中學物理實驗教學方法的探討

物理是一門以觀察和實驗為基礎的科學。實驗教學既是物理知識教學的基礎，也是物理課堂教學中實施素質教育的一種主要渠道和有效手段。著名物理學家楊振寧也曾對中、美兩國學生進行一番比較后指出：“中國的學生學習非�？炭啵�基礎知識豐富、扎實，且善于考試。但他們卻普遍存在動手能力差，不善于提出問題等缺陷�！贝罅康馁Y料信息表明：中國基礎教育最為突出的弊端之一，就是忽視了對學生進行動手能力的培養(yǎng)�！案叻值湍堋闭�是在應試教育思想的長期熏陶下結出的苦果。臨近21世紀，作為基礎教育學科之一的物理教學如何從應試教育轉向素質教育？加大實驗教學力度，加強學生的觀察能力和動手能力的培養(yǎng)，是全面提高人的素質必不可少的一個方面。
近幾年來，各級政府和教育行政部門花大力氣進行中、小學實驗儀器、電教設備的配套建設。重點中學的儀器設備已經相當完善，一些普通中學的儀器設備也得到了較大的充實，這為我們的實驗教學提供了物質基礎�！皩嶒灲虒W應擺在物理教學中的首要地位”已成為廣大物理教師的共識。不少中學物理教師正在自覺地朝著大力加強實驗教學的方向努力，紛紛開展著各種“以實驗為基礎”的跟蹤對比教改試驗。
    然而，由于長期受應試教育思想的影響，在很大范圍內物理實驗教學在某種程度上仍然處于“講起來重要，教起來次要，考起來不要”的狀態(tài)。實驗教學因長期未受到應有的重視而成為物理教學中的薄弱環(huán)節(jié)。采取“以講代做”的實驗教學方式大有人在。教學大綱上規(guī)定的演示實驗和學生分組實驗未得到真正的重視和落實，導致實驗室和儀器設備使用效率十分低下，教育資源嚴重浪費。
    實踐證明：只有通過訓練有素的實驗教學，才能使學生在獲取物理知識的同時，潛移默化地形成良好的科學素養(yǎng)。如：嚴謹的科學態(tài)度，實事求是的科學作風LL同樣，只有加強實驗教學，才能培養(yǎng)出具有較強動手能力的學生。而這種能力正是日后成為合格勞動者所必需的勞動技能素質的基礎。
    如何來加大實驗教學力度，改進實驗教學、提高教學效果以推進物理素質教育，我認為可以從以下幾點入手：
    一、切實重視演示實驗，提高課堂教學質量
    物理演示實驗具有形象真實、生動有趣的特點，能為學生在形成物理概念、得出物理規(guī)律前營造出活生生的物理情景，使學生感受倍深。心理學研究表明：人的動作記憶效率比語言文字記憶效率要高好幾倍�！鞍俾劜蝗缫灰�，百看不如一做”說的就是這個道理。經驗告訴我們：一個成績優(yōu)秀的物理尖子對物理現(xiàn)象和物理過程具有很強的“悟性”，這種“悟性”源于對日常生活豐富的感性認識。對物理學習有障礙的人，其最大的障礙不在于智力因素，而在于缺少對日常生活的用心觀察，頭腦中缺乏感性經驗，而這些感性經驗恰恰是物理思維的基礎。因此，作為一名物理教師，首要任務就是：盡一切可能，在課堂上為學生展現(xiàn)出豐富多采的物理現(xiàn)象和活生生的物理情景。教師不僅要用好課程標準上規(guī)定的演示實驗，甚至教材上的一段話、一幅插圖、一道習題也可以將它搬上“講臺”，進行演示。演示的形式不能僅僅是“教師演，學生看”，還可以是“教師導，學生演” ? 即邊學邊實驗。
    例如：利用雞蛋做實驗。雞蛋很容易找到，若引導學生利用雞蛋做實驗，既可說明物理道理，又可提高學生的學習興趣。
    （1）做壓強的實驗
    雞蛋握在手中，使勁握也難以破碎，但手拿雞蛋在碗邊輕輕一敲即破。說明：雞蛋緊握在手中時，受力面積大，壓強�。欢�在碗邊輕敲時，受力面積小，壓強大。可見，壓力的作用效果不僅跟壓力大小有關，還跟受力面積有關。
    （2）做大氣壓實驗
    將浸濕酒精的棉花放在廣口瓶內，點燃棉花，并讓它燃燒一會兒，然后將一只剝殼的熟雞蛋（稍大于瓶口）置于瓶口上，熟雞蛋在瓶內、外壓強差作用下，被壓入了瓶里。
    （3）做物體的浮沉實驗
    將一只雞蛋放入濃鹽水中，然后緩緩倒入清水稀釋、攪拌，隨著鹽水的不斷稀釋，雞蛋排開液體的體積隨著增大，由漂浮狀態(tài)慢慢變成懸浮狀態(tài)，最終沉入杯底。這說明：浸在液體中物體的上浮和下沉，決定于它所受浮力和重力的合力。
    世界上許多發(fā)達國家重視演示實驗的經驗值得我們借鑒。德國物理教育界流傳著這樣一種說法：“沒有演示實驗的課，不算是一堂成功的課”德國的物理教師除了極少數純理論課沒有演示實驗外，一般每堂課要做2~3個實驗。美國物理教師普遍都很重視演示實驗。在他們上的每一節(jié)課中至少要做一個演示實驗。而且這些實驗都是他們自己設計，所用器材都是他們自己動手制作的。日本的物理教學也非�；钴S，學生課堂上動手活動量較大，有半數以上的課是在實驗室渡過的。大量的信息資料顯示：國際物理教育界正在流行這樣一種趨勢，即衡量一堂物理課的好壞，很大程度上取決于這堂課中演示實驗的數量和質量。
   二、認真上好學生分組實驗課，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造思維和實驗操作技能
    分組實驗多以測量性、驗證性和實用性實驗為主。要提高學生分組實驗的教學效果，就必須使學生真正進入角色，手、眼、腦并用地進行有目的的探索活動。根據教育心理學的觀點，課堂教學的目的不在于教師完成某種過程，而在于通過某種活動促使學生在行為上發(fā)生某些重要的變化，如在學生身上引起的認識上、理解上、技能上、態(tài)度上的變化。如果學生通過主動參與教學，在教師的積極指導下獲得物理知識，則會印象更加深刻，并增強他們的學習動機。
    根據這一思想，我進行了一些探索，將初中物理第一冊中電學的一節(jié)課《電路的連接方法》由原來的驗證性實驗改為學生的探索性實驗，教學中采用啟發(fā)式教學和有控開放。
    引入時通過演示窗簾被自動拉開、合攏的現(xiàn)象，讓學生觀察并思考：“為什么閉合一個電鍵，只有一個窗戶的窗簾被拉動，而其它窗戶的窗簾不受影響？”
    在新課教學過程中：
    1、教師啟發(fā)學生思考：如何利用桌上現(xiàn)有的器材連接成一個電路，使兩個小燈泡同時發(fā)光，并提示連接的方法可能不止一種。學生利用器材自己探索進行連接電路的實驗。
    2、教師從中選擇幾個相類似的電路，組織學生通過比較的方法進行討論，找出相同之處進行歸納，由此得出電路的一種連接方法：串聯(lián)。此后進一步提出問題：如果取走其中的一個小燈泡，其余小燈泡還能不能繼續(xù)發(fā)光？學生會進行猜測，此時教師示意可通過自己所連接的電路加以實驗，由此通過實踐操作加深對串聯(lián)電路的理解。
    3、由于有極少數的學生有不同的連接方法，當取走其中的一個小燈泡時，另一個燈泡仍然發(fā)光，此時他們會提出異議，當投影他們連接的電路時，大多數同學會發(fā)現(xiàn)他們所連接的電路與前面所示的電路有區(qū)別，教師由此組織他們進行簡短的討論，分析它的連接特點，并示意學生利用手里的器材進行實驗，實驗下來大家發(fā)現(xiàn)用這種方法也能使兩個小燈泡同時發(fā)光，教師再組織學生進行比較、討論，找出相同之處進行比較，得出電路的另一種連接方法：并聯(lián)。此后進一步提問：如果取走其中的一個小燈泡，其余小燈泡還能不能繼續(xù)發(fā)光？并示意用實驗進行檢驗，學生由此通過實踐操作加深對并聯(lián)電路的理解。
    4、結束學生實驗后，組織學生通過討論，自己得出串、并聯(lián)電路的特點，并利用電腦多煤體的手段進行一些電路的識別練習，進一步鞏固所學到的知識。
    5、進一步組織學生比較兩個相類似的電路，讓他們了解電鍵的控制作用，然后自己解釋“各個窗戶窗簾之間的電路是怎樣連接的？”并為今天的回家作業(yè)提供范例。
    通過學習，學生們基本能較好的達到教學所預期的目標，但是，要取得這樣的效果，就要求教師在每次實驗前必須做好大量的準備工作（包括知識和實驗方面的準備）。對于實驗中學生初次接觸的儀器、實驗操作中的難點和關鍵之處，實驗開始前教師必須給予適當的指點。在學生實驗的過程中，必須注意培養(yǎng)學生養(yǎng)成良好的實驗習慣，如正確使用儀器，謹慎操作；尊重客觀事實，不拼湊數據；實驗完畢后自覺整理并愛護儀器等等。實驗后，還必須及時反饋，發(fā)現(xiàn)問題及時補救。
   三、充分發(fā)揮教材中“小實驗”的作用，訓練學生動手制作的能力
    當前在物理教學過程中，有不少教師認為教材中的“小實驗”是課外知識，與考試無關，因此常被視為可有可無，或被棄之不理。然而這些小實驗卻往往具有取材容易、貼近生活、直觀明了、便于操作的特點，不僅能加深學生對所學知識的理解，而且能極大地提高學生學習物理的興趣，鍛煉學生的動手制作能力和獨立操作能力，發(fā)展智力。
    例如：初中物理第一冊中的《電磁鐵》一節(jié)中，提供了如何自制電磁鐵的方法，我讓一個班級的同學利用假期進行制作，并要求以作品的形式加以展示。在此后的幾天中陸續(xù)有不少同學前來詢問如何能提高電磁鐵的磁性，以求自己制作的電磁鐵磁性最佳，這樣在他們制作的過程中，對電磁鐵的特點有了更深刻的印象。事實表明，這個班級的學生在《電與磁》一節(jié)的學習中，絕大多數同學對“電磁鐵特點”這一知識掌握較好。
    四、不定期地開放實驗室，給學生創(chuàng)造更多的動手機會
由于人的個性差異，一些學生往往不滿足于課堂上所看到的或書本上所接觸到的實驗，他們往往表現(xiàn)出較強的動手欲，很多想法都想付諸實施；而另有一些學生動手能力不強，在實驗中往往處于旁觀者的地位，有時想自己試著做實驗，又怕周圍的同學譏笑。因此不定期地開放實驗室，既可以給學生施展身手、創(chuàng)造動手的機會，又可以為動手能力較差的同學提供鍛煉自己，提高實驗能力的場所。實行的辦法可以采取自愿參加，全方位開放的形式，或根據興趣愛好組織專題研究和探討，學生在這種環(huán)境下或復習已學實驗的操作，或做些自己設計的小實驗，將能極大地增進學習物理的興趣，有益他們動手能力的增強，有利于創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。
綜上所述，要大面積提高物理教學質量，全面提高人的素質，真正實現(xiàn)由應試教育向素質教育的轉化，就必須在物理教學中加大實驗教學的力度。

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