對中學物理實驗教學進行改革的嘗試

物理是一門以實驗為基礎的自然學科，它與社會生活聯系緊密，以物質的結構、物質之間的相互作用和其運動變化規律為研究對象，具有科學性、實用性、趣味性等特點。根據這些特點，在物理實驗教學改革中，始終以全體學生為主體，充分發揮學生的作用，把整個教學過程看成是老師和學生、學生和學生共同合作探索的過程。整個教學過程中充分相信學生，讓學生意識到自己是學習的主體，自覺動手、動腦。我們還把課內和課外融為一體，在實驗內容上把科學知識、生活知識全面考慮、互相滲透，把獲取知識、科學觀察、獨立操作、培養實驗技能、發揮聰明才智安排于合理的結構中。現就我的一些想法、具體做法和同行進行交流，互相提高，互相學習。

1 轉變教學觀念，樹立素質教育的實驗教學指導思想

物理實驗教學的目的，不僅是讓學生理解和掌握已有的書本知識，更重要的是培養學生的科學素養和探究精神，激發學生愛科學、學科學的興趣，培養學生的創新能力和實踐能力，重視學生實驗能力的培養，通過實驗培養學生從事科學研究應當具備的嚴謹的科學態度、科學的思維方法和嚴謹的學術作風，逐步學會物理研究中的基本科學方法。實驗中應體現以實驗為基礎的學科特色。在實驗教學中，注意讓學生通過自己動手實驗學習物理知識。同時，物理實驗擔負著“提高國民素質”這一教育任務。因此，必須改變傳統的“老師講，學生聽，教師演示，學生觀看”的實驗教學方法。改變物理實驗教學中以教師為中心的教育觀，把物理實驗教學作為教師傳授知識、學生鞏固和理解知識的輔助教學手段。因此，改變傳統的教育觀，樹立新的教育觀念，實施素質教育，就要不斷提高對實驗教學基礎地位的認識，從提高實驗教學的效果，激發學生學習興趣，提高學生的能力出發，認真改進、大力加強實驗教學，把物理教學真正轉移到以實驗為基礎上來。在實驗的各個階段（實驗前、實驗中、實驗后）提出一系列富有啟發性的問題，或根據需要提出學生不易回答的問題。同時啟發學生提出問題，讓學生帶著問題做實驗，在實驗中分析、解決問題與獲取知識。

2 相信學生，激發學生求知欲，做好實驗準備工作

要上好實驗課，課前實驗準備是非常重要的環節，對學生提出明確、具體的要求，要讓學生帶著一定的任務來做實驗。有了具體要求，學生實驗時才有規可循，才能加深對原理的理解。學生通過實驗準備做到實驗前心中有數。只有讓學生先動腦筋，課堂上才會動手。例如，在“用打點計時器測速度”的實驗中，向學生提出了三個目標和任務：⑴了解電磁打點計時器和電火花打點計時器的構造及原理，會安裝和使用打點計時器，并記錄物體的運動規律。⑵根據紙帶上的點跡測量物體的平均速度，粗略測物體在某時刻或某一位置時的瞬時速度。⑶根據測量數據描繪運動物體的v-t圖像，理解v-t圖像的意義，根據v-t圖像說明物體的運動規律。實驗前，我們把電磁打點計時器和電火花打點計時器實物和使用說明書一同交給學生，讓學生在閱讀中思考，加深對實驗原理的理解，掌握實驗器材的結構，知道實驗中的注意事項。然后要求學生、實驗小組完成以下任務。

1、電磁打點計時器的使用說明要點：

⑴用途：電磁打點計時器是一個通過在紙帶上打出一系列的點來記錄運動信息的計時儀器。

⑵工作原理：____________。

⑶實驗時，是先接通電源讓電磁打點計時器先工作，還是先用手拉動紙帶運動？

我的答案是：____________。

我的理由是：____________。

2、電火花計時器的使用說明要點：

⑴用途：_______________。

⑵工作原理：____________。

⑶使用方法：____________。

3、根據電磁打點計時器和電火花打點計時器的實物，結合它們的使用說明書，完成下面問題：

⑴電磁打點計時器和電火花計時器雖然原理不同，但實質都是________儀器。

⑵從兩種打點計時器的原理和實驗過程考慮，電磁打點計時器和電火花計時器哪一種誤差更小一些？寫出你的理由。

⑶如果讓你發明創造，你有辦法發明測量精度更高的，能同時測出時間和知道相應位移的儀器嗎？說出你的設想，并和其他同學交流。

⑷實驗中應注意的事項：

電源電壓要符合要求：電磁打點計時器應接_______的_______電源；電火花打點計時器應接_______的_______電源。

3 在實驗過程中培養學生的創新精神和科學素養

以前的物理實驗教學模式僵化，物理實驗教學的基本原則沒有得到充分地體現，教學方式也較呆板。從教學內容到教學方式沒有給學生留出足夠的發展空間。就分組實驗來說，老師從實驗目的、實驗原理、儀器、操作步驟到注意事項，講解得面面俱到。教師花相當長的時間根據教材講實驗目的、原理……然后學生照著現成的實驗步驟或跟著老師動幾下，取幾個數據，實驗就算完成了。這樣做實驗，收獲不大。再說，現階段往往是一個班的學生同一時間做同一個實驗，用同一種方法、相同的儀器，都要在規定時間內做完，得出同一結論，這樣就有可能導致部分學生看別人怎么做，自己就怎么做，特別是兩人合作時，有極少數學生只看不動手，也不留心實驗觀察，不記錄有關數據，更談不上去思考。這種教學模式不利于提高學生發現問題和解決問題的能力，不利于引導學生突破思維定勢這個思維障礙，不利于學生創新思維方法的形成以及科學素養的培養。我在教學中，盡可能地增加學生動手實驗的機會，開始幾個實驗可以詳細地給出實驗的各個環節。例如：實驗原理、實驗目的、實驗步驟、數據表格、實驗報告的書寫模式等。先讓學生打好基礎，養成按一定程序有條不紊地進行實驗的習慣；然后逐步引導學生在理解實驗原理和內容的基礎上，自己獨立地列出實驗步驟、選擇實驗儀器、自制試驗表格等，從而提高學生的實驗能力和素養。鼓勵學生設計實驗方案，并對各方案進行評價，選擇最佳方案，以此來培養學生創造性思維。鼓勵學生在實驗中獨立排除儀器故障，要求學生用多種不同的方法處理數據，激發學生的實驗興趣，利用物理實驗，發揮學生的主觀能動作用，最大限度地調動學生自主學習的積極性和主動性。教師在課內講重點、關鍵點和注意點，發揮好主導調控作用。例如在\"用打點計時器測速度\"的實驗中，我的實驗設計如下：

1、實驗器材

我采用的實驗器材有________；

我的測量工具是____________。

2、實驗步驟

我的實驗步驟及過程：________。

3、數據記錄與處理

在下面方框內處粘貼實驗所得的記錄物體運動信息的紙帶，并在上面標注出你所選取的計數點（用字母abcd標注，或用數字01234標注）。



請根據你在紙帶上選定的計數點，設計表格記錄所需的實驗數據及相應時間或位移的平均速度。

4、實驗結論

⑴測得紙帶的平均速度。

通過________兩點間的位移時，小車的平均速度為v＝Δx/Δt＝_______。

⑵測量紙帶上所選計數點的瞬時速度：算出各點附近的平均速度，把它當作打點計時器打下這些點時物體的瞬時速度。請按下面示例計算各點的瞬時速度。

示例：va＝vab＝Δxab/Δtab＝…

⑶在坐標紙上設計v-t圖像，把上述各點的瞬時速度及相應的時間描點作圖。

5、記錄在實驗過程中儀器出現過的故障及你解決儀器故障的措施：______________。

『交流與感悟』

話題1：交流實驗中遇到的主要困難和取得的主要收獲。

話題2：交流實驗中誤差的主要來源。

從儀器的角度分析：____________；

從數據測量的角度分析：_________。

如果紙帶上所打的點過密，對實驗結果會有什么影響？應如何解決這個問題？

話題3：交流實驗過程。

在選取儀器時，我多選或少選的儀器是__________；

在實驗過程中不合理步驟或不規范的操作是_______；

你對實驗方案的改進意見是__________________。

話題4：交流數據處理。

例如，畫出運動物體的v-t圖像，要用平滑的曲線擬合在坐標紙上描繪的各點，不能把各點連接成折線。這是因為__________。

4 重視實驗理論與實際的聯系

把課外實踐活動納入實驗教學的范圍是實驗教學改革的重要環節，為了從多方面培養學生的物理實驗興趣，在學生掌握了一些基本實驗技能后，應根據教材實驗特點和青少年的心理要求，精心設計課外活動的內容，有計劃、有目的地組織好課外活動，以配合課堂實驗教學，做到既注意內容和形式的統一，又注意活動的趣味性。培養學生關心社會、運用物理知識解決實際問題的能力，使學生學以致用，在生活中感受物理實驗的樂趣及重要性，以激發學生動手實驗的興趣。例如，在“用打點計時器測速度”的實驗中我給學生設計的課外實踐活動是：

請你研究一個約1.4m高的商店的卷簾窗或卷簾門的運動。你需要什么儀器可以向老師去借，與實驗小組的同學共同做這個課題，并完成下列問題（你也可以選擇研究其他物體的運動）。

⑴請根據你的數據，在坐標紙上描出卷簾窗（或其他物體）運動的v-t圖線。

⑵由v-t圖線可知，卷簾窗（或其他物體）做________運動。

⑶卷簾窗（或其他物體）的平均速度為__________m/s。

時代的發展賦予物理實驗教學新的內涵，注重科學探究，培養學生科學探究能力、實踐能力和創新能力是素質教育的要求，是新課標的教育理念，也是物理教學的重要環節。充分開發物理實驗功能，培養學生的各種能力及良好的思想品質和科學態度，這是推動中學物理實驗教學向前發展和實施創新教育的重要途徑。本文從實際出發，結合自己的教學實踐，提出了培養學生探究能力的方法，以供大家參考。

(欄目編輯趙保鋼)

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。