高中物理教學中重視對學生進行實驗指導

楊偉

作為一門以實驗為基礎的學科，物理知識的學習、運用、檢驗都需要依靠實驗這一載體.學生能否正確、合理地操作實驗，并在實驗過程中把握教材要點，理解教材難點，與實驗教學的效率與質量有關.因此，在高中物理教學中，教師應當重視對學生進行實驗指導.

一、科學理性的實驗精神

實驗精神指的是，學生在開展物理實驗時應當秉承的原則與理念.它對于學生指導自己的實驗過程，尤其是對自己的自律性和自控性有很大影響.因此，教師對學生的實驗指導，應當從培養學生科學理性的實驗精神入手.具體來講，一方面，實驗操作的初衷是探索未知與驗證猜想，而任何猜想都是有根據的，這意味著對于驗證猜想類實驗，學生在實驗思路與實驗過程中應當根據一定的物理原理，而不是隨意亂來的.尤其是對于物理中的開放性實驗或者物理原理的延伸遷移實驗.如果需要學生自己設計實驗時，學生應當秉承科學的實驗精神.另一方面，實驗操作是理性的，這意味著無論是對實驗現象的觀察，還是實驗數據的記錄，都要基于客觀的角度，而不能摻雜個人的感性判斷.尤其是對于學生自行設計的實驗，可能最終的實驗現象與學生的猜想存在差異，這時仍然要尊重實驗現象，從現象中去反思猜想的過程.

二、縝密完整的實驗思路

實驗思路指的是，實驗開始之前，從實驗的物料準備，到實驗的大腦模擬，到實驗的結論猜想，到實驗的風險預估，等等，各個環節都要有一個事先的判斷與預測.縝密完整的實驗思路，體現了學生對實驗操作的重視度和規劃性.例如，在講“機械能守恒定律”時，有一個實驗是驗證機械能守恒定律的.在接到這一實驗任務時，學生應當思考實驗的原理、實驗的器材、實驗的步驟等，尤其是實驗中有哪些環節是需要特別注意的.如，在安裝打點計時器時，兩紙帶限位孔必須要處于同一條豎直的線上，如若不然，其空氣阻力會變大，從而影響實驗結果.在實驗中，被提起的紙帶應當保持豎直狀態，不能傾斜彎曲，手應當一直握緊紙帶，當打點計時器工作穩定后，才能松開，否則第一個點的清晰度可能不足以滿足實驗要求.在測量高度h時，應該從起始點開始算起.為減少h的相對誤差，學生所選取的計數點應當要距離起始點遠一點才比較合理.縝密完整的實驗思路是學生具備科學理性的實驗精神的基礎性表現.

三、嚴謹條理的實驗過程

實驗過程是開展實驗的最重要環節.它是將實驗思路、實驗方案落地執行的環節.這就要求學生在操作實驗時必須是嚴謹的，具有高度條理性的，也就是每一個環節都是符合實驗原理的，環節與環節之間的關聯度和緊密度是非常高的，同時是有條不紊的.有的學生因為興奮或緊張在實驗中表現得手忙腳亂，這是教師在指導學生操作實驗時應當關注的地方.例如，在講“分子動理論”時，有一個實驗是用油膜法來估測分子的大小，教師應當提醒學生在實驗之前把每一個環節，每一個步驟，尤其是關鍵操作點都用紙筆寫出來，放置在實驗器材旁邊，以便隨時隨地對照.

四、多元合理的實驗結論

實驗結論，是學生在實驗后分析實驗現象、實驗數據、驗證實驗原理等得出的就某一個問題的結論.在得出實驗結論時，教師應當指導學生考慮其多元化與合理性.例如，在講“運動的描述”時，這里的實驗是“用打點計時器測速度”.目的是要求學生理解與掌握打點計時器在紙帶上記錄時間和位移的功能，而且能運用這一技能測定平均速度.在這個實驗中，要求學生觀察記錄和思考實驗中的很多結論.如，在處理紙帶時，盡管實驗只是打出了有限的長度，然而可不可以根據規律，從某一個能夠看得清晰的點開始，往后數出n個點，這些點之間的間隔應該如何確定？結論是每兩個相鄰的點之間的時間間隔是0.02s，n個點之間的時間間隔為0.02（n-1）s；在打點計時器打完后，要及時關閉電源，其目的是什么？結論是因為設計打點計時器的原理是根據間歇性工作來考慮的，長期工作會使線圈發熱導致燒壞.多元合理的實驗結論是學生將實驗信息完整地總結出來的表現.

總之，在物理學習中，物理實驗肩負著驗證物理知識、探究未知內容、解決物理問題的責任，也是培養學生樹立科學、務實、創新、嚴謹的學科精神的重要工具.在高中物理教學中，教師要培養學生科學理性的實驗精神、縝密完整的實驗思路、嚴謹條理的實驗過程、多元合理的實驗結論，提高學生的觀察能力、思考能力，使學生借助實驗扎實地學習物理知識.endprint