實驗教學是中學物理騰飛的翅膀

雷雨冰

新課改下的中學物理實驗教學應培養學生由直覺興趣、操作興趣、逐步轉化為因果認識興趣和概括性認識興趣。物理學是一門實驗科學，學習物理知識需要從實驗探究入手。所以，要使所有的物理課都在實驗室里上課，即上物理課的教室就是實驗室，實驗室就是教室。教師邊講課邊實驗，邊實驗邊講課;學生邊學習邊實驗，邊實驗邊學習。這樣的學習環境，不僅使學生學習到了物理知識，同時也培養了學生的操作技能和創造能力。

科技的飛速發展，多媒體進入課堂，使得部分教師過分追求、迷戀多媒體模擬物理實驗。有的教師直接用物理實驗教學課堂實錄光盤或從網上下載的物理實驗教學課件進行實驗教學，還美其名曰運用現代化教學手段。學生僅僅成為大屏幕上實驗的觀看者，只能感受到課件的神奇畫面，忽略了實驗實際操作的本質。

這就要求教師除借助于生動風趣的語言，有趣的神秘的物理現象、偉大的物理學家和物理學史上的故事來激發學生的學習興趣外，還要有目的、有計劃地設法培養學生的學習物理的積極動機和主動探索物理問題的習慣，以使學生長久地保持對物理的興趣。例如：我在指導學生做“觀察水的沸騰”實驗時，要求學生對比沸騰前后氣泡的大小變化，并提出思考問題：為什么水在沸騰前氣泡先大后小，沒到水面就消失了;而沸騰時氣泡先小后大，到水面處破裂開來？讓學生帶著問題去查閱資料，尋找答案，從而增強了學生主動探索物理規律的興趣和能力。在進行物理實驗時，可根據實驗所提供的信息，實驗提出的器材，學生掌握知識的深淺，從不同方向和不同方面來探究實驗，尋找多種處理實驗的方法。培養發散性思維可采取以下策略：

1.從基本原理出發，多方面、多途徑地尋找處理實驗問題的方法。如：在研究“浮力大小與物體浸入液體中的深度有何關系”的實驗中，除利用填表法分析處理實驗數據外，還可以用圖象法分析，使實驗結果更形象、直觀，更易于理解。

2.從新的角度出發，想他人所未想，克服思維定勢的影響，思考獨到處理問題的方法。如在“測量小燈泡的電阻”實驗中，除采用“伏安法”測電阻外，還可以啟發學生用“伏阻法”“安阻法”等完成實驗。

3.改變某些儀器的功能，培養學生的求異思維。如電流表或電壓表經過改裝可以成為汽車上的油量表，無液氣壓計可以改裝成測量高度的高度計等。

4.不斷地改進常規實驗，以克服學生思維定勢的影響。如：在做“滑動摩擦力的大小與什么因素有關”的實驗時，有很多學生會誤認為滑動摩擦力的大小與接觸面積有關，面積越大，滑動摩擦力越大。這時可取一個各表面粗糙程度相同的長方體木塊，分別讓它平放、側放和立放在同一水平桌面上，測量出三種不同情況下的摩擦力，然后進行比較、分析和驗證。

5.將生活中常見的物體制成教具，演示有關實驗，培養學生的動手能力和創造性思維。如：在做“光的色散”實驗時，如果沒有三棱鏡，可以在深盤中盛上一些水，盤邊斜放一個平面鏡，使太陽光照射在平面鏡上，并反射到白色的墻壁上，觀察墻壁上反射光的顏色。

6.引導學生一物多用，挖掘學生的實驗潛力。如，利用雞蛋可以做壓強實驗，大氣壓實驗，物體的浮沉實驗等。

目前多數實驗項目仍為驗證性實驗，實驗教學方法仍為機械式的學生“跟著教師走”，甚至教師“牽著學生行”，走完“程序化”的步子，實驗也就結束了。體現不了學生在實驗課教學中的主體地位，忽視了在實驗教學中激發學生的創新思維意識和創新能力的培養。因此學生感到實驗課枯燥無味，沒有學習興趣。一旦讓學生獨立操作或換個實驗項目，便目瞪口呆，束手無策。改革的思路應該是：一方面，要減少單一的驗證性實驗，增加綜合性、設計性、創造性的實驗內容和方法;另一方面，要與時代特征和社會發展的趨勢來審議過去的實驗內容和方法，要客觀地，實事求是地研究傳統的實驗內容，實驗方法存在的問題，要注意吸收新知識、新方法和新成果，注意應用實驗研究和實驗教學的現代化手段，不斷充實新實驗教學內容，更新實驗課教學方法。

在實驗課教學中，我們發現學生的另一種傾向：學生以為實驗課只要學會實驗操作就行了，不重視實驗結果，因此有的學生在處理實驗數據的過程中，不知道保留幾位有效數值，不會進行誤差分析，甚至不會畫實驗數據相關關系圖，更不能從實驗數據中歸納出普遍規律的現象和推理。針對這些情況，我們根據不同的實驗，讓學生學會處理不同的實驗數據和誤差分析，并做出實驗數據相關的關系圖，并根據實驗數據進行歸納，推導等訓練，然后再寫出實驗報告。通過這些措施和手段逐步提高學生對實驗數據的整理歸納，分析推理的能力，最終讓學生認識到掌握實驗操作技能只是實驗課教學目的之一，更重要的是通過觀察和實驗來分析驗證某些定律和假設，建立某些法則并找出規律性的東西，從而道出事物的原因和結果。由于中學實驗往往跟我們的生活聯系十分密切，所需的器材比較簡單易找。因此，做為一名中學物理教師應該具備自制教具開展低成本實驗的能力。學會利用我們日常生活中的現有的物品及學生身邊的物品來做實驗。例如：1.用水和玻璃做光的色散實驗2.在玻璃上滴上一滴水做凸透鏡等，這些器材學生都非常的熟悉，隨手都可以得到，更有利于使學生明白物理就在身邊，物理與生活聯系非常緊密。低成本實驗取材簡單，常常使用日常用品甚至廢棄物品取代實驗室專用器材，因而花費很少。因此要善于發現身邊的“低成本實驗”。例如：用紙杯做個簡易的電話，還可以做個小孔相機、用釘子和木板做的壓力小桌等。但是，更值得欣賞和提倡的不是實驗器材的簡單替代，而應該是實驗裝置的簡化。因為“實驗的教育價值與實驗裝置的復雜程度成反比”。而實驗裝置的簡化，特別要對一個原本已不太復雜的實驗裝置做進一步的簡化，實際上不是一件簡單的工作。應用低成本實驗可以不斷改進演示實驗，增強演示實驗的趣味性、直觀性，啟發學生思維，加深對物理概念的理解。

使用身邊隨手可得的物品進行探究活動和各種物理實驗，可以拉近物理學與生活的距離，讓學生深切地感受到科學的真實性，感受到科學和社會、科學和日常生活的關系。另一方面，要大力開發和利用日常生活用品作為教學用具，由于這些物品本來的用途并不是進行物理實驗，所以這種做法本身就是一種創新。當然利用日常生活用品做實驗，對教師的業務素質要求較高。不僅自己要動手參與設計和制作，還需要指導和幫助學生進行小制作、小發明。不僅需要專業知識，還需要一定的動手能力。所以加強教師知識培訓和專業素質培訓也是非常重要的。