引導(dǎo)學(xué)生做好中學(xué)物理疑難實(shí)驗(yàn)的幾點(diǎn)嘗試

潘國(guó)盛

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，它以物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、物質(zhì)之間的相互作用和運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律為研究對(duì)象，具有科學(xué)性、實(shí)用性、趣味性等特點(diǎn)。隨著中學(xué)物理教學(xué)改革的深化，物理實(shí)驗(yàn)在中學(xué)物理教學(xué)中的作用和地位顯得更加突出，它要求學(xué)生通過(guò)科學(xué)觀察、獨(dú)立操作、親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)來(lái)學(xué)習(xí)物理知識(shí)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能。然而，作為中學(xué)物理教師，怎樣才能真正運(yùn)用好物理實(shí)驗(yàn)，使之對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量發(fā)揮出特有的作用，這不是一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題。它要求教師既要有物理學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)知識(shí)，又要有教育學(xué)、心理學(xué)和教學(xué)法的知識(shí)，還必須腳踏實(shí)地動(dòng)手實(shí)踐。只有這樣，才能引導(dǎo)學(xué)生做好物理實(shí)驗(yàn)，尤其是物理疑難實(shí)驗(yàn)。下面筆者談?wù)勔龑?dǎo)學(xué)生做好中學(xué)物理疑難實(shí)驗(yàn)的幾點(diǎn)做法。

一、教師方面

1.認(rèn)真分析疑難實(shí)驗(yàn)形成的原因

我們把作為教學(xué)內(nèi)容編進(jìn)中學(xué)物理教科書中的實(shí)驗(yàn)稱為“教學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”?！敖虒W(xué)物理實(shí)驗(yàn)”和科學(xué)研究中的物理實(shí)驗(yàn)有一個(gè)最重要的區(qū)別，那就是教學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)不僅要體現(xiàn)物理思想、符合科學(xué)性原則，而且必須反映教學(xué)思想、符合教學(xué)原則。教師要引導(dǎo)學(xué)生做好中學(xué)物理疑難實(shí)驗(yàn)，就必須了解教學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的疑難實(shí)驗(yàn)的形成過(guò)程及其原因。例如，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖像的描繪實(shí)驗(yàn)，單從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，有很多的方法可以描繪出正弦或余弦，如利用圖像描繪儀就可以解決；但若考慮教學(xué)目的，這個(gè)實(shí)驗(yàn)必須要在所獲得的圖像與振動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)之間建立起盡可能直接、必然的聯(lián)系，以便學(xué)生理解圖像所反映的物理意義。從這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，如果圖像的描繪是通過(guò)一個(gè)自動(dòng)化的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的而其機(jī)理又被有意無(wú)意地隱藏的話，那么它就喪失了作為一個(gè)教學(xué)物理實(shí)驗(yàn)所具有的教學(xué)價(jià)值。為此，就需要設(shè)計(jì)出一個(gè)既簡(jiǎn)單直觀又可靠好用的裝置，這使得實(shí)驗(yàn)難度加大，并在技術(shù)上提出了更高的要求。對(duì)此，教師應(yīng)明白實(shí)驗(yàn)的難度是相對(duì)于實(shí)驗(yàn)者的知識(shí)、能力和經(jīng)驗(yàn)而言的。此外，實(shí)驗(yàn)儀器本身的缺陷也是導(dǎo)致疑難實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的一個(gè)重要因素。

2.認(rèn)真研究做疑難實(shí)驗(yàn)的方法和要注意的問(wèn)題

無(wú)論學(xué)習(xí)什么知識(shí)，只有抓住問(wèn)題并扎扎實(shí)實(shí)地進(jìn)行鉆研，才可能掌握到真正屬于自己的知識(shí)，練就出獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。它不存在投機(jī)取巧的捷徑可走，做好疑難實(shí)驗(yàn)也不例外。具體來(lái)說(shuō)，研究疑難實(shí)驗(yàn)，了解和掌握盡可能多的有關(guān)前人研究的資料信息是很有必要的。但一定特別注重從眾多的表面差別甚大的實(shí)驗(yàn)裝置中發(fā)掘和把握其中蘊(yùn)含的實(shí)驗(yàn)方法。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)方法是物理實(shí)驗(yàn)的靈魂，深入不到實(shí)驗(yàn)方法的層次就駕馭不了疑難實(shí)驗(yàn)。疑難實(shí)驗(yàn)之所以成為疑難，其實(shí)就是尚未找到滿意的實(shí)驗(yàn)方法。許多漂亮的實(shí)驗(yàn)方法不僅提供給我們化解疑難實(shí)驗(yàn)體制改革所需的知識(shí)和技術(shù)竅門，而且更重要的是可以給予我們智慧的啟迪和激勵(lì)，并獲得創(chuàng)造性地解決問(wèn)題的能力。在研究疑難實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須要注意以下問(wèn)題：首先，必須高度重視疑難實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)和研究，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)教學(xué)技能和物理實(shí)驗(yàn)方法的重要性；其次，也要重視物理理論的指導(dǎo)作用，實(shí)際上物理實(shí)驗(yàn)與物理理論兩者是密不可分的，沒(méi)有理論指導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)是一種盲目的實(shí)踐，充其量也不過(guò)是一些經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)技巧而已；另外，除了理論指導(dǎo)，還不能少了教育理論的指導(dǎo)。教學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，除了要有物理理論的根據(jù)，反映物理思想外，還要符合教學(xué)原則，反映教學(xué)思想。通過(guò)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)應(yīng)用，應(yīng)有效地促進(jìn)學(xué)生的有意義學(xué)習(xí)過(guò)程，避免機(jī)械學(xué)習(xí)過(guò)程，這應(yīng)成為貫穿整個(gè)教學(xué)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)過(guò)程始終的教學(xué)思想。

3.轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，樹立正確的實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)思想

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的，不僅是讓學(xué)生理解和掌握已有的書本知識(shí)，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和探究精神，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)的思維方法和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)作風(fēng)，逐步學(xué)會(huì)物理研究中的基本科學(xué)方法。為此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)改變傳統(tǒng)的“老師講，學(xué)生聽；老師操作，學(xué)生觀看；老師做一步，學(xué)生跟做一步”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，樹立正確的實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)思想；把物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正轉(zhuǎn)移到以師生共同探究的基礎(chǔ)上，在實(shí)驗(yàn)的各個(gè)階段都要學(xué)生參與進(jìn)來(lái)，這樣對(duì)疑難實(shí)驗(yàn)的操作大有助益。

二、學(xué)生方面

1.做好實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作

要做好疑難實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備是非常重要的，應(yīng)對(duì)學(xué)生提出明確、具體的實(shí)驗(yàn)要求，要求學(xué)生帶著一定的任務(wù)來(lái)做實(shí)驗(yàn)。有了具體要求，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)才有規(guī)可循，學(xué)生只有做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，到做實(shí)驗(yàn)時(shí)才會(huì)心中有數(shù)。例如：空氣壓縮引火實(shí)驗(yàn)，表面來(lái)看是比較簡(jiǎn)單的，實(shí)驗(yàn)儀器需要的是J2253型空氣壓縮引火儀、燃點(diǎn)較低的硝化棉，但是要想成功做好這個(gè)實(shí)驗(yàn)，就必須做好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作，也就是注意實(shí)驗(yàn)前在活塞處涂抹適量的凡士林或黃油加強(qiáng)密封，否則漏氣了實(shí)驗(yàn)就難以成功。那么如何檢查裝置是否漏氣呢？可大力、快速下壓活塞，松手后看活塞能否反彈到開始時(shí)的高度，若返回原來(lái)高度，則說(shuō)明儀器不漏氣；反之，儀器出現(xiàn)漏氣。又如，靜電演示實(shí)驗(yàn)，它的實(shí)驗(yàn)儀器是：驗(yàn)電器、玻璃棒、橡膠棒、絲綢、毛皮等，做這個(gè)實(shí)驗(yàn)不容易成功，主要是出現(xiàn)了漏電問(wèn)題，要做好這個(gè)實(shí)驗(yàn)，關(guān)鍵是如何防止漏電。常見的漏電原因主要是由于材料的絕緣性能不好引起的，而且由于靜電電壓高、帶電量少，使得靜電電荷很容易漏光；另外，玻璃棒和橡膠棒也不易保持住電荷，所以應(yīng)選擇有機(jī)玻璃。在進(jìn)行靜電實(shí)驗(yàn)演示前，必須對(duì)儀器進(jìn)行仔細(xì)檢查，所有絕緣部分（如絕緣導(dǎo)體的支桿支座、起電盤的手柄、驗(yàn)電器導(dǎo)電桿與外殼之間的絕緣塞等），都必須用絕緣性能良好的材料，如石蠟就很不錯(cuò)，不妨試一試?？傊?，實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作很重要，它關(guān)系到疑難實(shí)驗(yàn)的成功操作與否。

2.在實(shí)驗(yàn)中要保證實(shí)驗(yàn)步驟和操作方法正確

在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)的操作步驟來(lái)進(jìn)行，以及要采用正確的實(shí)驗(yàn)操作方法。由于高中學(xué)生好奇心強(qiáng)，自控力又不夠，往往一到實(shí)驗(yàn)室，就動(dòng)起手來(lái)，想怎么做就怎么做，不按實(shí)驗(yàn)的操作步驟進(jìn)行。教師若是視而不管的話，實(shí)驗(yàn)不但不會(huì)成功，而且還會(huì)損壞實(shí)驗(yàn)儀器，甚至傷害到實(shí)驗(yàn)本人或其他人。因此，為了確保實(shí)驗(yàn)安全、有序進(jìn)行，應(yīng)要求學(xué)生嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)的操作步驟和操作方法來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中仔細(xì)觀察，做好數(shù)據(jù)記錄。

3.培養(yǎng)學(xué)生“分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論”的能力

學(xué)生通過(guò)操作實(shí)驗(yàn)，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，想要得出結(jié)論往往不容易。有些學(xué)生即使得出了結(jié)論，也是不完全正確或不科學(xué)，甚至是不正確的。這時(shí)，教師可先引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)得出結(jié)論的模式：控制某一個(gè)因素不變→探究物理現(xiàn)象（或物理量）與另一因素的關(guān)系。如探究“牛頓第二定律”中F、m、a三者的關(guān)系時(shí)，當(dāng)m一定時(shí)，探究F與a的關(guān)系；當(dāng)F一定時(shí)，探究m與a的關(guān)系。

在實(shí)驗(yàn)中，教師應(yīng)不斷地通過(guò)舉例、示范，使學(xué)生掌握分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論的一般方法，方法掌握以后，經(jīng)多次訓(xùn)練，學(xué)生的能力就會(huì)逐漸提高。

總之，實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作很重要，它關(guān)系到疑難實(shí)驗(yàn)的成敗。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，教師在物理教學(xué)中應(yīng)充分發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)功能，培養(yǎng)學(xué)生多項(xiàng)能力和良好的科學(xué)態(tài)度，推動(dòng)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)向前發(fā)展。只有這樣，才能順利引導(dǎo)學(xué)生做好中學(xué)物理疑難實(shí)驗(yàn)。

（責(zé)任編輯 黃春香）endprint