如何指導(dǎo)學(xué)生進行物理實驗

1 物理實驗教學(xué)的問題和現(xiàn)狀

過去的物理實驗都附屬于相應(yīng)的理論課，課程中大量的實驗內(nèi)容是驗證性(驗證定理、定律)和練習(xí)性實驗，因此實驗方式單一。在實驗課上實驗冊依據(jù)實驗內(nèi)容給出相應(yīng)的儀器設(shè)備、實驗步驟。教師又講解實驗中的問題和注意事項，甚至在學(xué)生實驗之前，先進行一次演示。隨后，學(xué)生只是依樣畫葫蘆按已規(guī)劃好的路線被動地實驗，實驗的目的就是為了一個實驗數(shù)據(jù)。學(xué)生不會對實驗現(xiàn)象、過程、數(shù)據(jù)進行有意識的觀察、分析、推斷。因此，實驗不能科學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰Γ膊荒芑钴S學(xué)生的發(fā)散性思維，從而也就失去實驗的作用。

但是，如果在學(xué)生實驗的過程中，實驗教師能夠協(xié)助教師仔細(xì)觀察不同學(xué)生實驗時不同的情況并進行有效指導(dǎo)，注意指導(dǎo)技巧，學(xué)生的實驗效果就會事半功倍。

2 物理實驗指導(dǎo)實踐

注重消除學(xué)生實驗時的畏懼心理，加強學(xué)生動手操作的自信心。物理實驗是物理學(xué)科的基礎(chǔ)和靈魂。多年的教學(xué)實踐證明：無論教師的演示實驗，還是學(xué)生的分組實驗，對學(xué)科知識的形成、學(xué)科素質(zhì)的完善及創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。均起著至關(guān)重要的作用。而學(xué)生親自做實驗，從中探索、理解物理規(guī)律，比教師枯燥地講解，學(xué)生硬性地記憶要好得多。這正如常人道：“百聞不如一見，一見不如一故?！?/p>

在實際的物理實驗中，有些學(xué)生特別是高一新生由于害怕?lián)p壞儀器受到教師批評或加倍賠償，不敢大膽地動手；也有些學(xué)生由于害怕實驗失敗，并且不能正確地認(rèn)識失敗，不懂得從失敗中學(xué)到的東西和從成功中學(xué)到的東西是完全相等，更不明白失敗是我們?nèi)〉贸晒Φ谋亟?jīng)之路，從而害怕實驗。實驗指導(dǎo)教師面對學(xué)生實驗時這種畏懼心理，必須通過及時實驗指導(dǎo)消除他們這種心態(tài)，提高學(xué)生實驗成功概率，增強學(xué)生動手操作自信心，使他們愛做、樂做。而自信是人們在行動前對結(jié)果充滿著良好的預(yù)期，并能充分地相信自己通過努力一定能夠成功的心理狀態(tài)。學(xué)生的自信是學(xué)生物理實驗時動手操作、積極思考分析的動力。也是學(xué)生實驗是否成功的一種隱性鎖鏈。當(dāng)然自信不是天生就有的，而是可以通過后天培養(yǎng)的。作為實驗指導(dǎo)教師，應(yīng)該讓學(xué)生實驗的成功與自信動手操作形成正反饋的良性循環(huán)。實驗時，實驗教師一定要仔細(xì)觀察學(xué)生的實驗情況，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在使用新的儀器舉棋不定時，實驗教師就應(yīng)該及時指導(dǎo)，不讓學(xué)生產(chǎn)生畏懼心理。如高一新生第一個物理實驗《用打點計時器測速度》，學(xué)生往往對是否應(yīng)該先接通電源、還是應(yīng)該先拉動紙帶的問題上遲疑不決。學(xué)生認(rèn)為，先接通電源：一方面有可能會造成打點計時器長時間通電損壞打點計時器；另一方面打點計時器的第一個點難以確定。如果先拉動紙帶，又發(fā)覺紙帶上的點數(shù)不夠，達不到數(shù)據(jù)處理的要求。這時候?qū)嶒炛笇?dǎo)教師就應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生找出問題所在，并解決問題。調(diào)節(jié)學(xué)生實驗情緒，加大學(xué)生實驗成功率。否則，學(xué)生對以后幾個運用打點計時器進行的實驗產(chǎn)生畏懼心理，從而不敢實驗。

注重實驗規(guī)范操作指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)作風(fēng)。實驗步驟是把人們研究物理現(xiàn)象和規(guī)律的思維過程程序化、行為化的產(chǎn)物。學(xué)生做實驗時不按一定的操作規(guī)程進行操作、不認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)刈?、是做不好實驗的。實驗中必須尊重事實、忠于?shù)據(jù)。搞好預(yù)習(xí)是做好實驗的前提。實驗前，教師都會指導(dǎo)學(xué)生所做實驗作認(rèn)真預(yù)習(xí)。但是，總有個別學(xué)生沒有預(yù)習(xí)習(xí)慣或者對實驗不夠重視，實驗前沒有對所做實驗認(rèn)真預(yù)習(xí)，實驗?zāi)康牟幻鞔_。同時由于實驗前教師講解簡明扼要，只對實驗操作過程中的注意事項和關(guān)鍵點作出必要的講解或提示。留下很多的時間和空間，讓學(xué)生自己去細(xì)細(xì)體味和摸索。這部分學(xué)生在操作過程中就會顧此失彼，揀了芝麻丟了西瓜。此時實驗指導(dǎo)教師就要提醒學(xué)生仔細(xì)對照實驗步驟，明確實驗?zāi)康?，要?yán)格按照實驗操作步驟，端正他們的實驗思想。

進行數(shù)據(jù)處理、運算，并對實驗結(jié)論進行分析是實驗的最后階段。不但可以驗證實驗是否成功、操作是否規(guī)范，設(shè)計是否合理最直接的依據(jù)。而且可以對某項操作、實驗的改進等提出有益建議或意見。這樣既延伸了實驗課的教學(xué)，又提高學(xué)生動手技能，是物理實驗高層次的要求。然而有相當(dāng)一部分同學(xué)為了減少實驗分析，當(dāng)學(xué)生實驗中出現(xiàn)測量和計算的數(shù)據(jù)不符合預(yù)期結(jié)果，就會涂改實驗數(shù)據(jù)，造成假的結(jié)果去滿足實驗的目的與要求。實驗指導(dǎo)教師就應(yīng)該根據(jù)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，在他們完成實驗的不同的時間，主動及時去檢查學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)。若發(fā)現(xiàn)不符預(yù)期結(jié)果的數(shù)據(jù)，應(yīng)幫助學(xué)生從理論分析數(shù)據(jù)的錯誤，隨后要求學(xué)生認(rèn)真分析實驗操作步驟，甚至要求學(xué)生按照實驗步驟重新進行實驗操作，尋找造成錯誤的原因。培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度。如在《驗證機械能守恒定律》實驗中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)某兩點間g·Δh乘積與ΔEp/m的值不相等，認(rèn)為實驗結(jié)果與預(yù)期分析機械能守恒不符，有些學(xué)生就會涂改實驗數(shù)據(jù)，實驗教師要防微杜漸，在涂改前幫助學(xué)生分析實驗過程的操作是否有誤。如紙帶是否和地面垂直，限位孔中軸線與地面是否垂直(保證紙帶是否只受到重力作用)；挑選的紙帶第一點與第二點之間的距離是不是接近2mm。

注重點撥、設(shè)疑，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散性思維。發(fā)散性思維最大的特點是思考問題的多端性，從多角度、多方面來觀察、思考、想象，從而提出多種設(shè)想和解決問題的方法。物理實驗內(nèi)容、形式、時間安排是面向全體學(xué)生，通過一個實驗要求所有學(xué)生都能掌握理解相應(yīng)實驗的要求和目的，考慮的也是班級絕大多數(shù)學(xué)生接受程度。但是，一個班級總有部分學(xué)生思維比較活躍，同時又有較強的動手能力。他們能較快地完成教師提出的實驗共性要求。實驗指導(dǎo)教師在實驗過程就需要關(guān)注這部分學(xué)生，使他們向?qū)嶒灥母邔哟伟l(fā)展。對這些學(xué)有余力的優(yōu)秀生提出更高的實驗要求，引導(dǎo)這些學(xué)生設(shè)計實驗方案并給予解決。學(xué)生在探索尋求最佳實驗方案過程中，發(fā)散性思維能力得到一定提高。如在用《單擺測重力加速度》的實驗中，實驗指導(dǎo)教師可提出這樣問題，你是否還有其他方法可以測量得力加速度。學(xué)生根據(jù)已學(xué)知識，一般會提出如下幾種：①自由落體法②單擺法（已做）③用傾角為θ的氣墊導(dǎo)軌④落球法等多種方案。這種富有探索和創(chuàng)造性的實驗方式，既能使學(xué)生獲得全面豐富的實驗方法和知識；又能訓(xùn)練和發(fā)展學(xué)生發(fā)散思維。

參考資料：

[1]王棣生.中學(xué)物理創(chuàng)新教法.學(xué)苑出版社.北京.1999.6

[2]徐榮亮.物理實驗設(shè)計與指導(dǎo).東北師范大學(xué)出版社.長春

(欄目編輯 黃懋恩)