利用物理實驗，提高學生學習能力

王士杰

物理學是一門以觀察、實驗為基礎的科學,實驗是物理教學的基礎.在我國,隨著新一輪基礎教育課程改革的全面推進,新課程提倡在課程實施中引導學生質(zhì)疑、探究,促進學生在教師指導下主動地、富有個性地學習,利用物理實驗教學有助于學生提高能力.

一、設計創(chuàng)新實驗，發(fā)展創(chuàng)新思維

在物理教學中，激發(fā)學生發(fā)散思維與逆向思維，并培養(yǎng)學生創(chuàng)新的心理素質(zhì).例如，不懈地進取精神，不滿足現(xiàn)有的知識，對已有結(jié)論的不輕信，用語探索以及實事求是的科學態(tài)度，嚴謹細致的作風和堅忍不拔的意志等至關(guān)重要.

例如，在學習高二物理“機械波”時，為了探索波的形成和傳播規(guī)律，要求每兩人一條絲帶（長度約60cm），觀察絲帶上凹凸相間的波，做法：（1）將絲帶一端用手指按在桌面上，手持另一端沿水平桌面抖動，在絲帶上產(chǎn)生一列凹凸相間的波.（2）在絲帶上每隔大約2cm，用墨水染上一個點，代表絲帶上的質(zhì)點.重復步驟（1），觀察絲帶上的質(zhì)點，依次被帶動著振動起來，振動沿絲帶傳播出去，在絲帶上形成凹凸相間的波，從而探究了波的形成和傳播規(guī)律.

二、用動作技能的學習規(guī)律培養(yǎng)動作技能的學習

傳統(tǒng)教學模式下培養(yǎng)出來的學生的動作技能是十分缺乏的，具體表現(xiàn)在參加實驗考查時，即便面對十分簡單的實驗，如“打點計時器的使用”、“用萬用表測電阻”學生也是手不斷地抖，看一步操作步驟做一步，根本達不到熟練（自動化）程度.

另外，在傳統(tǒng)模式下的學生實驗時，不同組的學生其操作常常各不相同，經(jīng)常出現(xiàn)錯誤的操作方法.

例如，在做“用玻璃測折射率”這一實驗時，有的學生用玻璃磚作工具固定大頭針.究其原因，我們認為這是由于教師不熟悉動作技能的學習規(guī)律的緣故.

有的教師把動作技能的學習等同于知識的學習，認為我己經(jīng)把它講清楚了,你們也就會了.

有的教師由于自己已經(jīng)掌握了動作技能（達到自動化）而認為動作技能的學習很簡單.

經(jīng)過教師示范、學生找錯誤以后，學生實驗操作的正確率大大提高，教學效果及教學的吸引力也大大提高.

三、要以挑戰(zhàn)者的眼光挑剔書本上的實驗，培養(yǎng)學生獨立性和創(chuàng)造力

從2000年的全國物理高考試題中，我們應感受到高考物理改革的方向，不是簡單地照抄課本上的實驗，它給予的驗證動量守恒的實驗裝置是對書本上的經(jīng)典裝置的改進.這是對迷信權(quán)威者的嘲弄，是對創(chuàng)新者的呼喚.這給予了我們一個大膽的想象力，不要把書本上的實驗奉若神明，要以挑剔的眼光重新審視書本上的傳統(tǒng)實驗方法.

其實，在平時的學生分組實驗中，在教學演示實驗中，我們對教科書中設計的許多方面的差強人意是很不滿的.

例如，動量守恒定律中的被碰球干嘛一定要放在那很難立得住的小支柱子上；驗證機械能守恒定律的實驗沒必要從第一點就開始計時（即沒必要取第一和第二兩點間長度為2mm），我們完全可以從后面的計數(shù)點中取兩個點算出速度與高度來驗證守恒定律，沒必要管第一點準確與否……但總覺得高考就按書本上實驗裝置考，所以不敢與它有所沖突，害怕學生高考會吃虧，但從目前的發(fā)展趨勢看，這種擔心是沒有必要的，反而不利于學生的開放性思維的發(fā)展.

正是出于以上的考慮，我覺得實驗的復習要打破常規(guī)，不應該再叫學生跟在書本的后面應該怎樣做不應該怎樣做，盡管我們不否認書本上的實驗是專家學者智慧的結(jié)晶，但思維被圈在這當中不是現(xiàn)代教育的要求.

當然，學生開始也許不適應這樣的教學改革，但這不要緊，可以先提示他們.

例如，對牛頓第二定律的驗證的實驗原理設計有無問題，為什么不用彈簧稱測拉力，彈簧稱測拉力有何不妥；而為使小桶的重力等于繩子的拉力，書本上要求小車的質(zhì)量遠遠大于提供拉力的小桶的質(zhì)量，這有無必要，我們是否可用學過的連接體的知識修正一下拉力的大小，從而擺脫這個限制.

又如，對實驗步驟的設定，每個實驗都有可推敲之處，不應絕對化，死記硬背是沒必要的，很多步驟的前后順序是可以顛倒的（比如許多實驗的準備工作中的先后次序），要讓學生分析每一步驟在實驗中的必然性，是屬于準備階段還是實驗過程階段或數(shù)據(jù)處理階段，只要歸門別類，前后順序自然明晰.

四、分析學生實驗中發(fā)現(xiàn)的異?，F(xiàn)象,培養(yǎng)學生分析解決問題的能力

對學生實驗中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象的捕捉和分析處理是培養(yǎng)學生的獨立性和創(chuàng)造性的有效途徑.

例如，在“用單擺測定重力加速度”的實驗中,學生自以為測量Ｌ和Ｔ都較準確,但實驗測出的ｇ偏大.針對這一實驗問題,教師檢查學生測Ｌ和Ｔ的方法及數(shù)據(jù)確定正確無誤,發(fā)現(xiàn)問題出現(xiàn)在沒有保證單擺在一豎直平面內(nèi)振動,而是形成了一個圓錐擺.教師可指導學生推出圓錐擺的周期公式為Ｔ=2πl(wèi)cosθg(ｌ為擺長,θ為偏角),它小于同樣擺長的單擺周期,用它代入單擺周期公式求使ｇ值偏大,這樣既解釋了實驗誤差來源,又得出了圓錐擺的周期公式.

這樣，不但加深了對定律的理解,而且從猜想、分析到利用實驗加以驗證,已經(jīng)很接近科學家在研究物理問題時“提出假設并驗證假設”的科學方法,培養(yǎng)了學生分析和解決問題的能力.