高中物理實驗教學與學生能力的培養

駱孔正

摘 要：物理學是建立在觀察和實驗基礎上，研究物質的運動規律和 基本結構及其應用的一門科學。物理實驗是研究和學習物理學最基本的方法，它是物理知識的源泉，無論是概念的建立，還是規律的探索和論證都離不開實驗。物理實驗在中學物理教學中扮演著重要角色，它是教學體系中不可缺少的教學內容。目前，大多數高中物理教學中，教師多注重理論的教學，而不夠重視甚至忽視實驗教學，這關鍵是沒能真正認識到實驗教學在促進教學效果以及對學生發展能力方面的重要意義和作用。

關鍵詞：轉變觀念； 探究式實驗；多媒體技術；課外小實驗；小制作

傳統的實驗教學把實驗課僅作為驗證理論的課程，所有的實驗都是按教材預習，對照教材做實驗，依據 教材寫實驗報告，在整個的實驗過程中，學生完全處于一種被動的學習狀態。這樣就不可能真正的培養學生的 能力更不用說創新能力的培養和形成。所以，在物理實驗教學中，應改善傳統實驗教學那種對基礎知識的傳承和基本技能訓練的過分強調，在教學中要有意識地對學生進行科學素質的訓練和培 養。因此，教師應該在分析教材和學生的基礎上，把培養學生的創新能力的意識滲透進備課的過程中，從學生的角度多思考學生會遇到的問題，并從中設計出能對學生有引導的實驗設計思路，發散學生的思維，有利于培養學生創新能力。

下面我就針對高中物理實驗的教學過程中培養學生創新能力的途徑，談談自己的看法：

一、教師要轉變觀念

目前實行的中學物理教學中，有某些“做實驗不如 講實驗”，“講實驗不如背實驗”的荒謬做法。這一現象對創新能力人才的培養是一嚴重的阻 礙。教師首先應該認識到，教育不應該僅僅是訓練和灌輸的工具，它應該是發展認知的手段。首先要重視物理實驗，這個不是單純只在有分組實驗中才給學生動手動腦的 機會，我們應該要自己主動為學生創造對實驗認知的機會。例如，課堂的演示實驗就是很好的機會。大部分情況下教師把課堂演示實驗當成走過場，做一做讓學生對實驗結果有一個基本印象這個雖然也可以讓學生加強對物理知識的理解，但是并沒有起到培養學生的能力。但是如果能做到把一些改課堂演示實驗改為探索性實驗，這樣更有助于培養學生的創新意識。如在中學物理“二力平衡”一節的教學中，我們可以進行如下創新設計：①改進演示教具（圖1.），通過在原教具左邊用鐵架臺固定一定滑輪，將小車改為皮鞋盒或泡沫塑料盒，可將二力平衡的四個條件一一加以演示，并提高了實驗的可視性。②讓全體學生都參與到實驗的設計與操作過程中來，首先在演示前讓學生就二力平衡的四個條件做出假設，然后請學生根據講臺的演示教具設計出驗證四條假設的演示方案，最后變教師演示為學生兩兩上臺演示，教師以主持人的身份在旁邊指導和解說。

這樣，在實驗教學中，教師因勢利導，及時對學生中那些標新立異，獨樹一幟的做法予以肯定、支持和幫助，鼓勵學生用自己的頭腦思考問題，不人云亦云，敢于另辟蹊徑，勇于探索，不斷創新。從而調動起學生的積極創新意識。

二、在實驗課中開設適量的探究式實驗

如果每次物理實驗的實驗目的、儀器準備、操作步驟、實驗報告全部都由教師預先設計好，學生只進行“按方抓藥”、“照圖施工”，那么長此以往學生在實驗過程中就不再會有濃厚的實驗興趣，因此，教師要適時、適量地改進實驗課的教學組織形式，創設一些開放型的探究式實驗。當學生已經熟悉實驗的流程后，應該嘗試讓學生適當地親身經歷設計方案，選擇儀器，制訂步驟，設計表格，收集信息，處理數據，得出結論，實驗評價等實驗過程中的某個環節，使學生真正進入科學學習的狀態和角色。

雖然我們不可能每次都把實驗所涉及的所有能力在一個實驗全部體現，但是我們可以在每次的實驗里面只注重其中一種能力的培養，這個就要求教師在實驗前線做好實驗方面的準備。比如我們可以在以下幾個方面做變化①在實驗器材上進行創新②在實驗數據處理上進行創新③在實驗條件上進行創新

實驗數據的處理可采用多種方法，比如列表法，圖像法，解析法等。可以通過改變采集和處理實驗數據的方法進而達到同一 實驗目的，這些都是對實驗的創新。

例如：對于“測定玻璃折射率”的實驗，按教材的要求確定光路圖后，使用量角器量出入射角和折 射角，從三角函數表查出它們的正弦值，由 算出折射率n的值，實驗結束后也可要求學生進行討論，假如手頭沒有三角函數表，又如何采集實驗數據求得n？可以由（圖2）的方法，量出AB和CD的長度，由 求得n；也可由（圖3）的方法，量出SM和SN的長度，由 求得n。

再比如：實驗條件的改變，也就是要求學生在新的條件下，運用所學的物理知識，創新性地確定實驗方案，測定相關物理量，處理實驗數據，從而達到實驗目的。

三、使多媒體技術成為高中物理實驗的重要補充手段

多媒體技術的普及為物理教學提供了全新的技術手段和教學平臺，它可以仿真中學物理實驗室內所無法完成的實驗（如α散射實驗），同時可仿真宏觀或微觀的自然現象（如地球繞太陽轉、分子運動），還可以仿真極快、或極慢的實 驗過程（比如自由落體等）。在“電阻定律”演示實驗中，實驗儀器較多，實驗中既要改變線路連接方法，又要讀出電流表、電壓表的讀數，學生很難觀察，而且只用實物投影儀不能將實驗操作過程和電表讀數全部投影到大屏幕上。針對這種情況，結合電教設備，采用攝像機對演示實驗的操作過程進行課堂實錄，再將信號直接送到計算機中，通過大屏幕現場直播。全班同學對實驗線路的連接、教師的操作過程，電表指針偏轉情況及讀數，都看得一清二楚，提高了實驗可見度，收到了非常好的效果。

四、鼓勵學生充分利用課余時間做好課外小實驗、小制作，調動學生的興趣和積極性

在新教材里面編排了很多學生課外實驗，“想一想”“拓展一步”等課外內容。比如：“測沙子間的動摩擦因數”、“高空落蛋”、“拍攝自由落體頻閃照片”、“超 級肥皂泡”等課本內外的一些趣味性實驗，使班級中不同 認知水平的學生的求知欲都能得到滿足。