用“實驗”給學生插上學習物理的翅膀

黃玉霖

摘 要：高中物理實驗是物理課程改革的重要環(huán)節(jié)。文章將從“注重演示實驗”“重視隨堂實驗”“突出分組實驗”和“開放第二課堂”這四個方面入手，淺談如何通過實驗推動物理教學，促進師生、生生互動，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的思維習慣，提高學生的實驗技能，增強學生的主體體驗。

關鍵詞：物理實驗;多維互動;主體體驗

實驗是學習物理知識、研究物理問題的重要方法，也是檢驗物理理論的唯一標準。新課程標準提倡，在教給學生知識的同時，還應重視其動手能力的培養(yǎng)、創(chuàng)新意識與能力的培養(yǎng)。而在實際教學過程中，考慮到升學率，大部分教師過分注重知識的講授而忽略了實驗的重要性，也忘記了學生才是課堂的主體。當今，大多數(shù)教師還采用傳統(tǒng)的教學方法，如重視講解，忽視實驗;重視知識，忽視方法;重視結論，忽視過程。因此導致學生對知識的掌握不牢固，用死記硬背的方法學物理，實驗動手能力差，不懂得學以致用，對物理提不起興趣。為了幫助學生更好地理解知識，讓學生養(yǎng)成良好的思維習慣，掌握基本的實驗技能，提高其團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新意識，教師要注重物理實驗教學。下文將從四個方面簡單闡述如何通過實驗推動師生、生生互動，幫助學生更好地掌握物理知識。

一、注重演示實驗，培養(yǎng)思維能力

演示實驗是以教師為主要操作者的示范性表演實驗，在新課教學時，引入演示實驗可以激發(fā)學生的學習興趣;在建立概念時，可以提供感性材料，幫助學生理解知識;在學生進行觀察和思維訓練時，可以讓其應用物理知識，培養(yǎng)良好的思維習慣。而教師在進行演示實驗的時候要明確實驗目標，確保實驗成功，實驗現(xiàn)象明顯直觀，引導學生思考與觀察，保證實驗安全。新課標要求學生養(yǎng)成良好的思維習慣，能用科學原理和科學研究方法解決實際問題。而引導學生觀察現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題是培養(yǎng)學生養(yǎng)成良好思維習慣，讓學生運用所學物理知識解決實際問題的重要途徑。下文著重講講演示實驗如何啟發(fā)、引導學生思考。

在教學滬科版初中物理八年級第九章“物體的浮與沉”這節(jié)課前，大部分學生認為“輕的物體上浮，重的物體下沉”。教師在上課前將體積相同的正方體木塊和鐵塊浸沒在水中，松手后，鐵塊下沉，木塊上浮。教師提問學生：“是不是重的物體浸沒水中就會下沉，而輕的物體就會上浮？”很多學生都同意這種觀點。接著教師將較重的大木塊和較輕的大頭針同時浸沒水中，發(fā)現(xiàn)木塊上浮、大頭針下沉，可是大木塊更重，這和剛才的結論相矛盾。可見物體的浮與沉不是由重力單獨決定。那么物體的浮與沉由什么決定呢？接著教師引導學生思考，物體由靜止到上浮或下沉，運動狀態(tài)發(fā)生了改變，所以應該對物體進行受力分析，物體除了受重力影響還受到浮力影響，由此引入新課。

通過這兩個簡單的演示，學生不僅觀察到上浮和下沉兩種現(xiàn)象，提出問題，又發(fā)現(xiàn)問題，教師啟發(fā)學生思考，最終找到答案，學生的思維層層遞進，在演示實驗的過程中掌握物理知識。

二、重視隨堂實驗，提高學習主動性

演示實驗主要是教師操作，引導學生觀察、思考，培養(yǎng)其良好的思維習慣，而隨堂實驗是穿插在課堂教學中讓學生動手的小實驗，它與教師的講解密切配合，小型靈活，可以用配套的儀器也可以用自制教具。讓學生通過隨堂實驗來學習知識，判斷猜想的正誤，排除錯誤的認識，有助于發(fā)揮學生學習的主動性。在進行隨堂實驗前，教師應該對實驗儀器進行介紹，強調(diào)實驗儀器使用的注意事項，明確實驗目的;實驗間隙，教師要多與學生交流，對其進行幫助、引導;實驗后由學生根據(jù)實驗結果得出結論，并與同學交流，教師加以評價，做出總結。

在初中物理滑動摩擦力與哪些因素有關的學習中，基于生活常識，學生容易理解滑動摩擦力與壓力和接觸面的粗糙程度有關，但是學生往往會覺得滑動摩擦力大小和物體與接觸面的相對運動快慢有關。此時教師可以提供實驗儀器：物塊、彈簧測力計、牛皮紙、鐵架臺，讓學生進行隨堂實驗。教師指出力可以用彈簧測力計測出，當用彈簧測力計拉著物體勻速運動時，測力計的讀數(shù)即物體所受的摩擦力。那具體如何操作呢？學生提出：“可以用彈簧測力計拉著物體，讓物體做勻速直線運動，讀出彈簧測力計的讀數(shù) ?！睂W生經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)：物塊在勻速直線運動狀態(tài)下，彈簧測力計指針在抖動，很難讀數(shù)。怎么解決這個難題呢？通過小組討論及教師的引導，學生提出改進方法：將彈簧測力計固定在鐵架臺上，用彈簧測力計勾住物塊一端，讓彈簧測力計和物塊相對地面靜止，在物塊底下墊上牛皮紙，此時只要拖動牛皮紙就可以準確讀出彈簧測力計的讀數(shù)了，相對地面靜止的物塊受到的摩擦力等于彈簧測力計對它的拉力。明確了實驗目的和實驗方法后，教師就可以讓學生分組進行操作實驗了。根據(jù)實驗結果，學生發(fā)現(xiàn)無論是快速拖動牛皮紙還是緩慢拖動牛皮紙，彈簧測力計的讀數(shù)都沒有變化。這說明了物體所受摩擦力的大小與相對運動的快慢無關。

教師在學生進行隨堂實驗前的引導過程中，應發(fā)現(xiàn)問題，引導學生討論，改進實驗方法，最后讓學生動手實驗，排除困惑，驗證猜想。在這個過程中，教師起到引路人的作用，學生通過動手獲得知識，心中充滿成就感，對學習有著積極性和主動性。

三、突出分組實驗，增強學習體驗

學生分組實驗是指在教師的指導下，學生利用完整的一段時間在實驗室中進行實驗，分組實驗可以訓練學生對基本儀器的操作能力，或者作為驗證性實驗、讓學生進行探究的實驗。下文從分組進行驗證性實驗方面淺談如何增強學生的學習體驗。

驗證性實驗是在教師教給學生知識后，再讓學生對所得結論進行驗證。在學生動手做實驗前，教師應該讓學生明確實驗目的及實驗所要測的量，引導學生選擇實驗儀器，突破實驗重點和難點，厘清實驗過程，明確注意事項，讓學生真正明白實驗的目的、內(nèi)容及方法。下面以驗證牛頓第二定律的實驗為例談談分組實驗教學。

首先，教師要提出實驗的目的：驗證物體加速度與所受合外力及質量之間的關系。這讓學生容易想到物體的質量可以用天平測量，加速度可以用打點計時器測量。接下來，教師向學生介紹實驗桌上的儀器，并提問：要驗證三個量之間的關系應該用什么方法？學生大都知道用控制變量法，教師指出：首先控制小車的質量不變，驗證加速度與物體所受合外力之間的關系;接著，控制物體所受合外力不變，驗證加速度與小車質量的關系;再引導學生理解本實驗的重難點——平衡摩擦力。教師先讓學生分析“實驗時水平放置的小車受到哪些力”，學生通過畫圖分析得出：小車受到4個力，在豎直方向受到重力和支持力，它們是一對平衡力，水平方向受到繩子的拉力和摩擦力。教師接著提問：“繩子對小車的拉力是不是小車受到的合外力呢？”學生指出：“繩子的拉力減去摩擦力才是小車受到的合外力?！苯處熖嵝?，此處摩擦力不好求出，我們要想辦法抵消摩擦力。由此，教師向學生講授平衡摩擦力的方法，在沒有掛重物的情況下，將軌道無滑輪的一端墊高，如果讓平行軌道的重力分量垂直于軌道的分量，此時小車所受的合外力為零。這樣就巧妙地用重力沿軌道方向的分量抵消摩擦力了，這時候再掛上砝碼，小車所受的合外力就為繩子的拉力了。講完本實驗最精彩的部分，教師要幫助學生厘清實驗步驟，并將步驟寫在實驗室的黑板上以便學生在實驗過程中參考。最后，教師再次強調(diào)實驗的注意事項以及數(shù)據(jù)的處理方法。接下來便可以讓學生動手進行操作實驗了。這里有必要指出，進行實驗操作時，分組尤為重要，教師平時應該了解各個學生的實驗操作能力，盡量讓動手能力較強的學生帶動實驗能力稍弱的學生，每個學生各有所長，分工合作，互相學習，共同進步。這樣就可以避免有的學生完成不了任務，能力得不到提高的現(xiàn)象。

在分組實驗的過程中，教師作為學生的指導者，要幫助學生復習所學知識，讓學生明確實驗目的、實驗步驟以及注意事項，對實驗中的重難點，教師引導學生共同分析，加深學生對實驗的理解，接著放手讓學生去做實驗，這充分體現(xiàn)了學生的主體地位。這樣的過程不僅提高了學生的動手能力和實驗素養(yǎng)，也讓學生通過實驗對所學的知識有了更直觀的理解，更讓學生體會到團隊合作的力量。

四、開放第二課堂，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

開放第二課堂則是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要方式，它可以讓學生走出課堂，將所學的知識運用于實際，主動地去尋找方法解決問題。現(xiàn)在大部分中學有科技節(jié)，而物理教師要抓住這一機會，鼓勵學生自己動手做小發(fā)明、小制作，或者提出一個可探究的問題，讓學生在課后去操作，最后舉辦比賽，對學生的勞動進行獎勵與評價。比如，筆者所在的湖里實驗中學，每年都會舉行“高空落蛋”比賽，學生可以用任何材料保護雞蛋，并讓雞蛋從四樓落下，看看哪位學生能用質量最輕的材料讓雞蛋安全著地，并保證材料完好無損。材料越輕、雞蛋著地點離靶心越近，分數(shù)越高，最后根據(jù)分數(shù)高低評出名次，給予獎勵。這樣的比賽趣味性較強，能夠充分地調(diào)動學生參與的積極性，獎品只是一種鼓勵形式，學生真正收獲的是將知識應用于實際的能力。而且往往這樣的比賽會讓教師有意想不到的收獲，不同的學生想法不同，做法更是各式各樣。

在第二課堂中，教師是活動的組織者，而學生是參與者，是整個活動的主體。教師通過鼓勵學生積極參與趣味科技活動，在緩解學生學習生活中的緊張的同時還可以挖掘學生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學生熱愛科學的精神。

在物理教學中，教師改變傳統(tǒng)的以講授為主的教學模式，有目的地進行演示實驗，讓學生多動手操作，掌握基本的實驗技能，養(yǎng)成良好的思維習慣，培養(yǎng)團隊協(xié)作意識，提高學生的合作能力，培養(yǎng)學生學以致用的意識和創(chuàng)新能力。實驗教給學生的不僅僅是知識，更是一種思維、一種能力，對學生的終身發(fā)展有著深遠的影響。都說教學是一門藝術，實驗讓物理變得更加栩栩如生，用“實驗”給學生插上學習物理的翅膀，讓學生成為學習的主人！

參考文獻：

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