精心做好實驗備課 打造高效物理課堂

　　摘要：本文主要從五個方面來闡述如何備好物理實驗課，提高課堂效率。
　　關鍵詞：實驗備課；物理課堂
　　中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148(2011)2(S)-0014-3
　　
　　說起備課，教師們可能覺得太平常不過了，即備學生的心智水平、教具的使用策略、教材的處理、教學目標的設計、教學過程、練習和作業等等。對備課的要求也可謂爛熟于心，摸清學生的認知水平、選準教具的使用時機、突破重點、分解難點、完整把握三維目標、巧設過渡引導思維、強化重點典型引領等要求是廣大老師備課的共識。
　　物理學是以實驗為基礎的科學，物理課程標準在課程性質部分講到：物理學由實驗和理論兩部分組成，物理學實驗是人類認識世界的一種重要活動。強調對學生科學探究能力的培養，要注重讓學生經歷從自然到物理、從生活到物理的認識過程，經歷基本的科學探究實踐，學習科學探究的方法，發展初步的科學探究能力，形成尊重事實、探索真理的科學態度，使學生得到全面的發展。作為物理教師，當然知道物理實驗的重要性，但在實際操作中，許多教師的課堂實驗中總出現這樣那樣的一些問題，使得物理實驗沒能發揮其應有的作用和效果。而課前實驗準備的嚴重不足是造成這些問題的主要原因。筆者就物理實驗的精心準備（或叫實驗備課），談談自己的一些嘗試和探索。
　　
　　1 預先熟悉實驗器材的使用性能和特點，為實驗活動做好充分準備
　　
　　不少教師認為，已經指導學生做過多次實驗了，或者演示實驗也做過很多次了，學生對使用過的儀器再熟悉不過了，實驗現象也司空見慣，想象也想得出。殊不知儀器放在實驗室很長時間不用（有的就是要隔一年才用一次，如果教師循環授課的話，要兩年甚至更長時間才使用一次），性能還會好嗎？有沒有老化、生銹？例如：測液體內部壓強的壓強計、實驗室用來抽氣打氣的氣筒等，它們的塑料管很容易老化，常會因此而漏氣，如果不及時更換，很可能在上課使用時造成實驗的失敗。演示靜電實驗的玻璃棒、塑料棒、毛皮、綢子和驗電器等實驗儀器容易受潮則會導致實驗失敗，在實驗前最好放在太陽下曬一曬。演示做功改變物體內能的壓縮引火儀，如果實驗結束后不清理干凈，由于受熱受潮等因素的影響，常會生銹。前面說到的抽氣機在做探究液體沸點跟液面上氣壓的關系的實驗后，內部也會因為大量熱的水汽沒有處理干凈而致生銹。況且實驗室常有新的先進的儀器添置進來，如近幾年才有的示波器、色光的混合儀等，如果不盡快熟悉其性能和使用方法，很可能在上課時手忙腳亂。不少教師在課堂上演示實驗不成功，就是因為對實驗器材的不熟悉造成的。筆者曾在一個學校進行調研，看到一個教師在進行探究杠桿平衡條件的實驗時，調節不掛鉤碼的杠桿在水平位置的平衡就花了近五分鐘。下課后，她還解釋說才教了幾年書，這個實驗自己也沒做過。這樣一個簡單的器材，操作上也毫無難度可言，但由于不熟悉器材的使用性能和操作，則會在關鍵時刻給你增加意想不到的麻煩。色光的混合實驗，操作看似簡單，不少教師在實際使用時，由于對教室光線、投射距離等估計和準備不足，加上器材操作不熟練，上課時演示的效果大打折扣，直接影響了教學的順利進程和實驗結論的得出。
　　
　　2 準確把握實驗操作程序或過程，為順利實驗打下堅實基礎
　　
　　由于有些實驗要測量的物理量比較多，也有的實驗操作步驟較復雜，這就需要教師預先設計好科學合理的實驗操作程序。若一節課上要安排的學生活動較多，就要求教師進行合理安排，科學統籌，才能在實驗中取得正確的實驗結果。如果教師不在課前認真設計好實驗的程序，理清實驗的過程，課堂教學中則很可能丟三落四，顧此失彼。例如：在驗證阿基米德原理時，由于要測的物理量比較多，不合理的程序也會影響到實驗的結果，合理安排實驗的順序顯得格外重要。又如探究凸透鏡成像規律的實驗，因為整個探究過程復雜，要觀察的現象多，要記錄的實驗數據多，如果安排不恰當，很可能一節課的時間內學生并不能完成實驗。筆者就曾經多次看到教師在上這節課時不能完成預設的教學任務。在電學中探究電流跟電壓和電阻的關系時，教師一定要根據實驗室能提供的電源（電壓）、滑動變阻器（最大阻值和允許通過的電流值）、定值電阻和電壓表、電流表等的實際情況，預先親自反復實驗，確定各儀器選用的規格或取值范圍，以防止學生實驗時出現損壞儀器或更嚴重的電路故障。在測量小燈泡的電阻或電功率的實驗中，由于電路較復雜，用到的器材較多，連接點多，實驗過程中學生常因不能順利排除各種小故障而不能完成實驗，教師可以通過預先親自實驗，盡可能把實驗中可能出現的問題：如小燈泡損壞、滑動變阻器接觸不良、電壓表和電流表損壞、開關的螺絲松脫等排除，預設好如何引導學生思考并設計實驗的問題，為學生順利實驗打下堅實基礎。
　　
　　3 預知實驗可能出現的各種問題，為成功實驗掃除各種障礙
　　
　　一次筆者在演示磁體間的相互作用的實驗時，在支起小磁針后，將條形磁體靠近它，發現紅端與綠端互相吸引；當用條形磁體的紅端靠近小磁針的紅端時，它們不是互相排斥，也是互相吸引，筆者以為自己沒看清楚，再做一次，結果還是如此。這是小磁針放置時間過長，磁性減弱造成的，在實驗時，靠近磁性較強的條形磁體時被磁化了。又如在用滾擺演示機械能的相互轉化的實驗時，由于底座較輕，且開始實驗時滾擺可能與兩邊的掛線在豎直位置上略有偏差，實驗時滾擺容易左右晃動，而且晃動幅度會越來越大，甚至會使整個裝置傾覆，只要在實驗時教師輕輕按住它的底座就能解決。在測量小燈泡的電功率的實驗中，由于滑動變阻器接入電路的阻值的不同，小燈泡的亮度不同，且阻值過大時，小燈泡會很暗甚至不亮?；瑒幼冏杵鞯幕瑒悠苿拥绞裁次恢脽裟芰?，移到什么位置小燈泡能正常發光？如果事前不認真做一遍，在課堂上很難對學生做出有針對性的指導。教師應該耐心細致充分的準備實驗，預知實驗過程中可能出現的各種問題，并找到解決的途徑；準確掌握實驗所需時間，以便及時調控課堂教學進程。如在各種探究實驗中，時間往往不容易掌控，在準備階段，教師應預設好學生的問題、可能出現的猜想和假設、設計合理的實驗步驟所需時間、要準備的實驗器材、完成實驗探究所需的時間。只有做足準備工作，才能未雨綢繆，為成功的實驗掃除障礙。
　　
　　4 開動腦筋改進或自制實驗器材，為精彩實驗增添華麗色彩
　　
　　新課程實施以來，各種版本的新教材對學生活動的設計和開展加強了重視，注重物理知識的探究、科學探究方法的學習，讓學生經歷知識的形成過程，培養學生觀察、實踐動手等能力。在此情形下，實驗室現有器材不可能滿足學生所有的實驗需求，有些實驗的開展就必須要教師開動腦筋，改進或自制一部分實驗器材，更好更多地做好各種學生實驗。要保持學生對物理持久的學習興趣，光靠幾個演示實驗是遠遠不夠的。例如：在學習杠桿知識時，一般都會講到我國勞動人民發明并長期使用過的桿秤?，F成的桿秤學生用起來很陌生，教師自制一桿的話，學生會感到很親切，也更容易接受。如果讓學生在課后也去自制一桿，他們的積極性則會非常高漲。在說明溫度計工作原理時使用的氣體溫度計或液體溫度計可以采用自制儀器，由于自制的溫度計可做得比較大，現象清晰明顯，演示效果特別好。斜面是物理實驗中經常要用到的器材，如探究牛頓第一定律的斜面小車實驗、探究動能的大小與質量及速度的關系、探究斜面的機械效率等實驗，都要用到斜面，而實驗室原有的斜面因為木板總有一定的厚度，在木板與平面結合處滾下的小車或小球總會跳躍或撞擊，每次實驗時教師總也是想辦法墊上些東西。筆者曾用三合板自制了幾個不同傾斜程度的木質斜面，后來發現一種較軟的合金板，適合做成斜面，而且角度可調。用茶葉罐、橡皮筋和小鐵塊可以制成演示動能與彈性勢能互相轉化的裝置，若橡皮筋的長度、小鐵塊的大小不是很合適，做好的罐子就會演示不太順利，這需要教師在制作時多調節、多實驗。在平時的教學準備或生活中，物理教師只要做有心人，總能發現或找到進行物理實驗的好辦法、好創意、意想不到的好器材。筆者曾在旅游時，購買了些攤位上的紀念品，如塤、葫蘆絲、木魚、扁擔和水桶（探究杠桿平衡時可用）、會翻滾的彈簧小人（能量的轉化），把它們帶入課堂常會引起熱烈反應，成為物理課上的一個個亮點。
　　
　　5 充分調動學生參與實驗準備的積極性，為物理實驗的開展廣開門路
　　
　　偉大的物理學家愛因斯坦有句名言：“興趣，是最好的老師?！背踔袑W生剛接觸物理，都有一種新奇感，尤其新鮮、有趣的物理實驗，對保持學生對自然科學的興趣，進而轉化為學生持久的對物理學習的動力，具有無可替代的作用。為廣開物理實驗的門路，可以發動學生為準備實驗貢獻一些力所能及的力量，這也是學生樂見的一種物理作業形式。如：探究壓力的作用效果跟哪些因素有關的實驗要用到長、寬、厚各不相同的小木條，只要大致告訴他們大?。ㄈ?.5cm×2cm×10cm），回家后他們會很快把要準備的幾十根木條拿來，如果光靠物理教師或實驗室老師去準備，可能要好幾天；學習彈性勢能時，讓學生在家找具有彈性的各種彈簧或彈性材料，幾天功夫學生找來了各種各樣的彈簧和橡皮筋、彈弓等，并且在交給老師前同學們已經充分交流，很好地認識了不同彈性物體的彈性的不同；探究液體內部壓強用的塑料瓶，學生一會功夫就拿來了各種雪碧瓶、礦泉水瓶、可樂瓶；收集磁性物體學生們帶來的東西，有些連教師都沒見過的，更別說讓學生自制各種實驗小制作了，如自制彈簧秤、溫度計、潛望鏡、天平、電磁鐵、小孔照相機、音樂哨子等等。一方面學生的動手能力得到了很好的鍛煉，對物理學的興趣更濃厚，另一方面也更好地將物理學知識應用于學生的生活實際，使學生更親近科學，也可以每年為實驗室增添許多不花錢的實用的物理實驗器材。
　　“一首詩應該始于歡樂終于智慧?！边@句話對物理實驗活動同樣適用?！笆加跉g樂”，有趣的物理實驗活動充滿了吸引力，使人流連忘返；“終于智慧”，通過實驗活動，使學生在學到知識和技能的同時，經歷科學探究的過程，掌握科學探究的方法，體驗成功的愉悅，并將熱愛科學、尊重事實的科學精神和情感教育滲透其中。物理教師除了一定要精心準備好每一個物理實驗外，更要做好每一個演示實驗，組織和指導好每一個學生實驗，保持同學們對自然界的好奇，發展對科學的探索興趣，在學習科學了解自然地過程中有滿足感和興奮感。要使物理實驗能順利完成、做成功、出精彩，物理教師一定要在課前做足物理實驗備課這一功課。
　　
　　參考文獻：
　　［1］全日制義務教育物理課程標準
　?。?］物理實驗.鳳凰出版傳媒集團
　　教育部“教育高位均衡發展態勢下區域推進有效教學”課題研究
　　(欄目編輯趙保鋼)