課堂教學中物理實驗的教學改革探討

劉宏偉

摘 要：物理學是一門以觀察和實驗為基礎的科學。自伽利略開始將實驗驗證作為研究手段之后，物理已離不開實驗。物理演示實驗是中學物理課堂教學的重要組成部分，它不僅是建立物理概念和規律、理解和掌握物理知識不可缺少的環節，還能培養學生的觀察能力、思維能力、研究精神和養成良好的學習習慣，也是變填鴨式教育為生命化教育，以學生學習為主體，提高學生科學素養的重要手段。

關鍵詞：實驗教學 演示實驗 分組實驗 驗證性試驗

當前，中學物理教學中以前存在的“重講解、輕實驗”，“重結論、輕過程”，“重知識、輕方法”的錯誤方式正在逐步發生著轉變。過去造成這種現象的原因可理解為以下幾個方面：（1）由于只重考試分數的片面追求升學率的干擾，有些教師黑板上畫實驗，學生本子上練實驗。（2）實驗占用時間較多，有些教師直接將結論“通知”給學生。（3）有的學校實驗設施十分短缺，陳舊設施更新較慢。

改革物理演示實驗教學，已經提上日程。在這個過程中除采取教研引導外，還需要讓學校和教師從根本認識到實驗教學的重要性，改革教學方法。

一、從根本上重視演示實驗教學，加強學生能力培養

目前，學生普遍感到物理“難學”，其原因之一就是物理教學中缺乏實驗。學生較少參與概念、知識點、規律的得出過程。而一些經濟發達的國家，他們非常重視物理實驗教學和研究問題的方法，如國外高中物理的課時數只有75課時，但安排的學生實驗卻有20個，演示實驗有130個，并且絕大多數都是研究性實驗，基本形成以實驗為中心的課堂體系。從數據中不難看出，我國中學物理實驗教育的缺失。因此，我們對物理實驗教學，必須引起高度的重視。為了研究好這些課題，教研組織必須要引導教師研究教學中哪些地方學生感到抽象、容易混淆、接受困難，分析學情，并結合教學實際，研究解決的方法，努力開發一些直觀的演示。地區內教師間能有交流互動的平臺，資源共享，集思廣益，改單兵作戰、小范圍研究為學科內大部隊攻堅、全員行動合作共利的方式研究。在實驗教學中，可在規定的實驗中，適當增加相關演示項目，使教學內容更加豐富，使學生的眼界更加開闊。例如“分子間作用力”的演示，可在兩只乒乓球間夾上一段彈簧，球的外側套上橡皮筋，平衡時，引力等于斥力；增大球距時，引力大于斥力；縮小球距時，引力小于斥力。像這種需要通過放大處理的問題還有很多，可以在力學、電學、熱學等部分均有合適的方式處理。在這個過程中，學生可以舉一反三。不僅培養學生對物理的學習興趣，更多地拓寬學生視野豐富他們的想象，而且能有效地提高了學生的觀察能力、分析問題和解決問題的能力。

二、變教師獨自演示的實驗為教師主導、學生參與的合作實驗

演示實驗是教師利用課堂時間為學生演示，在操作的同時又引導學生對實驗進行觀察、思考和分析的一種物理實驗教學方式。傳統的課堂教學，演示實驗通常教師演示，學生看，但是很多實驗學生根本看不清，特別是后邊的學生。不同程度的限制和阻礙了學生智能和潛能的發展，直接影響學生實驗心理素質的提高。甚至會是看不見實驗的同學產生排斥心理。因此，在演示實驗中，應積極引導學生觀察、猜想、分析、歸納總結，甚至在實驗操作上讓學生積極參與，讓學生充分了解實驗的內容，多次重復，加深印象，鞏固記憶。尤其是現象較微小的演示實驗，可以借助錄像機、投影儀等設備進行放大。演示實驗在教師指導下讓學生參與，不僅有顯示學生實驗技能的機會，又能得到科學方法的訓練及能力的培養，加深理解和掌握物理概念和規律。效果比用圖片引入、視頻引入更具備直觀性、能力訓練更易實現。

教學有法，教無定法。教學內容的確定受教材內容、學生知識水平，教師水平等方面因素的影響，不可能有一個簡單的模式。但課堂教學思路的清晰、科學與否，是影響課堂教學效率的主要因素。

三、變驗證性實驗為探索性實驗

高中物理課堂實驗可分為驗證性實驗和探索性實驗，而大部分是驗證性實驗。驗證性實驗是對知識的正確與否加以驗證，鞏固和加深對基本規律和基本原理的認識。但是，對學生在學習物理的科學方法和科學態度方面不能得到鍛煉，也不利于培養學生主動探索物理規律的能力，而探索性實驗對培養學生思維能力、創造能力、自學能力、觀察實驗能力及解決實際問題的能力有獨到的作用。正如愛因斯坦所說：“對真理的探索比占有更加寶貴”。

因此，在教學中可把一些驗證性的實驗變為探索性的實驗。在實驗教學中，要盡量再現實驗的設計過程，多讓學生想想：“為什么要這樣做？”“換種方法行不行？”以此滲透物理思想，啟迪學生思路。例如在“驗證機械能守恒定律”一節的教學中，筆者將這個驗證性實驗變為探索性實驗。其研究方法：①邊學邊做實驗：首先讓學生按照自己設計好的實驗方案做實驗，使學生從實驗中初步認識物體的速度v與物體的下落高度及的重力加速度有關。然后，筆者再演示課本上的實驗，規范操作，這樣，不僅使學生掌握科學的實驗方法，而且讓學生觀察實驗過程，注意發現研究對象引起變化的原因和條件以及在實驗中出現的現象，使學生對v2和g、h、的關系獲得感知。②探索知識：指導學生對問題進行具體研究，處理實驗數據、列表、畫出v2-h的圖象。③歸納總結：師生共同分析、歸納、總結出機械能守恒定律。這樣，讓學生用實驗探索和理論探研兩種方法自我進行推證，在推證過程中學生就自然而然地對核定的研究對象、成立條件、使用范圍、注意事項搞得一清二楚。讓學生由學知識變為主動探索自然規律，對知識學得更扎實更牢固，同時使學生受到科學方法的熏陶。

總之物理課堂實驗要努力培養學生的下面幾個方面的基本實驗要素：一是儀器使用的一般知識；二是測量誤差與數據處理的知識，其中特別是圖線處理數據中，區分已知規律與未知規律的不同方法；三是間接測量的基本知識，要從測量出發理解實驗裝置、原理、方法、條件保證、操作步驟以及數據的記錄與處理；四是驗證性實驗的驗證思想，特別是要懂得將理論結論與實驗結論比較的思想。同時加強學生對基本實驗方法的遷移和靈活運用能力的訓練，多角度、全方面地讓中學物理實驗教學提高到一個新的水平。物理教學離不開實驗，實驗考試的改革為我們探索物理教學規律開創了路子，在今后的教學中，我們將認真學習教育理論，加大實驗教學改革的力度，為提高物理教學質量而努力。