邊學邊實驗探索

21世紀的中國物理教學，如何通過實驗教學的改革，使物理實驗教學能真正以物明理，是當今物理教學需探索的重要課題。在我國的初中新課標教材中，實驗的比重已大大增加，但在學生動手方面與國外還有一定差距。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：“中國的學生學習非常刻苦，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。”大量的資料信息表明：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。初中物理教學中，實驗大部分以講為主，大部分學生缺少親自動手的機會。試卷上的儀器怎樣連線，老師在黑板上就怎樣連線；試卷上怎樣看刻度，老師就教學生在黑板上怎樣看刻度。這就是所謂的“應試教育”。應試教育，被動的接受知識，使69.5％的中學生正時刻承受著來自學習的巨大壓力，在壓力的“如影隨形”之下，很多學生出現了心理和生理一些缺陷，怎樣“減負”？一直是社會各界關注的焦點。“邊學邊實驗”既是一種教育思想，也是一種教學方式和學習方式。開展“邊學邊實驗”的目的，就是通過動手做實驗，讓學生手腦并用，經歷和感受人類科學探究的過程，通過動手又動腦來理解科學，從根本上給學生“減負”。

蘇霍姆林斯基說過：“一個孩子如果從未體現學習勞動的歡樂，從未體驗過克服困難的驕傲——這是它的不幸。”學生學習的積極性、主動性是與學習興趣密切相關的，學習興趣是學生追求知識，探索真理的過程中帶有情緒的意向活動，只有當學生本身對學習發生濃厚興趣時，才能使整個認識活動積極起來。眾所周知，物理學是一門實驗性很強的學科，它的許多知識都來自于觀察和實驗，如果老師能帶著學生一起尋找科學家探索的足跡，體會科學家成功的歡樂，不但能提高學生學習物理的興趣，還將使課堂效率倍增。因此我在指導思想認為，中學物理教學堅持以實驗為基礎；在教學形式上，更多地趨于采用邊學邊實驗的方法。

所謂邊學邊實驗，就是在課堂教學中劃出一段時間，讓全體學生在教師指導下一邊學習一邊進行實驗，通過自己動眼、動腦、動手、動口去獲取知識，再通過師生活動來建立概念或規律，培養學生用實驗方法探索物理知識的能力。邊學邊實驗，時間可長可短，靈活機動，與學習新課結合緊密，不一定需要正規的實驗室，也不需要寫正規的實驗報告，很受學生歡迎，教學效果一般都很好。因此積極創造條件，開設這類教學實驗，增加學生探究知識的時間，從被動地接受知識向主動獲取知識轉化。這樣學生通過親身經歷和體驗實驗探究活動，學習的興趣和積極性就更高，掌握的知識也就更牢固，對于大面積提高物理教學質量，培養學生的能力無疑將起到重要的作用。

邊學邊實驗教學是一種低容量高密度思維的教學組織形式，可以因材施教。在課堂教學中，若采用邊學邊實驗的組織形式，使各種感官受到刺激，就能延長學生的有意注意時間，促使大腦對各感官傳輸的信息進行綜合分析，進而提高課堂教學的思維密度。改變了老師講學生聽，老師寫學生抄，老師做學生看那種因學生處于消極地位而使課堂氣氛沉悶的情況。由于學生自己閱讀材料，自己做實驗，還可以討論講述，因此他們學習的主動性、積極性就能得到充分發揮。學生可以自定學習步調，有不懂的地方可以反復閱讀教材，實驗現象觀察不清楚時，也可以反復多做幾次，自己解決不了的問題還可以問老師。同樣，由于可以自定學習步調，優秀生的思維可以得到充分展開，自己可以學得深一點，多學一點。可見，邊學邊實驗不僅使全體學生在不同程度上都能既獲得知識，又提高能力，而且解決了將課堂教學統得太死，對學生個體間的差異不能因人制宜的弊端。學生在教師的指導下邊看、邊學、邊實驗、邊思考、邊討論，使學生對實驗獲得更加清晰的印象，學到物理知識，又能培養學生的實驗能力，提高學生的學習興趣和主動性。

幾年來，在教學過程中，我們發現演示實驗和學生分組實驗都存在著一定的弊端。課堂中的演示實驗是教師為學生提供感性認識材料的過程，它無法代替學生自身的學習活動，教學中如果把教師的演示實驗改為學生的邊學邊實驗，既能使學生對實驗獲得更加清晰的印象，學到物理知識，又能培養學生的實驗能力，提高學生的學習興趣和主動性，這是初中物理教學的一項重要改革。同時我們又發現，在學生物理分組實驗中，常出現兩種情況：一是學生多，儀器少，實驗中常出現“男同學搶著做，女同學怕動手；成績好的積極做，成績差的旁邊坐”的傾向；二是由于初中學生實驗能力差，學生對實驗的注意力常常集中在操作上，教師忙于協助學生排除故障，師生完全處于被動狀態，以致無法達到獲取知識、培養能力的目的。采用邊學邊實驗的形式后，學生在教師的指導下邊看書、邊實驗、邊思考、邊討論，以物學理，能較快地掌握物理知識。由于邊學邊實驗課不同于學生分組實驗課，其教學形式如上課，一般不允許隨便走動，互相抄襲，每個桌上都有一套儀器，“逼”得學生人人動手、動腦學習，容易糾正學生實驗中出現的不良傾向，有利于學生實驗能力的培養。因此，從某種意義上講，邊學邊實驗起到了演示實驗與學生分組實驗的綜合作用。

進行學生邊學邊實驗教學的形式可以根據教材、學生以及器材的實際情況采用多種方式進行。我們主要采用了以下三種方式：

1.將邊學邊實驗安排在新課的開始，作為新課的設疑引學，起到激發學習興趣的作用，例如：為此在引入大氣壓強概念之前，將學生分成幾個學習小組要求學生完成四個小實驗：①先把一只小燒杯杯口朝下放在酒精燈上略加熱一會兒，再把一只吹入一定量空氣的氣球放在燒杯口，發現氣球牢牢把杯子吸起來；②把浸過酒精的棉花用火柴點燃后投入事先準備好的空瓶中，用剝了皮的熟雞蛋封住瓶口，稍后，雞蛋被吞入瓶內；③給茶杯中裝滿水，蓋上硬紙片倒置過來發現水和紙片都不下落；④給底部扎有幾個小孔的空可樂瓶里灌水，在把可樂瓶提出水面之前問學生：水回流出嗎？取出可樂瓶，通過控制瓶蓋，使水一會流出來，一會兒又不流出來。通過這些小實驗，既能激發學生的興趣、好奇心，又能使學生獲得豐富多彩的感性認識，從實驗現象的特征出發提出物理概念──大氣壓強。進而引導學生討論現象和結果，讓學生在生動活潑的情境之下建立起物理概念。

2.將邊學邊實驗安排在新課的教學過程中，作為學生辨疑解難的一種手段，起到啟發幫助學生理解概念，解決疑難問題的作用。例如在學習“浮力”時，浮力是力學中的一個較重要內容，為使學生對浮力的概念、本質和規律有一個深刻的理解，為此，準備了一個實驗讓學生邊實驗邊學。器材是：木塊、皮球、水槽、小鋼球、彈簧測力計、細繩等。開始時，讓同學將木塊、皮球等密度比水小的物體放入水中，并用手按幾下，學生觀察到這些物體在水中會漂浮，感受到這些物體在水中會受到一個向上的浮力，學生就知道了所受浮力的方向是豎直向上的。但此時并沒有觸及浮力的本質，這種感性認識是不深該的。當他們將玻璃杯中各小鋼球同時放入水中，鋼球下沉到槽底，此時有的同學便認為鋼球沒有受到水對它的浮力才會沉下去。于是讓同學將鋼球用線拴好，掛在彈簧測力計上，提出了這樣一個問題讓他們思考：如果水對鋼球有或沒有浮力，鋼球在水中跟空氣中受到的拉力一樣嗎？ 這樣一問，激起了學生知覺的高度情緒，學生們興致勃勃的，聚精會神地去做實驗，有的還聯想起平時觀察到石頭在空氣中下落得快，在水中落得慢的現象。通過親自動手做實驗，就會得出“只要物體浸入液體中，液體對浸入的物體就有一個向上托的力，這個托力就是浮力”的結論，使學生對浮力的本質有了一個較深刻的理解。由于這個結論是學生經過親自動手實驗建立起來的，因而就會給學生留下深刻的印象，而不至于再出現上述的錯誤。又如：在講分子的熱運動時，分別給同桌兩個學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散開來，而冷水杯中的紅色墨水卻仍聚集一團，擴散緩慢，幾乎沒有動靜。實驗表明，溫度越高，分子做無規則運動的速度就越大，所以大量分子做無規則運動的速度跟溫度有關。實驗中，通過自己動手做做，自己再進行分析、總結，學生能透過具體的物理現象，理解并總結出抽象的物質運動的規律，從而提高了邏輯思維能力。學生通過實驗，則生動的直觀形象所建立起來的物理規律將深刻、鮮明地印在學生的頭腦中，這是教師自己做演示實驗所遠不能及的。

3.將邊學邊實驗安排在下課前的幾分鐘作為復習鞏固新課之用。例如：學完壓力的作用效果與受力面積有關后，再讓學生做以下實驗：取一支圓珠筆，用一只手的拇指與中指分別頂住筆尾的平端與筆尖的尖端輕輕擠壓，感覺到與尖端接觸的手指比與平端接觸的手指疼。此實驗對學生來說雖只是舉手之勞，可是效果卻十分明顯，印象深刻。同學分析：兩手指所受到的壓力大小相同，受力面積越小，壓力的作用效果就越明顯。這樣學生通過親身經歷和體驗，加深了對知識的理解，掌握的知識也將更牢固。

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、態度上的變化。作為物理教師的教學任務，不僅在于傳授學生知識，還要培養學生獲得探求物理知識的能力。學生在邊學邊實驗時，增強他們的學習動機，通過主動參與教學，在教師的積極指導下獲得物理知識，印象更加深刻，不僅能深刻地掌握物理知識和技術的原理，而且能獲得正確使用儀器的本領，掌握實驗技能技巧。所以物理老師們，重視學生的邊學邊實驗吧！