物理實驗教學新模式

朱靈俊

一、當前的實驗教學情況

1、實驗重要性的忽視

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，然而在繼續(xù)以理論考試為主要評價目標的高考中，物理實驗?zāi)芰Φ目疾樵诟呖贾姓挤趾苌伲杂行┪锢斫處熋髦獙嶒灥闹匾獏s對物理實驗教學不夠重視，教師把學生領(lǐng)到實驗室，簡單講幾句實驗注意事項就讓學生自由實驗了，實驗課等于“放羊”，學生沒有實驗預習，一到實驗室面對各種器材，感到新鮮有趣，只顧著玩弄，不會做實驗，實驗課等于“玩”。

2、傳統(tǒng)實驗教學模式存在的問題

傳統(tǒng)的學生物理實驗的教育觀只是把它作為物理知識學習輔助手段，其目標抽象，內(nèi)容上以知識為主體，強調(diào)實驗的狀態(tài)和結(jié)果，而對整個實驗過程體驗卻很籠統(tǒng)、模糊，甚至硬性規(guī)定操作步驟，把活生生、豐富的物理變化規(guī)律演繹成“廣播操”式的整齊劃一的動作操作，抑制了學生創(chuàng)造精神、實踐能力的發(fā)展。

3、學生在實驗過程中的注意力問題

學生都比較喜歡實驗課，一到實驗室，個個都很興奮，情緒高漲，但在實驗教學中，在教師介紹實驗器材、實驗原理時，學生注意力往往不能集中，而是只顧自己玩弄實驗桌上的實驗儀器，學生注意力相對集中及積極參與是在“儀器安裝及調(diào)節(jié)”、“操作并記錄數(shù)據(jù)”、“數(shù)據(jù)分析及處理”這三個階段，在這三個階段學生的積極性雖然很高，但實驗效果并不好，這是由于學生在前面幾個階段的基礎(chǔ)沒有打好，導致學生的操作無序，通過實驗操作并沒有達到培養(yǎng)學生良好的實驗習慣的目的。

二、實驗教學新模式

(一)實驗課保前的布置

1、要求學生必須進行課前實驗預習

實驗預習是高效按時完成實驗的保障，若沒有預習而直接做實驗，就會像無頭蒼蠅一樣，亂飛亂撞，沒有任何效果，若沒有預習，在聽老師講解實驗操作要領(lǐng)，介紹儀器時，領(lǐng)會的速度和深度都遠不如預習過的，若沒有預習，實驗的質(zhì)量和速度都很難保證，經(jīng)過預習，對實驗的目標、原理、步驟、方法等有了初步認識，打好基礎(chǔ)，再參加上課，經(jīng)老師點撥，這樣不僅能高效完成本實驗要求，還能在實驗過程中有新的發(fā)現(xiàn)，新的認識，是創(chuàng)造性實驗的前提，當前多數(shù)老師也要求學生預習，但是都流于口頭要求；沒有落實到位，我們提出的預習要求是每人必須在實驗課上課前上交實驗預習報告，預習報告包括實驗名稱，實驗?zāi)康?，實驗原理，實驗方法，實驗步驟等內(nèi)容，實驗預習報告是檢驗是否有實驗預習的依據(jù)，事實表明，效果很好。

2、實驗室儀器的布置有講究

學生到實驗室前，應(yīng)該把相關(guān)的儀器全部擺在實驗桌上，但有些實驗儀器應(yīng)該在實驗中途給學生，比如《研究平拋運動》實驗中，小鋼球應(yīng)該在老師講解完相關(guān)知識后再交給學生，這樣可以避免學生一進實驗室就玩弄小鋼球，極易造成小鋼球丟失，轉(zhuǎn)移學生的注意力，造成信息干擾這一缺陷，像這樣比較“好玩”的儀器，很容易吸引學生的注意力，造成信息干擾，在實驗中途給學生就能避免了。

3、教師要預知實驗中可能出現(xiàn)的典型錯誤和注意點

對于每個實驗，教師都要親自操作一次以上，對學生在實驗過程中可能出現(xiàn)的問題要能預料并有所準備隨時解決，比如打點計時器是先通電源還是先放紙帶；螺旋測微器的微調(diào)螺母的使用；萬用電表測電阻時每換一次倍率都要重新進行歐姆調(diào)零；連接電路時，開關(guān)必須保持斷開狀態(tài)，等等。

(二)實驗教學的實際操作

1、總體操作模式

實驗課既不能上成一來就放手讓學生自己做的“放羊型”課，又不能上成只讓學生進行操作訓練的“操作訓練型”課，通常，我們將學生實驗課的內(nèi)容制作成一個課件，其中有“實驗?zāi)繕恕?、“實驗原理”、“實驗器材”、“實驗步驟”、“找錯誤”、“練習”、“實驗拓展”等內(nèi)容，并且課件中每一部分還配有所需要的動畫、圖片等等，在實驗原理講解時，我們力求以用生動活潑的形式來吸引學生的注意力，例如，在“測定玻璃的折射率”實驗，在操作步驟講解時，由于學生還沒有實際看大頭針像的經(jīng)驗，教師很難用語言把物像“遮擋”及其本質(zhì)講清楚，我們通過制作三維動畫很好地突破了這一教學難點，由于動畫生動形象，所以大大集中了學生的注意力，整個學習過程十分順利，教學效率大大提高，在實驗步驟講解時，我們應(yīng)重視教師的示范，教師應(yīng)通過視頻展示臺或播放課件中的錄像演示每一步操作步驟，還應(yīng)針對學生的典型操作錯誤，設(shè)計“找錯誤”欄目，讓學生找一找錄像中的錯誤之處，對此學生興趣很高，每當學生發(fā)現(xiàn)一次錯誤都會發(fā)出一陣開心的笑聲。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大大提高。

2、加強對實驗操作過程及數(shù)據(jù)處理的反饋

研究表明，只有不斷地進行反饋，學生不良的操作行為才能得到糾正，在傳統(tǒng)的教學模式中，學生的操作過程與實驗數(shù)據(jù)的處理通常得不到及時反饋，正是由于對學生的操作過程缺乏有效的反饋，使得學生對自己的操作顯得隨便，常常覺察不到自己操作上存在的錯誤與不規(guī)范，就數(shù)據(jù)處理來說，因為學生的實驗數(shù)據(jù)都是記錄在實驗冊中，而且數(shù)據(jù)處理過程中的錯誤，在實驗冊的批改中難以發(fā)現(xiàn)，如在打出紙帶后，位移的測量有的學生采取分段測量，驗證機械能守恒定律中測量點的選取不同等，另外，從完成實驗到上交實驗冊再到教師批改后發(fā)還給學生，需要一周多時間，這時學生與教師都早已進入另一種教學與學習情景，教師對學生在實驗時出現(xiàn)的抄襲數(shù)據(jù)、湊數(shù)據(jù)的現(xiàn)象也因不能及時反饋而難以發(fā)現(xiàn)與糾正，即使教師在批改實驗冊時發(fā)現(xiàn)并在課堂中加以指出，也會因事過境遷而使學生觸動不大，這樣長此以往，學生肯定無法形成良好的科學素養(yǎng)，視頻展示臺為實驗操作的反饋與實驗數(shù)據(jù)處理的反饋提供了很好的工具，我們可以讓學生在視頻展示臺上進行操作，也可以把學生打出的紙帶或?qū)嶒瀮灾械膱D表在視頻展示臺上展示，例如，在“練習使用打點計時器”實驗中，開始時由于學生的拉帶速度較慢，紙帶上打出的點非常密，教師抽取幾條紙帶通過視頻展示臺一展出，同時啟發(fā)學生：怎樣才能獲取間隔合適的紙帶?又如在“用玻璃測折射率”這一實驗中，通過教師對學生所畫光路圖的及時反饋，學生的操作錯誤得到了改正，學生的操作技能得到了優(yōu)化。

3、在實驗課中進行創(chuàng)造能力培養(yǎng)

(1)對實驗方法與器材進行發(fā)散性思考

對實驗方法與器材進行發(fā)散性思考可大大拓寬學生的思路，加深對實驗原理的理解，例如，在做“測玻璃的折射率”這個實驗時，我們可以對實驗測量工具進行發(fā)散性思考，用圓規(guī)作單位圓以后，用刻度尺替代量角器；我們可以對實驗用的玻璃磚進行發(fā)散性思考，用半圓形玻璃磚及其他形狀的玻璃磚替代平行玻璃磚，用水(液體)替代固體(玻璃磚)等，又例如在《驗證動量守恒》這個實驗中老師可以引導學生思考：由于儀器老化，被碰小球很難放置在小立柱上，若被碰小球放在斜槽末端，則小球平拋運動的水平距離如何測量?再例如在“驗證機械能守恒”這個實驗中，由于紙帶上第一點點跡不清晰，如何利用其余的點來進行機械能守恒的驗證，等等。

(2)對教學中的疑難問題進行針對性探索

對教學中的疑難問題進行針對性探索可以加深對所研究的問題的理解，有利于學生化解難點，例如，在學習透鏡內(nèi)容后，學生對能不能用眼睛直接觀察實像及觀察范圍有多大及擋住透鏡的一部分，能否成完整像等問題，僅僅憑教師的講解學生總是理解不透。這時教師若能引導學生對這些問題進行實驗探索，一定會加深他們的印象，從而使學生的知識結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固。

(3)利用實驗器材進行探索

學生在實驗時，手邊有一些實驗器材，利用這些實驗器材，學生可以進行很多實驗探索，不僅增加了學生的實驗興趣，優(yōu)化了學生的知識結(jié)構(gòu)，還激發(fā)了學生進一步學習與探索的熱情，例如，在做“測玻璃的折射率”這個實驗時，學生不僅利用手中的玻璃磚進行棱鏡成像的觀察(利用玻璃磚的一只角)，還利用手中的玻璃磚進行光譜的觀察(利用玻璃磚的一只角觀察日光燈)，又如在“驗證力的平行四邊形定則”這個實驗中，學生不僅研究了力的合成與分解所遵循的規(guī)律，還研究了共點力作用下物體的平衡規(guī)律，有的學生還做起了動態(tài)平衡實驗，這些探索實驗猶如學習與探索的“助推劑”，將對學生今后的學習與發(fā)展會產(chǎn)生深遠的影響，運用我們的實驗教學模式，聽課老師的最大感受是：整個實驗課有靜有動，靜中有動，動中有靜，往日學生在進行實驗操作時的熱鬧場面沒有了，各種無序操作沒有了，不斷問教師怎么操作沒有了，學生在有序地做，教師在認真地察看，而在第二階段，學生的創(chuàng)造熱情由于受到教師創(chuàng)設(shè)的情境與問題的激發(fā)而十分高漲，由于教學效率的提高，實驗教學的兩個目標都得到了很好的落實。

三、感想

不同學校教學條件不同，筆者的實驗教學模式不一定適合別的學校，但是筆者覺得實驗教學真的很重要，對于培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和多方面能力，實驗是最好的同時也是必不可少的教學手段，希望能引起我們每一位物理教師足夠重視。

(責任編輯：黃春香)