新課程中的物理實驗教學

實驗在物理學的研究中具有重要的意義，物理概念是觀察、實驗與科學思維的產物，物理規律是用實驗歸納和理論演繹這兩種方法發現的，因此在物理教學中實驗的作用是舉足輕重的，它應該貫穿整個教學過程。傳統的教學由于迎合升學的需要，片面提高學生的解題能力，學生動手實驗的機會少，從而導致動手操作的能力差。1990－1995年間國家教委儀器研究所對一萬余名學生進行實驗能力測試，結果我國中小學生實驗動手能力幾乎不及格。新課程設計理念要求教學從傳授知識為主的傳統教學向全面提高學生素質為主的素質教學轉變。中學物理大綱規定要培養學生的觀察實驗的能力。中學物理實驗教學的目的與任務是：通過實驗手段使學生最有效地掌握進一步學習所必需的基礎物理知識，培養初步的實際技能和創造能力。

高中物理新教材本著培養學生對物理的興趣和提高學生的素質的宗旨，在物理實驗的編排上也做了科學的調整。

1、每個章節以豐富多彩的插圖來展示演示實驗和分組實驗的內容，包括實驗的儀器的圖片以及實驗的現象與結論的頻閃照片，通過彩圖激發學生對實驗的興趣。

2、演示實驗增多，還安排了生動有趣的“迷你實驗室”，使物理課在教師與學生的互動中進行。

3、學生的分組實驗與教師的教學穿插進行，使教師的引導與學生的自由探究能有機結合。

以上分析可知實驗在新教材中的地位明顯提高，實驗教學已是物理教學的首選方法。在近幾年新教材的教學中，我對實驗教學做了一些探索，現歸納如下。

一、演示實驗方面的探索

1、演示實驗強調學生的參與

傳統的演示實驗中，學生在老師的引導下通過觀察實驗現象尋找物理規律，能培養學生的觀察能力和思維能力，但學生對老師的依賴性太大，學生在老師的“啟示”下采用同樣的思維方式得到相同的答案，束縛了學生的發展。我在教學中變教師演示為學生演示，有利于學生積極參與課堂活動，有利于學生主體性和積極性的發揮。具體的做法：我將教材中的某些演示實驗安排給不同的學生，學生以兩位或三位為一小組輪流上臺演示，每次課前我做好充分的指導工作，確保學生對實驗內容的熟悉，課堂上學生做演示，我在旁邊適當輔導，同時引導下邊的學生用心觀察實驗現象，有針對性地互相提問，引發學生思考。變教師演示為學生演示充分調動了學生學習的主動性，極大激發了他們學習的興趣。

2、演示實驗與多媒體結合

多媒體網絡教室為教學提供了一種現代化的教學平臺，顯示了巨大的優勢，在演示實驗中一些不容易觀察到的現象、不容易總結出的結論都能在多媒體動畫的輔助下收到更好的效果。如物理必修1(山東科技出版社，下同)第一章“運動的描述”中“小球沿斜面滾下時不同時刻的位置”，利用多媒體動畫可以讓學生看清小球在不同時刻的運動情況。在第三章“勻變速直線運動的研究”中演示自由落體的實驗，利用多媒體動畫可以使學生從感性上認識到自由落體是一種勻加速直線運動。必修2第三章“拋體運動”中演示平拋運動與自由落體相比較的實驗，應用多媒體動畫可以使學生看清楚兩個運動在豎直方面上的相同性，從而得出平拋運動的特點。

3、變演示實驗為學生分組的探索實驗

在教學中，只要條件允許我更多地把演示實驗改變為全體學生都動手參與的探索實驗，教師做好引導，學生從自主探索中獲得知識。

二、分組實驗方面的探索

分組實驗更有利于培養學生的動手能力、獨立思考分析解決問題的能力，讓他們自己去學習知識，在實驗中遇到問題能主動進行分析解決，給學生更多鍛煉的機會。但傳統的分組實驗，是在學生已掌握了所涉及的實驗原理的基礎上，讓他們采用相同的實驗器材、相同的步驟統一進行實驗，這樣雖便于教師的管理和組織，但限制了學生思維的開放性、發散性，對于培養學生獲取知識的能力，激發他們的創新精神起不到應有的作用。

對于分組實驗我做了以下的探索：

1、對實驗進行改進

這是對課本中的某一實驗的部分內容進行簡捷的改進、優化，然后學生對實驗的各部分進行重新組合，這是學生做完書本實驗的基礎上再進行創新設計，能激發學生的創新精神。如必修1“探索彈簧的伸長量與彈力的關系”的實驗，書中提供的儀器是鐵架臺、彈簧、100g的鉤碼、刻度尺，我在學生完成實驗的基礎上將100g的鉤碼換成一把彈簧秤，讓學生完成這個實驗。又如必修1“驗證平行四邊形定則”的實驗中，學生在用兩把彈簧秤完成實驗的基礎上，我提出讓學生用一把彈簧秤完成實驗。又如必修1第四章“相互作用”中“滑動摩擦力大小與物體間的壓力的關系”的實驗，用鉤碼拉著木塊在桌面上勻速運動，用鉤碼的重力做為拉力也就等于摩擦力，但實驗中通過改變鉤碼的重力改變拉力和在小車上加減鉤碼改變壓力而達到小車勻速運動，不容易達到好的效果。我要求學生廣開思路設計出實驗使小車達到近似勻速運動。學生設計出了好幾種方案，其中較理想的是：將拉車的鉤碼改成裝沙的小桶，用勺子加減沙子而改變小車受的拉力，在水平木板上畫出刻度，使小車勻速運動，再用彈簧秤稱出沙和桶的總重。這個實驗經學生的改進后效果就更理想。這類實驗設計的難度不大，能激發學生設計實驗的興趣，適合學生開始學習設計實驗的階段。

2、從實驗方法和實驗器材入手進行開放性實驗

這類實驗的改造主要在電學實驗中，如選修3-1第四章“閉合電路歐姆定律和邏輯電路”的“測量電源的電動勢和內阻”的實驗中，書本中用電壓表和電流表來測，在學生完成實驗的基礎上我再提出還可以用其它的方法來測，讓學生進行發散思維提出不同方案。如用“兩個電流表、一個定值電阻和滑動變阻器”或“一個電流表、一個變阻箱”或“一個電壓表、一個變阻箱”等等。這種做法更具靈活性和探索性，有利于學生創新精神的培養和創新能力的提高。在電學實驗中還可以列出器材，讓學生自己選取用并完成實驗，如給出干電池、學生電源、電鍵、導線、安培表、伏特表、靈敏電流計、滑動變阻器、電阻箱、定值電阻等器材測定干電池的電動勢和內阻，還可以選用以上器材測定導線的電阻率和改裝電表等等。

3、探索型的實驗

這類實驗只給出實驗要達到的目的，實驗原理的確定、器材的選用、組合和操作的程序都由學生自己確定。這種類型的實驗難度較大，要求學生充分發揮自己的特長，利用已有的知識和技能去完成實驗，在實驗過程中去探究解決問題。從實驗設計到實驗操作，學生的思維發展和活動空間不受限制和約束，他們可以大膽地設想、觀察和實踐，使他們成為學習的真正主人。如物理必修1第三章“勻變速直線運動的研究”中的實驗“科學探究——一種勻變速直線運動”，教材的安排就是探索型的實驗，教材只列出三處要探索的實驗現象，即(1)僅受重力作用，初速度為零豎直下落時，物體做什么運動?(2)僅受重力作用，初速度不為零豎直下落時，物體做什么運動?(3)僅受重力作用，初速度為零豎直上拋時，物體做什么運動?試驗器材中僅列出打點計時器，其它由學生選擇，要求學生畫出實驗裝置示意圖，寫出實驗步驟，然后進行實驗、收集數據、分析論證、得出結論。又如學生學過選修3-1第四章第二節“多用電表的原理與使用”后，結合初中的“伏安法測電阻”我給學生布置了一個課外實驗——用多種方法測定一個電流表的內阻，由學生自己提出方案，設計實驗電路，畫出電路圖，選擇儀器，完成實驗。

三、奇妙無窮的迷你實驗室

新教材增加了迷你實驗室，其中的實驗操作簡單更貼近生活，學生感興趣，又能很好地詮釋物理概念物理規律，所以我十分重視上好迷你實驗室中的實驗。

1、實驗準備

在課前我要求學生先熟悉實驗內容，同時以同桌為單位準備好實驗器材。“迷你實驗室”中器材大多能取自日常生活用品，如必修1中“模擬打點計時器”中的畫筆、紙帶、飲料瓶、水，“圓錐為什么向‘上’滾”中的書、筷子、圓錐等等。

2、實驗的展開

迷你實驗中的實驗的進行形式多種多樣，可以以游戲的形式展開。如必修1“模擬打點計時器”的實驗，看誰牽動紙帶速度變化最小，看誰走動時滴在地上的水印的間隔更均勻；選修3-1“看誰能贏”的實驗中，看誰的氣球力量更大能夠在不接觸空易拉罐的情況下將其拉動。也可以用探究的形式展開實驗，如必修2中“影響動能大小的因素有哪些”，“影響勢能大小的因素有哪些”，“向心力大小與那些因素有關”等等。當然不管以何種形式展開實驗，都要循序漸進地引導學生歸納出其中的物理知識，培養學生對物理的興趣，提高學生的素質。