教學(xué)中如何開展學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)

摘要: 在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)是不可忽視的重要方面，在教學(xué)中教師要嚴(yán)格按照一定的程式來要求學(xué)生，同時(shí)也要放手讓學(xué)生自己去探索，發(fā)現(xiàn)一些在課本上學(xué)不到的東西。

關(guān)鍵詞: 初中物理教學(xué)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)類型實(shí)驗(yàn)階段

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)是初中物理教學(xué)不可忽視的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，利用整節(jié)課的時(shí)間，在實(shí)驗(yàn)室分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的教學(xué)形式;是由學(xué)生親自動(dòng)手使用儀器、觀察測量、取得一定的數(shù)據(jù)、親自分析總結(jié)的過程，是學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能和良好品德的重要方面，是其它任何教學(xué)手段和方法都替代不了的。

一、實(shí)驗(yàn)類型

首先教師要明確學(xué)生實(shí)驗(yàn)的類型。從教學(xué)目的的側(cè)重點(diǎn)來劃分，實(shí)驗(yàn)大體可分為四類:研究性、驗(yàn)證性、測定性、練習(xí)性。

研究性的實(shí)驗(yàn)的主要目的是讓學(xué)生通過觀察、歸納、認(rèn)識(shí)物理規(guī)律，訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能，它具有讓學(xué)生“發(fā)現(xiàn)”的意義，就是讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析和歸納，總結(jié)出一定的物理規(guī)律。如，“探究杠桿的平衡條件”就是要學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)研究得出:“動(dòng)力乘以動(dòng)力臂等于阻力乘以阻力臂”的結(jié)論。

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的主要目的是要學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證由已知的理論推導(dǎo)出新的結(jié)論的正確性，加深對(duì)新知識(shí)的理解，并訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能。如，焦耳定律，通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證它的正確性。這兩種實(shí)驗(yàn)方法都是物理學(xué)研究中的基本實(shí)驗(yàn)方法。前者是由個(gè)別到一般的認(rèn)識(shí)方法，實(shí)驗(yàn)在前，結(jié)論在后，實(shí)驗(yàn)成為探索規(guī)律的主要手段，我們稱之為探索性實(shí)驗(yàn);后者是一種推理、判斷在前，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證在后的研究方法，從科學(xué)方法看，它也是探索的一部分。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中兩者都有重要的作用。

測定物理量和物理常數(shù)的實(shí)驗(yàn)主要目的是幫助學(xué)生理解物理概念及物理量的意義，學(xué)會(huì)運(yùn)用物理規(guī)律，訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能，并學(xué)會(huì)間接測量等一些物理思想方法。如，測定物質(zhì)的比熱容和將要在高中學(xué)習(xí)的測定重力加速度g的值等都是要求學(xué)生對(duì)已知的量進(jìn)行測定。

基本練習(xí)性實(shí)驗(yàn)是對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的使用、裝配訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)，它的目的是使學(xué)生認(rèn)識(shí)和使用某種儀器，學(xué)習(xí)某種裝配技術(shù)。如練習(xí)使用彈簧測力計(jì)、安裝照明電路等。

二、實(shí)驗(yàn)階段

在實(shí)驗(yàn)過程中我們對(duì)學(xué)生的要求一般分三階段:準(zhǔn)備階段、操作階段和總結(jié)階段。

1.準(zhǔn)備階段

準(zhǔn)備階段的主要任務(wù)是使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的目的，理解實(shí)驗(yàn)的原理和方法，認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)儀器，做好操作與記錄的準(zhǔn)備工作。其核心是理解實(shí)驗(yàn)方案。這是調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)主動(dòng)性的前提。學(xué)生如果對(duì)目的、原理不了解，依葫蘆畫瓢地做實(shí)驗(yàn)，稀里糊涂地記一批數(shù)據(jù)，這就很難有好的收效。教師在實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備階段中，要充分重視準(zhǔn)備階段的引導(dǎo)工作，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)教材，提出一些相關(guān)問題，如在研究浮沉條件的實(shí)驗(yàn)前可讓學(xué)生思考如下問題:實(shí)驗(yàn)研究的對(duì)象是什么?該物體受幾個(gè)力作用，這幾個(gè)力之間是什么關(guān)系?需要直接測量哪些物理量?各用什么儀器，怎樣測量?

學(xué)生理解了方案，但沒有完成必要的準(zhǔn)備工作，對(duì)此教師就必須考慮學(xué)生是否具備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的技能。教師只有事先為學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)基本鋪平道路，才能使他們?cè)谡n堂時(shí)間里，把精力集中在解決主要問題方面。如研究冰的融化和凝固是一個(gè)有難度的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生的困難主要有兩點(diǎn):一是描繪曲線有困難;二是保持冰的各處的溫度均勻有困難。而這些困難不是一次預(yù)習(xí)就能解決的，需要分散難點(diǎn)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)之前，教師可以安排一些相關(guān)的練習(xí)，如在學(xué)習(xí)大氣壓之后，教師可布置學(xué)生觀測大氣壓的值，并繪制出一個(gè)月的大氣壓的日平均變化曲線;教師也可通過畫別的曲線給學(xué)生做示范，并在實(shí)驗(yàn)之前給學(xué)生明確指出做好本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。只有這樣才能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。

2.操作階段

操作階段就是把實(shí)驗(yàn)方案變?yōu)閷?shí)踐的階段。在這個(gè)階段中，學(xué)生的主要任務(wù)是:安裝和調(diào)整儀器，操作控制實(shí)驗(yàn)條件的變化，觀察測量，取得必要的數(shù)據(jù)，排除可能出現(xiàn)的問題與故障。這是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和良好習(xí)慣的關(guān)鍵階段。為了加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的指導(dǎo)，教師應(yīng)注意如下幾個(gè)問題:

(1)注意讓學(xué)生嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)操作規(guī)則和程序。這些規(guī)程是以科學(xué)理論為指導(dǎo)的，并經(jīng)過實(shí)踐總結(jié)出來的。不按規(guī)程辦事，不僅會(huì)造成很大的實(shí)驗(yàn)誤差，使實(shí)驗(yàn)失敗，而且會(huì)損壞儀器，甚至造成人身事故。

(2)注意培養(yǎng)學(xué)生以思維為指導(dǎo)、手腦并用、有條不紊的良好習(xí)慣。嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，并不意味著要學(xué)生機(jī)械地、不動(dòng)腦筋地操作;相反，要求他們按照科學(xué)的邏輯進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)操作的順序不是絕對(duì)不可變的，但有的步驟是不可顛倒的。如在測定某種固體物質(zhì)的密度時(shí)一定要先測該固體的質(zhì)量，后測它的體積，這兩個(gè)步驟是不可顛倒的，否則就會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤。由于程序設(shè)計(jì)可能本身不正確或不完善，因此，學(xué)生要理解某個(gè)實(shí)驗(yàn)為什么要這樣安排。如在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)托盤天平的時(shí)候，教師應(yīng)當(dāng)使學(xué)生理解為什么要先檢查天平是否水平，再調(diào)節(jié)橫梁平衡。關(guān)鍵在于理解橫梁平衡的標(biāo)志是指針在刻度盤的正中。而如果底座傾斜時(shí)，指針指在正中，橫梁也是不可能水平的。在教學(xué)中教師可用板畫示意圖來說明這個(gè)問題，在理解的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生從正反兩個(gè)方面實(shí)踐一下，學(xué)生的認(rèn)識(shí)就會(huì)比較深刻。

(3)注意培養(yǎng)學(xué)生的細(xì)心觀察的習(xí)慣。在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)中，教師要做到以下幾點(diǎn):第一，要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)儀器，通過外部觀察與分析，了解某些儀器的結(jié)構(gòu)、原理，如滑動(dòng)變阻器、電磁繼電器等，還要把對(duì)各部分的觀察聯(lián)系起來，如電流表、電壓表各對(duì)接線柱的量程、最小刻度值與極性等。第二，要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的抓住觀察目標(biāo)。如使用滑動(dòng)變阻器改變電流，應(yīng)把注意力集中到滑動(dòng)變阻器通電段部分的變化和相應(yīng)電流的變化。第三，引導(dǎo)學(xué)生在觀察中不放過偶然出現(xiàn)的現(xiàn)象。就是要求學(xué)生留心觀察目標(biāo)之外的現(xiàn)象，多問幾個(gè)為什么，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力是有益的。如在串聯(lián)電路中，一只燈泡亮，另一只不亮，一個(gè)學(xué)生誤以為不亮的燈泡壞了，他向教師提出這個(gè)問題。盡管這個(gè)學(xué)生的判斷是錯(cuò)誤的，但他能夠發(fā)現(xiàn)和提出問題，是值得表揚(yáng)的。教師在實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)中應(yīng)不失時(shí)機(jī)地提出對(duì)全體學(xué)生有教育意義的問題，擴(kuò)大受益的范圍。

3.總結(jié)階段

總結(jié)階段的一般任務(wù)是處理數(shù)據(jù)、分析結(jié)果及完成實(shí)驗(yàn)所需要解決的問題。這是從現(xiàn)象上升到理性認(rèn)識(shí)的重要階段，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮思維的能動(dòng)作用，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)處理的某些方法，了解影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素，培養(yǎng)實(shí)事求是的態(tài)度和科學(xué)作風(fēng)。

新課改下，我們不僅要按一般的學(xué)生實(shí)驗(yàn)的要求要求學(xué)生，更重要的是要讓學(xué)生通過自己動(dòng)手去探索、去發(fā)現(xiàn)、去理解、去應(yīng)用，只有這樣才能為學(xué)生的將來打下基礎(chǔ)。