淺談學(xué)生實驗在物理教學(xué)中的重要性

教育家陶行知提倡手腦并用的學(xué)習(xí)方式。他在《手腦相長歌》中寫道：“人生兩個寶，雙手與大腦。用腦不用手，快要被打倒！用手不用腦，飯也吃不飽。手腦都會用，才算是開天辟地的大好老。”遵循陶行知先生的教育理論，我國中學(xué)物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀是學(xué)生動手機(jī)會太少。開展邊學(xué)邊實驗，極大地增加了學(xué)生實驗操作的機(jī)會，因此十分有利于培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?。特別是初中學(xué)生剛剛開始學(xué)習(xí)物理，學(xué)習(xí)方法及抽象思維能力都還沒有形成，因而，從加強(qiáng)學(xué)生實驗著手進(jìn)行教學(xué)顯得尤為重要。

一、學(xué)生實驗在物理教學(xué)中體現(xiàn)理論聯(lián)系實際

講光的鏡面反射和漫反射時，就近帶學(xué)生到湖邊看倒影，取得了較好的教學(xué)效果。他們看到在平靜的湖水邊，只有一個方向能看到岸邊景物的倒影，即光線平行射入湖面，反射光線也會平行射出，形成鏡面反射，這時讓一個學(xué)生自己將一小石子投入湖中，激起一陣微波，湖面的平靜被破壞了，倒影就亂了。但這時卻發(fā)現(xiàn)在其它方向也看到了紊亂的倒影。因為條件發(fā)生了變化，平靜的湖面變成了凹凸不平的湖面，鏡面反射變成了漫反射。通過這個生動而且直觀的現(xiàn)場實驗，學(xué)生對光的反射現(xiàn)象產(chǎn)生了濃厚的興趣，對鏡面反射和漫反射有了從感性到理性的認(rèn)識飛躍。

又如，在講分子的熱運(yùn)動時，分別給相臨座位的兩個學(xué)生每人一杯熱水和一杯冷水，讓他倆同時往杯子里的水中注入一滴紅色墨水，過一會兒，就觀察到熱水中的紅色墨水很快地而且均勻地擴(kuò)散開來，而冷水杯中的紅色墨水卻仍聚集一團(tuán)，擴(kuò)散緩慢，幾乎沒有動靜。實驗表明，溫度越高，分子做無規(guī)則運(yùn)動的速度就越大，所以大量分子做無規(guī)則運(yùn)動的速度跟溫度有關(guān)。實驗中，通過自己動手做，再自己進(jìn)行分析、總結(jié)，學(xué)生能透過具體的物理現(xiàn)象，理解并總結(jié)出抽象的物質(zhì)運(yùn)動的規(guī)律，從而提高了邏輯思維能力。

二、學(xué)生實驗?zāi)軒椭鷮W(xué)生總結(jié)和驗證物理規(guī)律

我在講阿基米德定律時，先給學(xué)生講了阿基米德和王冠的故事，然后每人發(fā)給一個盛水的燒杯，一塊小方木，一枚大頭針，讓學(xué)生自己體會F?。絍排液#8226;p液#8226;g的實際意義。用大頭針的尖端向下壓木塊，會感到用力越大，木塊浸沒于水中的體積越大，直到全部浸沒為止。也就是說，在木塊沒有完全浸沒之前，排開水的體積越大，水對木塊向上的浮力也越大。后來，一個學(xué)生在作文中寫到：……這下我明白了，一塊鐵板會沉入水底，而用鐵板制成的船卻可以載人過江的道理了。在這個實驗中，學(xué)生通過親自實驗、親身體會，自己驗證了阿基米德定律。實驗為學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展提供了依據(jù)，學(xué)生在實驗中得到了諸多能力的鍛煉，同時也提高了觀察事物的能力和邏輯思維的能力。

三、培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗習(xí)慣形成科學(xué)素養(yǎng)

實驗操作的全過程包括儀器調(diào)節(jié)、觀察操作、儀器整理。教師要有意識的培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗習(xí)慣，使之形成科學(xué)的實驗素養(yǎng)。首先，實驗前要對儀器進(jìn)行預(yù)備性調(diào)節(jié)，根據(jù)需要，有的儀器位置安裝底座要水平，有的要垂直。各儀器之間的聯(lián)系也應(yīng)滿足一定要求，如：電學(xué)實驗中，電路連接要正確，還要考慮到觀察、操作、檢查的方便。在光具座上的儀器應(yīng)保持共軸。測量儀表必須先進(jìn)行零點調(diào)節(jié)，當(dāng)某些條件變化影響到零點時，要重新調(diào)整零點。如天平位置變動、彈簧秤拉力方向改變，萬用電表電阻檔量程變化等，都必須重新調(diào)整零點。使用各種儀器必須按一定操作規(guī)范進(jìn)行。對于違反操作規(guī)定的要禁止。

操作要有一定的條理性，例如應(yīng)在檢查電路后，再接上電源的另一個接線柱，然后合上開關(guān)。觀察儀表時視線應(yīng)與刻度平面垂直。儀器整理要有一定順序。如：電學(xué)實驗，應(yīng)先切斷電源然后拆除連接電源的接線。儀器整理要有利于儀器的保養(yǎng)維護(hù)。如：托盤天平游碼歸零，橡皮圈墊上，學(xué)生電源刻度盤旋鈕旋到最小值，萬用電表刻度盤旋鈕撥離電阻檔，滑動變阻器滑臂滑至同一邊，有傳動裝置的儀器將傳動皮帶松馳等等。

四、培養(yǎng)學(xué)生做課后小實驗，更好地發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體作用。

小實驗從開始設(shè)計到制作，從演示實驗到觀察現(xiàn)象，從總結(jié)規(guī)律到運(yùn)用理論解決實際問題，都是學(xué)生親身實踐，通過耳聽、眼觀、腦想、語言表述和動手操作練習(xí)來完成的。例如在學(xué)習(xí)導(dǎo)體和絕緣體時，學(xué)生用導(dǎo)線將電池（三節(jié)）、小燈泡和兩個鱷魚夾組成一個檢驗物體是否導(dǎo)電的實驗組。當(dāng)鱷魚夾夾住鉛筆芯部分時，小燈泡發(fā)光，說明電路連通，碳質(zhì)導(dǎo)電是導(dǎo)體；當(dāng)鱷魚夾夾住鉛筆木質(zhì)部分時，小燈泡不發(fā)光，說明干木材不易導(dǎo)電是絕緣體；當(dāng)用兩手各握一個鱷魚夾時，小燈泡亮了，說明人體導(dǎo)電是導(dǎo)體；當(dāng)松開一只手時燈泡熄滅，這說明空氣不易導(dǎo)電是絕緣體。通過實驗，學(xué)生認(rèn)識了導(dǎo)體和絕緣體。知識在訓(xùn)練中鞏固，能力在實踐中提高，思維在訓(xùn)練操作中得到發(fā)展。

五、培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰Γ岣邔W(xué)習(xí)效率

要有計劃性和針對性地培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰ΓㄔO(shè)計實驗計劃、觀察操作、數(shù)據(jù)處理、分析與總結(jié)的能力。它的形成和發(fā)展是循序漸進(jìn)、日積月累的，不是每個實驗都能把各種能力同時培養(yǎng)起來。教師首先要根據(jù)教學(xué)大綱和教材，將每個實驗認(rèn)真分析后，確定每個實驗要著重培養(yǎng)學(xué)生哪些方面的能力。例如，在使用常用的測量儀器——直尺、天平、彈簧秤、壓強(qiáng)計、溫度計、電流表、電壓表、萬用電表時，就應(yīng)該著重培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、操作能力及數(shù)據(jù)處理能力。又如，初中物理教材在實驗《用電流表測電流》之前的每個學(xué)生分組實驗，都直接寫出“實驗?zāi)康摹?、“實驗器材”、“實驗步驟”等。而在隨后的實驗《用電壓表測電壓》，則要求學(xué)生模仿前面的表格自己設(shè)計實驗表格。

在實驗《用電壓表和電流表測電阻》以后，完全讓學(xué)生自己設(shè)計觀察記錄表格，自己選擇實驗器材進(jìn)行實驗。教師要抓住教材這種變化的安排，著重培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗計劃的能力。學(xué)生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)要考慮循序漸進(jìn)、逐步深入。例如，電磁打點計時器在實驗《測勻變速直線運(yùn)動的加速度》，實驗《驗證牛頓第二定律》和實驗《驗證機(jī)械能守恒定律》中都會使用到。在做第一個實驗時，由于學(xué)生對儀器比較生疏，操作時會很緩慢，學(xué)生出現(xiàn)這樣或那樣的錯誤在所難免。在做第二個實驗時，就要要求學(xué)生對儀器的安裝及使用操作程序不再有原則性錯誤，熟練程度應(yīng)比第一次好，速度比第一次快，不過在具體細(xì)節(jié)上允許出現(xiàn)些偏差。第三次實驗，就要要求學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)正確無誤地將實驗安裝并調(diào)好。

總之，充分發(fā)揮學(xué)生實驗在物理學(xué)科教學(xué)中的作用，能使物理教學(xué)更加生動、具體，使物理教學(xué)變化多樣，內(nèi)容豐富充實，使學(xué)生把知識學(xué)得更靈活主動，從而更好地發(fā)揮以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的作用。