善用實(shí)驗(yàn)讓初中生學(xué)好物理

楊宏

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)以其直觀性、形象性為學(xué)生提供了豐富的感性信息。利用實(shí)驗(yàn)來設(shè)置情景，引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以更好地揭示物理現(xiàn)象的本質(zhì)，探究物理規(guī)律。因此，充分發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)的作用、巧用實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生學(xué)好物理是物理老師必備的業(yè)務(wù)素養(yǎng)。

一、教師課堂演示實(shí)驗(yàn)

1.通過演示實(shí)驗(yàn)設(shè)疑

學(xué)貴有疑，小疑則小進(jìn)，大疑則大進(jìn)。授課前演示實(shí)驗(yàn)設(shè)疑，能有效提高學(xué)生的興趣和積極性，吸引學(xué)生注意力，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極思維和主動(dòng)探索。例如，在學(xué)習(xí)大氣壓強(qiáng)的內(nèi)容時(shí)，為了讓學(xué)生感受到大氣壓的存在，很多老師會(huì)使用一只水杯裝上水后用紙覆蓋，然后倒置后水不會(huì)流出來以此證明大氣壓的存在，甚至可以使用半杯水做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。這樣做有其優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)閷W(xué)生會(huì)很自然地想到，那么大氣壓有多大呢？大氣壓能托起多高的水柱呢？這樣就很自然地提到托里拆利測(cè)量大氣壓的方法和大氣壓值。但這個(gè)實(shí)驗(yàn)由于知名度太高使得有些學(xué)生都已經(jīng)知道和了解了，這種實(shí)驗(yàn)往往對(duì)學(xué)生失去了新奇性和吸引力，效果當(dāng)然也會(huì)大打折扣。如果換個(gè)實(shí)驗(yàn)，一塊玻璃板，放一段濕衛(wèi)生紙，紙中央放一團(tuán)點(diǎn)燃的酒精棉球，然后用一只水杯扣于其上，棉花熄滅后，提起水杯可以帶起玻璃板，甚至還可以讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)操作，嘗試在玻璃板上放置一些重物，這樣不僅能快速把學(xué)生帶入課堂使其“由疑生問”，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)探究。授課結(jié)束時(shí)再向?qū)W生介紹上述操作簡(jiǎn)便易行的“覆杯”實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手嘗試，那么學(xué)習(xí)的效果會(huì)更好。再如學(xué)習(xí)磁現(xiàn)象時(shí)，可以使用一只磁懸浮陀螺置于盒子中，展示時(shí)只呈現(xiàn)出空中懸浮的在旋轉(zhuǎn)陀螺，不明就里的學(xué)生則一下就被吸引了；學(xué)習(xí)紫外線內(nèi)容前，在前一次作業(yè)批改中可以使用熒光筆在學(xué)生作業(yè)中留一些批語，上課時(shí)提醒學(xué)生翻看，當(dāng)學(xué)生一臉懵懂、毫無發(fā)現(xiàn)時(shí)，讓學(xué)生把作業(yè)本放在紫外線燈燈光下再次觀察，當(dāng)學(xué)生看到發(fā)光的熒光批語時(shí)一堂精彩的物理課就可以開始了。

2.通過演示實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生全面透徹學(xué)習(xí)物理

物理學(xué)習(xí)如果恰當(dāng)結(jié)合相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行講解，可以有效地幫助學(xué)生加深認(rèn)識(shí)、突破難點(diǎn)，起到事半功倍的效果。例如，在組織學(xué)生探究問題“重為1 牛的水能否產(chǎn)生大于1 牛的浮力？”時(shí)，很多學(xué)生會(huì)按部就班按照理論闡述來理解：物體受到的浮力等于排開水的重力，容器中的水重1 牛，物體放入時(shí)不可能排開大于1牛的水，也就無法產(chǎn)生大于1 牛的浮力……這個(gè)問題如果通過實(shí)驗(yàn)來說明，可能就會(huì)簡(jiǎn)單得多。取一只容器裝好水，然后浸沒一個(gè)比容器略小的物體，用稱重法測(cè)出浮力后拿出物體，然后稱出容器中水的重，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和他們的推斷不甚一致。問題出在哪呢？當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有與學(xué)生結(jié)論不一致時(shí)，學(xué)生會(huì)主動(dòng)探究，積極解決問題。最終學(xué)生在多次實(shí)驗(yàn)和細(xì)致推敲“阿基米得原理”中明白“容器中的水”是剩余在容器中的水，它與“排開的水”的多少?zèng)]有什么關(guān)系，容器中剩余1 牛的水，排開的水是多少都有可能。因此，通過實(shí)驗(yàn)演示學(xué)生對(duì)這一物理概念有了更完整、更透徹的理解。

3.通過演示實(shí)驗(yàn)把控課堂教學(xué)的節(jié)奏及方向

初中生在初接觸物理時(shí)，在課堂上往往表現(xiàn)出不會(huì)提問、不會(huì)回答、不會(huì)思考，教師可以通過演示實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)直觀的教學(xué)情境，控制教學(xué)節(jié)奏和方向。比如，在學(xué)習(xí)紅外線的知識(shí)時(shí)，教師可以使用數(shù)碼相機(jī)或者手機(jī)調(diào)成拍照功能對(duì)著遙控器，這時(shí)按動(dòng)遙控器觸鍵，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)通過手機(jī)鏡頭看到遙控器在閃爍。通過實(shí)驗(yàn)的演示，將學(xué)生從漫無目的的茫然拉回到“有的光是人眼看不見的”這一客觀事實(shí)，從而順理成章引出下一步的教學(xué)。

4.通過演示實(shí)驗(yàn)，開闊學(xué)生視野，引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)

初中生由于認(rèn)識(shí)水平、知識(shí)水平有限，對(duì)于身邊的許多物理現(xiàn)象“面熟”，但對(duì)其原理遠(yuǎn)不了解，教師可以通過實(shí)驗(yàn)演示開闊學(xué)生視野，啟發(fā)學(xué)生深入鉆研。

二、學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)

1.學(xué)生實(shí)驗(yàn)前教師要充分備課

有些教師存在著對(duì)實(shí)驗(yàn)課不夠重視的態(tài)度，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課收效不大、浪費(fèi)時(shí)間，一節(jié)課下來學(xué)生玩得蠻開心，氣氛蠻熱鬧，課后一問三不知。其實(shí)，這都是教師實(shí)驗(yàn)課備課不充分所導(dǎo)致的結(jié)果?！皩?shí)驗(yàn)課不如習(xí)題課有效果”這種重解題輕實(shí)驗(yàn)的做法不僅與課程改革的初衷相違背，更是不符合學(xué)生物理學(xué)習(xí)的認(rèn)知規(guī)律，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的物理學(xué)習(xí)方法、物理學(xué)習(xí)習(xí)慣，以及終身學(xué)習(xí)都是百害而無一利的。因此，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作前教師要充分在以下幾個(gè)方面做好準(zhǔn)備。

（1）備教材

課前一定要對(duì)實(shí)驗(yàn)有充分的了解，要了解過程、細(xì)節(jié)、重難點(diǎn)等。把實(shí)驗(yàn)分解為幾個(gè)小目標(biāo)，比如實(shí)驗(yàn)器材的介紹使用和注意事項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集處理與結(jié)論闡述，實(shí)驗(yàn)操作錯(cuò)誤的改正，實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)等。這樣學(xué)生操作時(shí)既有針對(duì)性，又便于把控上課節(jié)奏。

（2）備學(xué)生

要對(duì)學(xué)生的情況有充分的了解，要對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)的情況有一個(gè)充分的預(yù)判，對(duì)常見的問題選擇合適的時(shí)間點(diǎn)切入進(jìn)行提醒、討論、答疑。實(shí)驗(yàn)時(shí)針對(duì)特殊實(shí)驗(yàn)問題及時(shí)進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)。

2.學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中教師要重視指導(dǎo)語的運(yùn)用

實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)語的設(shè)計(jì)既要科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，又要符合學(xué)生的心理特點(diǎn)，不可過于艱澀或隨意。指導(dǎo)語要設(shè)法引起學(xué)生的充分關(guān)注，同時(shí)還要引領(lǐng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)觀察。實(shí)驗(yàn)過程中的指導(dǎo)語要及時(shí)、準(zhǔn)確、恰當(dāng)。在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作過程中，對(duì)于實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)教師可以通過多次重復(fù)指導(dǎo)語來引起學(xué)生的注意；也可以通過設(shè)問的方式，引發(fā)學(xué)生的興趣與重視；或者讓學(xué)生復(fù)述指導(dǎo)語，借以強(qiáng)化概念；甚至可以讓學(xué)生演示自己實(shí)驗(yàn)操作的同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵細(xì)節(jié)上自己設(shè)計(jì)指導(dǎo)語……往往有效指導(dǎo)語在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)之后就自然而然地成為學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象、物理原理的科學(xué)表述。有效的指導(dǎo)語有利于加深學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的理解，推動(dòng)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的探索，從而極大地提高其物理學(xué)習(xí)的興趣和效率。

3.對(duì)學(xué)生進(jìn)行合理分組

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)一方面使得組內(nèi)學(xué)生各有分工、各司其職，人人參與；一方面有利于培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)和團(tuán)隊(duì)精神。同時(shí)，分組實(shí)驗(yàn)中組與組之間可以學(xué)習(xí)、借鑒、對(duì)比和探討，對(duì)準(zhǔn)確深入理解實(shí)驗(yàn)都是大有裨益的。endprint

4.重視實(shí)驗(yàn)報(bào)告

學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告是學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的一個(gè)科學(xué)化陳述，以及由實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的結(jié)論。學(xué)生在整理數(shù)據(jù)填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的過程就是細(xì)化、內(nèi)化知識(shí)，準(zhǔn)確構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)的過程，特別對(duì)考試中的語言陳述、邏輯性有很大幫助。因此，對(duì)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)報(bào)告教師應(yīng)當(dāng)特別重視。

三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的問題

1.不要為了實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)

物理實(shí)驗(yàn)是為了幫助學(xué)生理解和掌握物理相關(guān)知識(shí)的重要手段。因此，物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與運(yùn)用要強(qiáng)調(diào)其效果和目的。首先，教師設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要深入鉆研教材，充分把握教材整體以及重難點(diǎn)和相關(guān)知識(shí)的延伸，這樣才能很好地通過實(shí)驗(yàn)完成一定的教學(xué)目標(biāo)；其次，教師要認(rèn)真研究學(xué)生，了解學(xué)生整體的認(rèn)知水平和興趣點(diǎn)，這樣才能有效地調(diào)動(dòng)盡可能多的學(xué)生參與教學(xué)。物理實(shí)驗(yàn)一定不能流于形式，造成“看上去很熱鬧，學(xué)生覺得很無聊”的局面。實(shí)驗(yàn)的選擇一定要有針對(duì)性，要明確地突出體現(xiàn)所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，不要讓實(shí)驗(yàn)變成噱頭和裝飾。

2.實(shí)驗(yàn)器材不要過于復(fù)雜

麥克斯韋說過：“實(shí)驗(yàn)的教育價(jià)值與儀器的復(fù)雜性成反比。”教師在組織物理實(shí)驗(yàn)尤其是演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)盡可能多地使用學(xué)生身邊常見的物品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。一方面簡(jiǎn)便易得，便于教師隨時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)；一方面有利于拉近學(xué)生與物理學(xué)科的距離，讓學(xué)生看到“科學(xué)就在身邊”，一改學(xué)生對(duì)科學(xué)遙不可及的看法；同時(shí)，通過教師的使用也會(huì)鼓舞學(xué)生充分利用身邊的物品積極主動(dòng)地進(jìn)行科學(xué)探究，從而學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，成為學(xué)習(xí)的主人。

3.充分調(diào)動(dòng)全體學(xué)生參與，避免“少數(shù)專心，多數(shù)渙散”的局面

有些學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中重理論輕實(shí)驗(yàn)，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)自己不動(dòng)手，最后直接抄同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)草草了事，這對(duì)于其物理學(xué)習(xí)是非常有害的。物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)對(duì)物理學(xué)習(xí)的重要性不言而喻。物理實(shí)驗(yàn)的本身就是物理學(xué)習(xí)的一部分，因此，在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作與實(shí)驗(yàn)觀察中，教師在實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)上要充分研究全體學(xué)生，要力求“全員參與”，避免“少數(shù)專心，多數(shù)渙散”的局面。例如，在學(xué)習(xí)光的直線傳播內(nèi)容時(shí)，可以事先拍一些班級(jí)同學(xué)的側(cè)面像，處理成黑白的側(cè)影，還可以混入幾個(gè)孩子們熟悉的明星側(cè)影，讓學(xué)生通過側(cè)影進(jìn)行識(shí)別，水到渠成地提出影子的形成原因，以這種方式避免學(xué)生游離課堂。另外，在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作課上，可以事先細(xì)致分工，讓每個(gè)人都明確自己的目的和任務(wù)，同學(xué)之間相互合作、各司其職、互相監(jiān)督等，這些對(duì)于學(xué)生的全員參與都很有幫助。

4.要充分利用多媒體技術(shù)及電腦仿真實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中有異乎尋常的重要作用，有助于觀察能力、動(dòng)手能力、多途徑多方式獲取信息的能力、探究意識(shí)及解決問題的能力。但有時(shí)限于實(shí)驗(yàn)器材、課堂教學(xué)時(shí)間，以及有些物理現(xiàn)象變化對(duì)學(xué)生理解物理原理不夠直觀的制約，適當(dāng)引入多媒體技術(shù)及仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)有很大的幫助。多媒體技術(shù)及仿真實(shí)驗(yàn)具有操作簡(jiǎn)便、實(shí)驗(yàn)效果突出，而且可以反復(fù)播放、細(xì)節(jié)慢放等優(yōu)勢(shì)；同時(shí)，現(xiàn)象的內(nèi)部變化演示直觀，分析到位，重點(diǎn)突出。例如，在學(xué)習(xí)超聲波的內(nèi)容時(shí)，如果利用聲波發(fā)生軟件，逐步提高發(fā)出聲音的頻率，當(dāng)達(dá)到一定頻率后，雖然還不是超聲波，但有的學(xué)生已無法聽到聲音了，這一方面讓學(xué)生體會(huì)到不同的人的聽力頻率范圍是有區(qū)別的，也體會(huì)一下人耳無法聽到的超聲波。（次聲波也可以使用這個(gè)方法，就是教師在實(shí)驗(yàn)操作的時(shí)候要注意聲波的響度不可太大）在學(xué)生學(xué)習(xí)直流電動(dòng)機(jī)的相關(guān)知識(shí)時(shí)，教師就可以利用電腦仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行演示。演示的過程中，學(xué)生可以通過動(dòng)圖清楚地看到電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造以及電動(dòng)機(jī)工作時(shí)如何通過換向器改變電流方向，從而使電動(dòng)機(jī)線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)……無疑，這個(gè)仿真實(shí)驗(yàn)的演示比教師現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作給學(xué)生帶來的視覺體驗(yàn)更直觀、更形象，學(xué)生的印象與理解也更深刻。其實(shí)，經(jīng)過多年的實(shí)踐，我認(rèn)為復(fù)習(xí)階段多媒體技術(shù)及仿真實(shí)驗(yàn)可以發(fā)揮重要作用。多媒體仿真實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象清晰、過程明確、過程便于操控，可以反復(fù)播放、慢速播放等，這有利于強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)操作和概念，提高效率。

總之，一個(gè)出色的物理教師不僅要有深厚的學(xué)科理論素養(yǎng)，還要在生活中善于觀察，勤于思考，充分發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)的教育功能。這樣不僅教師教得輕松，學(xué)生也學(xué)得省力。既雙贏又高效，何樂而不為？endprint