對中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革的嘗試

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，它與社會(huì)生活聯(lián)系緊密，以物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、物質(zhì)之間的相互作用和其運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律為研究對象，具有科學(xué)性、實(shí)用性、趣味性等特點(diǎn)。根據(jù)這些特點(diǎn)，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中，始終以全體學(xué)生為主體，充分發(fā)揮學(xué)生的作用，把整個(gè)教學(xué)過程看成是老師和學(xué)生、學(xué)生和學(xué)生共同合作探索的過程。整個(gè)教學(xué)過程中充分相信學(xué)生，讓學(xué)生意識(shí)到自己是學(xué)習(xí)的主體，自覺動(dòng)手、動(dòng)腦。我們還把課內(nèi)和課外融為一體，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上把科學(xué)知識(shí)、生活知識(shí)全面考慮、互相滲透，把獲取知識(shí)、科學(xué)觀察、獨(dú)立操作、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能、發(fā)揮聰明才智安排于合理的結(jié)構(gòu)中?，F(xiàn)就我的一些想法、具體做法和同行進(jìn)行交流，互相提高，互相學(xué)習(xí)。

1 轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，樹立素質(zhì)教育的實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)思想

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的，不僅是讓學(xué)生理解和掌握已有的書本知識(shí)，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和探究精神，激發(fā)學(xué)生愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，重視學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究應(yīng)當(dāng)具備的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、科學(xué)的思維方法和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)作風(fēng)，逐步學(xué)會(huì)物理研究中的基本科學(xué)方法。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)體現(xiàn)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科特色。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，注意讓學(xué)生通過自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)物理知識(shí)。同時(shí)，物理實(shí)驗(yàn)擔(dān)負(fù)著“提高國民素質(zhì)”這一教育任務(wù)。因此，必須改變傳統(tǒng)的“老師講，學(xué)生聽，教師演示，學(xué)生觀看”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。改變物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中以教師為中心的教育觀，把物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為教師傳授知識(shí)、學(xué)生鞏固和理解知識(shí)的輔助教學(xué)手段。因此，改變傳統(tǒng)的教育觀，樹立新的教育觀念，實(shí)施素質(zhì)教育，就要不斷提高對實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)地位的認(rèn)識(shí)，從提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的能力出發(fā)，認(rèn)真改進(jìn)、大力加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，把物理教學(xué)真正轉(zhuǎn)移到以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)上來。在實(shí)驗(yàn)的各個(gè)階段（實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)中、實(shí)驗(yàn)后）提出一系列富有啟發(fā)性的問題，或根據(jù)需要提出學(xué)生不易回答的問題。同時(shí)啟發(fā)學(xué)生提出問題，讓學(xué)生帶著問題做實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中分析、解決問題與獲取知識(shí)。

2 相信學(xué)生，激發(fā)學(xué)生求知欲，做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作

要上好實(shí)驗(yàn)課，課前實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備是非常重要的環(huán)節(jié)，對學(xué)生提出明確、具體的要求，要讓學(xué)生帶著一定的任務(wù)來做實(shí)驗(yàn)。有了具體要求，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)才有規(guī)可循，才能加深對原理的理解。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備做到實(shí)驗(yàn)前心中有數(shù)。只有讓學(xué)生先動(dòng)腦筋，課堂上才會(huì)動(dòng)手。例如，在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度”的實(shí)驗(yàn)中，向?qū)W生提出了三個(gè)目標(biāo)和任務(wù)：⑴了解電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造及原理，會(huì)安裝和使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并記錄物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。⑵根據(jù)紙帶上的點(diǎn)跡測量物體的平均速度，粗略測物體在某時(shí)刻或某一位置時(shí)的瞬時(shí)速度。⑶根據(jù)測量數(shù)據(jù)描繪運(yùn)動(dòng)物體的v-t圖像，理解v-t圖像的意義，根據(jù)v-t圖像說明物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。實(shí)驗(yàn)前，我們把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器實(shí)物和使用說明書一同交給學(xué)生，讓學(xué)生在閱讀中思考，加深對實(shí)驗(yàn)原理的理解，掌握實(shí)驗(yàn)器材的結(jié)構(gòu)，知道實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)。然后要求學(xué)生、實(shí)驗(yàn)小組完成以下任務(wù)。

1、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用說明要點(diǎn)：

⑴用途：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一個(gè)通過在紙帶上打出一系列的點(diǎn)來記錄運(yùn)動(dòng)信息的計(jì)時(shí)儀器。

⑵工作原理：____________。

⑶實(shí)驗(yàn)時(shí)，是先接通電源讓電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器先工作，還是先用手拉動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)？

我的答案是：____________。

我的理由是：____________。

2、電火花計(jì)時(shí)器的使用說明要點(diǎn)：

⑴用途：_______________。

⑵工作原理：____________。

⑶使用方法：____________。

3、根據(jù)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)物，結(jié)合它們的使用說明書，完成下面問題：

⑴電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器雖然原理不同，但實(shí)質(zhì)都是________儀器。

⑵從兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的原理和實(shí)驗(yàn)過程考慮，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器哪一種誤差更小一些？寫出你的理由。

⑶如果讓你發(fā)明創(chuàng)造，你有辦法發(fā)明測量精度更高的，能同時(shí)測出時(shí)間和知道相應(yīng)位移的儀器嗎？說出你的設(shè)想，并和其他同學(xué)交流。

⑷實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的事項(xiàng)：

電源電壓要符合要求：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接_______的_______電源；電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接_______的_______電源。

3 在實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科學(xué)素養(yǎng)

以前的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式僵化，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本原則沒有得到充分地體現(xiàn)，教學(xué)方式也較呆板。從教學(xué)內(nèi)容到教學(xué)方式?jīng)]有給學(xué)生留出足夠的發(fā)展空間。就分組實(shí)驗(yàn)來說，老師從實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、儀器、操作步驟到注意事項(xiàng)，講解得面面俱到。教師花相當(dāng)長的時(shí)間根據(jù)教材講實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理……然后學(xué)生照著現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)步驟或跟著老師動(dòng)幾下，取幾個(gè)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)就算完成了。這樣做實(shí)驗(yàn)，收獲不大。再說，現(xiàn)階段往往是一個(gè)班的學(xué)生同一時(shí)間做同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，用同一種方法、相同的儀器，都要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)做完，得出同一結(jié)論，這樣就有可能導(dǎo)致部分學(xué)生看別人怎么做，自己就怎么做，特別是兩人合作時(shí)，有極少數(shù)學(xué)生只看不動(dòng)手，也不留心實(shí)驗(yàn)觀察，不記錄有關(guān)數(shù)據(jù)，更談不上去思考。這種教學(xué)模式不利于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，不利于引導(dǎo)學(xué)生突破思維定勢這個(gè)思維障礙，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維方法的形成以及科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。我在教學(xué)中，盡可能地增加學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，開始幾個(gè)實(shí)驗(yàn)可以詳細(xì)地給出實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。例如：實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)表格、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫模式等。先讓學(xué)生打好基礎(chǔ)，養(yǎng)成按一定程序有條不紊地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的習(xí)慣；然后逐步引導(dǎo)學(xué)生在理解實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容的基礎(chǔ)上，自己獨(dú)立地列出實(shí)驗(yàn)步驟、選擇實(shí)驗(yàn)儀器、自制試驗(yàn)表格等，從而提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)。鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并對各方案進(jìn)行評價(jià)，選擇最佳方案，以此來培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維。鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中獨(dú)立排除儀器故障，要求學(xué)生用多種不同的方法處理數(shù)據(jù)，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，利用物理實(shí)驗(yàn)，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)作用，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。教師在課內(nèi)講重點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)和注意點(diǎn)，發(fā)揮好主導(dǎo)調(diào)控作用。例如在\"用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度\"的實(shí)驗(yàn)中，我的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下：

1、實(shí)驗(yàn)器材

我采用的實(shí)驗(yàn)器材有________；

我的測量工具是____________。

2、實(shí)驗(yàn)步驟

我的實(shí)驗(yàn)步驟及過程：________。

3、數(shù)據(jù)記錄與處理

在下面方框內(nèi)處粘貼實(shí)驗(yàn)所得的記錄物體運(yùn)動(dòng)信息的紙帶，并在上面標(biāo)注出你所選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)（用字母abcd標(biāo)注，或用數(shù)字01234標(biāo)注）。



請根據(jù)你在紙帶上選定的計(jì)數(shù)點(diǎn)，設(shè)計(jì)表格記錄所需的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及相應(yīng)時(shí)間或位移的平均速度。

4、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

⑴測得紙帶的平均速度。

通過________兩點(diǎn)間的位移時(shí)，小車的平均速度為v＝Δx/Δt＝_______。

⑵測量紙帶上所選計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度：算出各點(diǎn)附近的平均速度，把它當(dāng)作打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下這些點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度。請按下面示例計(jì)算各點(diǎn)的瞬時(shí)速度。

示例：va＝vab＝Δxab/Δtab＝…

⑶在坐標(biāo)紙上設(shè)計(jì)v-t圖像，把上述各點(diǎn)的瞬時(shí)速度及相應(yīng)的時(shí)間描點(diǎn)作圖。

5、記錄在實(shí)驗(yàn)過程中儀器出現(xiàn)過的故障及你解決儀器故障的措施：______________。

『交流與感悟』

話題1：交流實(shí)驗(yàn)中遇到的主要困難和取得的主要收獲。

話題2：交流實(shí)驗(yàn)中誤差的主要來源。

從儀器的角度分析：____________；

從數(shù)據(jù)測量的角度分析：_________。

如果紙帶上所打的點(diǎn)過密，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有什么影響？應(yīng)如何解決這個(gè)問題？

話題3：交流實(shí)驗(yàn)過程。

在選取儀器時(shí)，我多選或少選的儀器是__________；

在實(shí)驗(yàn)過程中不合理步驟或不規(guī)范的操作是_______；

你對實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)意見是__________________。

話題4：交流數(shù)據(jù)處理。

例如，畫出運(yùn)動(dòng)物體的v-t圖像，要用平滑的曲線擬合在坐標(biāo)紙上描繪的各點(diǎn)，不能把各點(diǎn)連接成折線。這是因?yàn)開_________。

4 重視實(shí)驗(yàn)理論與實(shí)際的聯(lián)系

把課外實(shí)踐活動(dòng)納入實(shí)驗(yàn)教學(xué)的范圍是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié)，為了從多方面培養(yǎng)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)興趣，在學(xué)生掌握了一些基本實(shí)驗(yàn)技能后，應(yīng)根據(jù)教材實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)和青少年的心理要求，精心設(shè)計(jì)課外活動(dòng)的內(nèi)容，有計(jì)劃、有目的地組織好課外活動(dòng)，以配合課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)，做到既注意內(nèi)容和形式的統(tǒng)一，又注意活動(dòng)的趣味性。培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心社會(huì)、運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，使學(xué)生學(xué)以致用，在生活中感受物理實(shí)驗(yàn)的樂趣及重要性，以激發(fā)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的興趣。例如，在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度”的實(shí)驗(yàn)中我給學(xué)生設(shè)計(jì)的課外實(shí)踐活動(dòng)是：

請你研究一個(gè)約1.4m高的商店的卷簾窗或卷簾門的運(yùn)動(dòng)。你需要什么儀器可以向老師去借，與實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)共同做這個(gè)課題，并完成下列問題（你也可以選擇研究其他物體的運(yùn)動(dòng)）。

⑴請根據(jù)你的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上描出卷簾窗（或其他物體）運(yùn)動(dòng)的v-t圖線。

⑵由v-t圖線可知，卷簾窗（或其他物體）做________運(yùn)動(dòng)。

⑶卷簾窗（或其他物體）的平均速度為__________m/s。

時(shí)代的發(fā)展賦予物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新的內(nèi)涵，注重科學(xué)探究，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力是素質(zhì)教育的要求，是新課標(biāo)的教育理念，也是物理教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。充分開發(fā)物理實(shí)驗(yàn)功能，培養(yǎng)學(xué)生的各種能力及良好的思想品質(zhì)和科學(xué)態(tài)度，這是推動(dòng)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)向前發(fā)展和實(shí)施創(chuàng)新教育的重要途徑。本文從實(shí)際出發(fā)，結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，提出了培養(yǎng)學(xué)生探究能力的方法，以供大家參考。

(欄目編輯趙保鋼)

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文。