神方面發(fā)揮其獨(dú)特的功能和作用。

二、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)采取的策略

1.適當(dāng)開(kāi)設(shè)課題型實(shí)驗(yàn)

開(kāi)設(shè)課題型物理實(shí)驗(yàn)，改革傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，是適應(yīng)素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的要求，是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的趨勢(shì)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)害怕學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中走彎路，犯錯(cuò)誤，在實(shí)驗(yàn)中制定了許多條條框框，要求學(xué)生按部就班地實(shí)驗(yàn)，封殺了學(xué)生創(chuàng)新求變和思維拓展的空間。加上缺乏時(shí)代氣息，與現(xiàn)實(shí)生活嚴(yán)重脫節(jié)，學(xué)生自然缺少實(shí)驗(yàn)的欲望。我把中學(xué)物理的部分實(shí)驗(yàn)或課后思考改進(jìn)成實(shí)驗(yàn)課題，使之與學(xué)生的生活實(shí)際緊密聯(lián)系。如“測(cè)量樓層的高度”“研究變速自行車(chē)是如何實(shí)現(xiàn)變速的”等，學(xué)生對(duì)這些課題十分感興趣，大大激發(fā)了他們動(dòng)手實(shí)踐的熱情。課題型實(shí)驗(yàn)打破了實(shí)驗(yàn)依賴(lài)教材的傳統(tǒng)，不再約束于課堂，不再局限于課本，由學(xué)生自己選擇實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)和器材，確定具體實(shí)驗(yàn)方案。充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，給學(xué)生提供一個(gè)完成實(shí)驗(yàn)觀察、討論、探索、歸納總結(jié)的自主學(xué)習(xí)的環(huán)境與機(jī)會(huì)。

2.適時(shí)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行挫折教育

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，會(huì)由于各種主客觀因素的影響使實(shí)驗(yàn)達(dá)不到預(yù)期的目的，造成實(shí)驗(yàn)失敗。讓學(xué)生學(xué)會(huì)坦然面對(duì)失敗，勇敢正視挫折，才能培養(yǎng)學(xué)生克服困難的精神。對(duì)學(xué)生進(jìn)行挫折教育，使德育滲透于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)重要內(nèi)容。如在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，由于設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案不合理、電路組裝錯(cuò)誤、螺旋測(cè)微器的讀數(shù)不準(zhǔn)等原因，造成有些同學(xué)實(shí)驗(yàn)不成功?？吹酵瑢W(xué)們灰心喪氣，這時(shí)有意識(shí)地通過(guò)講述物理學(xué)史，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)成就的取得都不是一帆風(fēng)順的，人類(lèi)對(duì)自然規(guī)律的認(rèn)識(shí)是一個(gè)曲折漫長(zhǎng)的過(guò)程。如法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象用了10年，做了幾百次實(shí)驗(yàn)。對(duì)力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的認(rèn)識(shí)從亞里士多德到伽俐略，經(jīng)歷了一千多年。學(xué)生從中領(lǐng)悟到在科學(xué)探索的過(guò)程中只有具有堅(jiān)定意志和百折不撓精神的人才能有所成就。因此在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，鼓勵(lì)學(xué)生大膽地嘗試，“勇于”失敗，失敗后的成功給人的啟示更深刻，收獲更豐富。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有時(shí)不可能一步到位，需要反復(fù)修正，這些過(guò)程本身能很好地鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，使他們的發(fā)散思維得到充分發(fā)展。只要學(xué)會(huì)不斷從實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)操作等方面存在的問(wèn)題去分析，學(xué)生就能自己查找失敗的根源，排除故障，直至最后順利完成實(shí)驗(yàn)，從而使學(xué)生的心理素質(zhì)得以強(qiáng)化和提高。

3.引導(dǎo)學(xué)生正確對(duì)待實(shí)驗(yàn)存在的誤差

學(xué)生往往存在這樣的認(rèn)識(shí)誤區(qū)，誤差就等于錯(cuò)誤。如在做“測(cè)定勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度”這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，本來(lái)在實(shí)驗(yàn)中他們打出的紙帶都非常清晰準(zhǔn)確，但由于事先估計(jì)到處理數(shù)據(jù)的難度，我給學(xué)生做了一個(gè)示范，在數(shù)據(jù)處理后的附頁(yè)上我這樣寫(xiě)道：“事實(shí)上實(shí)驗(yàn)中并不可能得到如此設(shè)計(jì)完好的紙帶，ΔS往往不等，但這并不成為否定實(shí)驗(yàn)的理由?！比欢鴮W(xué)生對(duì)此視而不見(jiàn)，為了與那條杜撰出來(lái)的紙帶上的數(shù)據(jù)吻合，東拼西湊，全班大多數(shù)同學(xué)的答案如出一轍，他們?yōu)榱恕疤摶谩钡木_，而失去了物理學(xué)賴(lài)以生存的真實(shí)。求同思維如此根深蒂固，以致湮滅了創(chuàng)新和立異的火花。針對(duì)這一問(wèn)題，我教育學(xué)生，有誤差是正常的，一絲不差反而不正常。實(shí)驗(yàn)中由于偶然和系統(tǒng)的誤差，結(jié)果都不會(huì)太精確，越能合理表現(xiàn)適度的誤差，反而越能說(shuō)明實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性。要真正減少誤差，必須從產(chǎn)生誤差的原因上去分析，從方法儀器上去改進(jìn)，而不能依靠胡編亂湊等脫離事實(shí)的做法。

在新課程的理念下，激發(fā)學(xué)生探究物理規(guī)律的熱情，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的興趣，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，使物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)揮出它應(yīng)有的科學(xué)探究的功能及作用，最終培養(yǎng)出富有科學(xué)精神和實(shí)踐能力的開(kāi)拓型人才。

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（責(zé)任編輯 史玉英）