重視物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)

著名物理學(xué)家楊振寧教授特別強(qiáng)調(diào)了“理論物理必須回歸現(xiàn)實(shí)”這一“厚實(shí)的物理”（即與實(shí)踐不可分割的理論物理）的精神。一個(gè)物理的理論，最終必須回歸現(xiàn)實(shí)，這樣的物理才是有前途的物理。物理學(xué)擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)下世紀(jì)科技人材的重任，要促進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展，必須有許多發(fā)明創(chuàng)造，因此必須讓同學(xué)們養(yǎng)成動(dòng)手動(dòng)腦，手腦并用的習(xí)慣，培養(yǎng)他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度及高度的創(chuàng)造能力。實(shí)驗(yàn)作為一種探究和發(fā)現(xiàn)的學(xué)習(xí)，在物理教學(xué)中應(yīng)當(dāng)有其相當(dāng)獨(dú)立的成份。

下面結(jié)合課題研究和自己的教學(xué)實(shí)踐，談?wù)勎覍?duì)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生能力培養(yǎng)的四點(diǎn)體會(huì)。

一、變演示實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

在以前，課堂演示實(shí)驗(yàn)一般以教師為主體，學(xué)生僅僅是旁觀者，沒(méi)有直接參與，不利于其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。將演示實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生充分的動(dòng)腦、動(dòng)手、動(dòng)口，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，從而有利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的激發(fā)。

比如在“牛頓第二定律”的教學(xué)中，先給出器材：課桌上放四根同一型號(hào)的試管，二根同一型號(hào)的條形磁鐵，兩支同一型號(hào)的彈簧秤。不給學(xué)生講解儀器的使用、實(shí)驗(yàn)步驟以及如何觀察實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論，而是僅告訴學(xué)生利用桌面上的器材（可選用）用你所做的實(shí)驗(yàn)回答：（1）力的作用是否是相互的？（2）相互作用力存在什么樣的關(guān)系？讓學(xué)生充分發(fā)揮想象力，多角度多途徑地再現(xiàn)定律的形成過(guò)程：有的學(xué)生將兩根磁棒握在手中，同名極相對(duì)或異名極相對(duì)；或?qū)筛虐舳挤旁谠嚬苌匣蛘咭桓旁谧烂嫔狭硪粯O放在兩試管上；彈簧秤對(duì)拉或手拉彈簧秤等多種實(shí)驗(yàn)得出了“力的作用是相互的”是一個(gè)普遍的規(guī)律。

如有的學(xué)生用兩彈簧秤對(duì)拉發(fā)現(xiàn)兩彈簧秤的讀數(shù)不相等，原因是實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有調(diào)零或?qū)姆绞讲粚?duì)引起的。有的學(xué)生提出了較好的實(shí)驗(yàn)方法，將兩根條形磁鐵分別放在兩根試管上同名極相對(duì)看后退的距離是否相等。

可見(jiàn)學(xué)生在自己“探索”物理規(guī)律的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中既動(dòng)手又動(dòng)腦，加深了對(duì)知識(shí)的理解和運(yùn)用，培養(yǎng)了自己的創(chuàng)新能力。

我們不僅要變演示實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn)，同時(shí)不斷探索變敘述性實(shí)驗(yàn)為操作性實(shí)驗(yàn)，變家庭小實(shí)驗(yàn)為課堂操作性實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中抓住現(xiàn)象，揭示本質(zhì)。充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索功能。學(xué)生通過(guò)自行設(shè)計(jì)方案、動(dòng)手操作、探索體驗(yàn)，從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題。教師再作適當(dāng)點(diǎn)撥，學(xué)習(xí)效率會(huì)明顯提高，從而促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)造思維的發(fā)展。

二、采用多種實(shí)驗(yàn)方法，活躍學(xué)生思維

我們?cè)趲椭鷮W(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)學(xué)生只要能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，不管用什么方法、選用不同的器材、設(shè)定不同的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)都可以。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需要在各種因素中進(jìn)行取舍，對(duì)所得信息進(jìn)行篩選。這就要求學(xué)生在即定目標(biāo)的過(guò)程中，要有全局觀點(diǎn)，在不同情況下善于應(yīng)變，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)變能力，使學(xué)生分析抽象概括綜合表達(dá)能力都得到訓(xùn)練和發(fā)展。

比如：在講完用伏安法測(cè)未知電阻實(shí)驗(yàn)后，課后留下一個(gè)題目“要測(cè)一個(gè)末知的電阻，可以有幾種方法呢？器材不限，要求設(shè)計(jì)的方案要簡(jiǎn)單準(zhǔn)確高”。之后我收到了學(xué)生很多很好的設(shè)計(jì)方案；有替代法是用已知電阻來(lái)代替未知電阻，其電路形式多種多樣，主要是有一個(gè)電阻箱；有利用串聯(lián)電路的分壓關(guān)系，利用并聯(lián)電路的分流關(guān)系；有惠更斯電橋法；有半偏法等，我發(fā)現(xiàn)只要給學(xué)生一個(gè)表現(xiàn)的舞臺(tái)，學(xué)生就可以表演得很出色，我們老師要不斷學(xué)習(xí)當(dāng)好一名好導(dǎo)演。

三、創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展

“教實(shí)驗(yàn)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤坝脤?shí)驗(yàn)教”，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的教育功能，嘗試用探究的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神，這就要求我們教師在實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)造性地應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)方法和教學(xué)手段，將多種教學(xué)方法進(jìn)行優(yōu)化組合，用“創(chuàng)造性的教”為學(xué)生“創(chuàng)造性的學(xué)”創(chuàng)造環(huán)境和條件。

如能在教學(xué)各環(huán)節(jié)中不斷提供大量的、生動(dòng)的物理事例作為感性材料，“用實(shí)驗(yàn)教”，以感知具體的物理事實(shí)，通過(guò)分析、綜合、抽象等思維加工來(lái)積極調(diào)節(jié)學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)從“不理解”“想不通”到“懂了”“想通了”的同化、順應(yīng)過(guò)程，達(dá)到形成概念、掌握規(guī)律，并讓學(xué)生利用物理知識(shí)來(lái)解決各種實(shí)際問(wèn)題，完成思維從抽象到具體，促使知識(shí)內(nèi)化，實(shí)現(xiàn)向能力的最終遷移。逐漸促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。

四、應(yīng)用多媒體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生觀察能力、思維能力的發(fā)展

信息化時(shí)代的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，我們要充分利用信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在重視傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)手段的基礎(chǔ)上大膽創(chuàng)新，逐步將信息技術(shù)應(yīng)用到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，物理課程中有些實(shí)驗(yàn)如理想實(shí)驗(yàn)，在中學(xué)環(huán)境下很難完成，而利用計(jì)算機(jī)模擬理想狀態(tài)，可以很好地展示。比如在做探究單擺的周期與擺長(zhǎng)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)時(shí)，同學(xué)們采集到大量數(shù)據(jù)后，利用excel軟件的函數(shù)功能很容易在T-L坐標(biāo)系中描出曲線。節(jié)省了數(shù)據(jù)處理時(shí)間的同時(shí)提高了精度。又如，在高中課本的《運(yùn)動(dòng)和力》這一章中的伽利略的著名實(shí)驗(yàn)——對(duì)接斜面實(shí)驗(yàn)，是牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，依靠現(xiàn)有的儀器無(wú)法表現(xiàn)那種無(wú)磨擦的理想狀態(tài)，而利用計(jì)算機(jī)可以達(dá)到理想境界。物理中還有一些實(shí)驗(yàn)在常規(guī)中學(xué)實(shí)驗(yàn)室根本無(wú)法做，在學(xué)習(xí)原子物理中的小粒子散射實(shí)驗(yàn)時(shí)，就可以利用多媒體電腦制作這類實(shí)驗(yàn)的動(dòng)畫(huà)，這為物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ峁┝藣湫碌钠脚_(tái)，促進(jìn)了學(xué)生觀察能力、思維能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ陌l(fā)展。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中我認(rèn)為還要盡可能地做到以下幾點(diǎn)：①突破教材、課堂的限制，盡一切可能地開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)。②改變實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)機(jī)制，關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，從人的一生是可持續(xù)發(fā)展的高度出發(fā)，發(fā)現(xiàn)和發(fā)展學(xué)生多方面的潛能，將實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)變?yōu)閷W(xué)生自主性學(xué)習(xí)的有力促進(jìn)者。實(shí)驗(yàn)，不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，更重要的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析問(wèn)題的能力，讓學(xué)生逐步了解科學(xué)的發(fā)展過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)合作、與人共事的能力，鞏固已學(xué)過(guò)的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力以及掌握研究性學(xué)習(xí)的方法。

基礎(chǔ)教育課程改革呼喚創(chuàng)新，新課程要求教師要由課程規(guī)范的復(fù)制者變?yōu)樾抡n程的創(chuàng)造者，而我們物理教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生能力的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)方面有著廣闊的創(chuàng)新天地。