創(chuàng)新實驗探究，提高實驗教學(xué)的有效性

曾祥焱

摘 要：科學(xué)探究既是科學(xué)內(nèi)容又是科學(xué)方法，實驗教學(xué)是物理教學(xué)的重要手段和重要內(nèi)容。就如何在有限的時間內(nèi)克服實際困難提高實驗教學(xué)的有效性提出了一些粗淺的認(rèn)識和做法。

關(guān)鍵詞：實驗創(chuàng)新；演示實驗；學(xué)生主體

物理是一門以觀察、實驗為基礎(chǔ)的探索自然界客觀規(guī)律的科學(xué)，實驗教學(xué)是學(xué)生形成物理概念、理解物理規(guī)律、建立物理思想的重要方法。作為一名物理教師，在物理實驗教學(xué)中，正確地演示和指導(dǎo)學(xué)生實驗，對培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新能力具有重要的現(xiàn)實意義。

一、實驗教學(xué)中的實際困難

現(xiàn)階段中學(xué)主要存在的困難是儀器不全、時間不夠，由于經(jīng)費投入的相對不足，實驗設(shè)備設(shè)施落后，儀器不全，只能開展一些耗材很少的實驗，嚴(yán)重地影響著物理實驗教學(xué)的開展，同時也嚴(yán)重影響了物理實驗教學(xué)質(zhì)量的提高。大多數(shù)學(xué)校沒有專職實驗管理員和實驗技術(shù)員，實驗不能及時準(zhǔn)備，分組實驗沒有專門時間開展，任課教師認(rèn)為實驗教學(xué)“耗時、費力、效率低”，做實驗不如講實驗，省時省力。以上這些都嚴(yán)重制約了物理實驗教學(xué)的開展。提高實驗教學(xué)的有效性是解決困難的重要途徑之一。

二、什么是實驗的有效性

捷克教育家夸美紐斯就曾提出要“尋找一種有效的教學(xué)方式，使教師可以教得更少，學(xué)生可以學(xué)得更多”。自此以后，人們對有效教學(xué)的探索從未間斷，在實踐中也取得了不少的經(jīng)驗和成果。當(dāng)然，不同的時代對有效教學(xué)有著不同的看法，不同的教育價值觀，對有效教學(xué)又有著不同的理解，由此而產(chǎn)生的教學(xué)理念始終影響著教師的教學(xué)行為和學(xué)生的思維方式。

新課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出：科學(xué)探究既是科學(xué)知識，又是科學(xué)方法，實驗探究能真實地展示物理過程，使學(xué)生直接從物理實驗中獲得感知，建立概念，掌握規(guī)律。實驗探究，以純粹的形態(tài)突出主要特征，使學(xué)生排除次要因素的干擾，實驗探究，作為一種理論聯(lián)系實際的實踐活動，突出學(xué)生的主體地位，靈活地運用知識，并促成知識的遷移，在解決實驗突發(fā)事件的過程中培養(yǎng)學(xué)生的分析、解決問題的能力；物理實驗?zāi)軌騽?chuàng)造適合于教學(xué)環(huán)境的物理情境，讓學(xué)生以最有效的方式迅速地掌握前人已發(fā)現(xiàn)的科學(xué)真理。

三、創(chuàng)新實驗教學(xué)的途徑

1.對教材上的演示實驗的加工和處理

有一個證明液體能夠傳聲的實驗，具體操作是將一個發(fā)聲體放入水中。我嘗試用過手機、收音機以及鬧鈴來作為發(fā)聲體，實驗效果要么太繁瑣，要么不能達到要求。最后用了一種專門配合此實驗的自動發(fā)聲器，操作過程既方便，效果又顯著。還有一些教具雖然與課本中所要求的是相符的，但是真正操作時根本不能達到較好效果，或者所需要的條件非常之高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出范圍，所以在上課時總是不能發(fā)揮得淋漓盡致，令人滿意。然而，教師還是可以利用現(xiàn)有材料，精心改造和創(chuàng)設(shè)等效的可供替代的實驗器材，以解決當(dāng)前實驗教學(xué)的燃眉之急。比如，在“探究真空中是否能夠傳聲”的實驗當(dāng)中，用傳統(tǒng)的鐘罩始終不能很好地完成實驗。嘗試著將鐘罩換成針筒，鬧鐘換成小鬧鐘里紐扣大小的發(fā)聲器，抽氣機換成另一只針筒。這種自制教具既方便攜帶，易操作演示，且效果非常好，從而能更好地實現(xiàn)實驗教學(xué)的有效性。

2.利用信息技術(shù)和移動終端拓展實驗教學(xué)的時間和空間

信息技術(shù)的發(fā)展日新月異，它已經(jīng)滲透到政治、經(jīng)濟、文化以及我們的日常生活中。它的發(fā)展給我們的教育也帶來了巨大的沖擊，同時也給我們的教學(xué)帶來新的模式、新的方法。新的教學(xué)媒體的出現(xiàn)及應(yīng)用，引起了教育教學(xué)模式質(zhì)的飛躍，充分地發(fā)揮出實驗教學(xué)的探究性功能，拓展了實驗教學(xué)的空間和時間。

比如，我們可以建立班級或年級QQ群，把一些不便于在課堂上演示的，或者不便于讓學(xué)生親自動手去探究的實驗，比如，托里拆利實驗，在實驗室進行全程錄像，然后把視頻放在群共享里，讓學(xué)生、家長下載到移動終端或PC終端，讓學(xué)生去觀看老師的整個實驗過程來理解物理知識。還可以把一些過程比較復(fù)雜的實驗，如，探究凸透鏡成像規(guī)律實驗，把它做成Flash動畫，放在群共享里，讓學(xué)生去下載，以更好地理解成像規(guī)律。

3.以學(xué)生發(fā)展為本，從學(xué)生需要出發(fā)去設(shè)計實驗

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)過分重視實驗技能的訓(xùn)練，忽視了實驗的探究功能和培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)方面的作用。常常是刻板地把實驗?zāi)康?、原理、器材、操作步驟和結(jié)果一一交代給學(xué)生，讓他們先記住，再按步驟操作實驗。學(xué)生根本體會不到自己動手發(fā)現(xiàn)問題并總結(jié)出一些實驗結(jié)論的樂趣，感受不到科學(xué)的魅力。這種做法挫傷了大部分學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性。

新教材把學(xué)生動手實踐活動融入學(xué)習(xí)內(nèi)容之中，在實驗教學(xué)中，使學(xué)生在和諧、寬松、民主的環(huán)境中自主合作，創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)和實驗，讓學(xué)生盡可能地動手、動腦、動口。不強迫學(xué)生去說老師框定了的話，充分體現(xiàn)了學(xué)生在實驗教學(xué)中的主體地位。傳統(tǒng)的實驗課和新課程理念下的探究性實驗課中，師生的行為和地位是大不相同的。在傳統(tǒng)的實驗課中強調(diào)學(xué)生課前預(yù)習(xí)，嚴(yán)格按照實驗步驟和要求操作，實驗結(jié)束后教師作講評。而在新課程下的探究性實驗課則強調(diào)創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生實驗的欲望，讓學(xué)生自主設(shè)計實驗步驟并交流、討論，然后按自己設(shè)計的步驟實驗，并由學(xué)生自己評價和小結(jié)，而后主動查找資料補充。實驗課中師生這種行為方式的轉(zhuǎn)化就得靠教師教學(xué)理念及教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變。在初中物理實驗教學(xué)中，教師應(yīng)留給學(xué)生足夠的空間和時間，讓學(xué)生去思考、交流、討論與合作。

物理實驗不能僅局限于物理教材所安排的分組實驗和演示實驗，還要重視教材提供的課外小實驗和學(xué)生自制實驗器材進行的自主實驗，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新探究能力，這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

如：通過實驗探究獲得了物態(tài)變化的規(guī)律后，及時向?qū)W生介紹了“神舟飛船”發(fā)射中應(yīng)用到的耐高溫材料，“熱管”技術(shù)等，同時我又啟發(fā)學(xué)生進行創(chuàng)新聯(lián)想：“假如你是建筑師，你如何運用所學(xué)的物理知識使你們的居室一年四季保持舒適的溫度呢？”學(xué)生說出了許多方法。有一位學(xué)生的想象非常有創(chuàng)意：“用某種材料，把它填充在墻壁內(nèi)，室內(nèi)溫度升高時，它熔化吸熱，阻止溫度升高；當(dāng)溫度降低時，它的液態(tài)就凝固放熱，阻止溫度降低，從而始終使室內(nèi)溫度保持在一個舒適的溫度，還可以將外墻壁的顏色設(shè)計成可變式，冬天為深黑色，夏天為白色?！睂τ谒挥袆?chuàng)造力的想象以及其他學(xué)生“異想天開”的想象，我都及時給予鼓勵，學(xué)生的創(chuàng)新欲望得到了提高。

4.開動腦筋，善于自制教具及實驗器材，有效拓展課堂知識

在實驗器材缺乏或不足的客觀條件下，教師利用身邊可以利用的一切資源，制成一些實驗教具和器材，便能完成許多不具備條件而無法開展的實驗。在新課程標(biāo)準(zhǔn)中也倡導(dǎo)利用日常器具做實驗。廣泛聯(lián)系生活、生產(chǎn)實際，可以加深學(xué)生對知識的理解，也是發(fā)展學(xué)生能力以及提高學(xué)生科學(xué)文化素質(zhì)的一條重要途徑。利用手邊一些不起眼的東西自制的教具盡管粗糙簡陋，但卻別出心裁，在演示效果上往往也不亞于那些冷冰冰的正規(guī)的實驗儀器。由于是自己的老師親自制作的教具，學(xué)生會在心理上產(chǎn)生強烈的親切感和認(rèn)同感，從而會使學(xué)生更注意實驗想要達到的目的，同時也啟發(fā)學(xué)生：在必要的時候所需要的東西是可以發(fā)明創(chuàng)造的，這也拉近了物理學(xué)習(xí)與應(yīng)用之間的距離。更主要的是，展示自制教具的同時也展示了教師的智慧和靈巧，奉獻給學(xué)生的不只是物理知識，而是一個勤于思考并敏于行動的良好榜樣，這對于學(xué)生形成良好的動手能力和實驗習(xí)慣是大有裨益的。

總之，實驗教學(xué)是初中物理課程中重要的組成部分，是學(xué)生獲得物理知識的重要途徑和方法，如何挖掘?qū)嶒炠Y源，做到高效，需要教師在實際教學(xué)中不斷總結(jié)、創(chuàng)新。

編輯 趙飛飛