物理實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的重要作用

梁良

摘 要： 物理是一門(mén)以觀察、實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分。新課程教材非常重視實(shí)驗(yàn)，力求通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究引入概念，得出規(guī)律，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想，培養(yǎng)興趣和能力，體現(xiàn)初中物理教學(xué)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞： 物理實(shí)驗(yàn) 物理教學(xué) 動(dòng)手能力 探究能力

物理課程標(biāo)準(zhǔn)要求以提高全體學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)為主要目標(biāo)，貫徹從生活走向物理、從物理走向社會(huì)的基本理念，注重科學(xué)探究，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、實(shí)踐能力及創(chuàng)新意識(shí)[1]。

物理是一門(mén)以觀察、實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，物理規(guī)律都是在觀察和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，認(rèn)真總結(jié)和思考得來(lái)的。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分。新課程教材非常重視實(shí)驗(yàn)，力求通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究引入概念，得出規(guī)律，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想，培養(yǎng)興趣和能力，體現(xiàn)初中物理教學(xué)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的特點(diǎn)。如何在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中落實(shí)《標(biāo)準(zhǔn)》的要求？下面我結(jié)合自己在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)踐淺談如下。

一、利用好引課小實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

學(xué)生有濃厚的學(xué)習(xí)興趣是學(xué)好物理的關(guān)鍵。一堂物理課能否成功，新課引入是關(guān)鍵。利用簡(jiǎn)單的物理實(shí)驗(yàn)，能夠有效引起學(xué)生的注意，激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的興趣。例如在學(xué)習(xí)“流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”一課時(shí)，通過(guò)“吹面粉”實(shí)驗(yàn)，探究面粉為什么會(huì)被吹到臉上？再如在學(xué)習(xí)“大氣壓強(qiáng)”一課時(shí)，大氣壓強(qiáng)看不見(jiàn)、摸不著，學(xué)生理解起來(lái)比較困難。借助“瓶吞蛋”實(shí)驗(yàn)，探究雞蛋是在什么作用下進(jìn)入燒瓶中的？在“大氣壓扁易拉罐”實(shí)驗(yàn)中，易拉罐為什么會(huì)被壓扁，是被什么壓扁的？奇跡般的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象一下子把學(xué)生集中引入探究“為什么”的情境，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。又如在講述光的折射一節(jié)時(shí)，先做一個(gè)“硬幣浮起來(lái)了”的實(shí)驗(yàn)：在臉盆里放一枚硬幣，移到恰好看不到硬幣的位置為止，然后慢慢地向臉盆里灌水，學(xué)生漸漸地看到沉在盆底的硬幣“浮”了起來(lái)。學(xué)生興趣盎然，驚奇不已，紛紛探討其所以然。這些小實(shí)驗(yàn)?zāi)芤饘W(xué)生的注意，通過(guò)對(duì)物理現(xiàn)象的觀察，不僅提高學(xué)生的觀察能力，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，滿足學(xué)生的求知欲望，而且為新課的推進(jìn)做好鋪墊。

二、借助學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。

在物理教學(xué)過(guò)程中，有很多的演示實(shí)驗(yàn)由于實(shí)驗(yàn)的可視性較差，學(xué)生的主動(dòng)性無(wú)法充分發(fā)揮。蘇霍姆林斯基說(shuō)：“學(xué)生的聰明才智來(lái)源于他的手指頭?！边@一針見(jiàn)血地點(diǎn)明了動(dòng)手的重要作用。學(xué)生一旦感知到他從未見(jiàn)到或意想不到的物理現(xiàn)象時(shí)，一般都會(huì)產(chǎn)生躍躍欲試的積極和沖動(dòng)，希望尋求原因，形成探究行為的意向，因此要鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。例如在“研究壓力作用效果與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生自己動(dòng)手感知什么叫壓力的作用效果，與哪些因素有關(guān)。通過(guò)感知，學(xué)生可以輕松地理解壓強(qiáng)的概念。再如在“變阻器”一課中，學(xué)生對(duì)滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)有一定的難度。為了突破這一難點(diǎn)，讓學(xué)生猜測(cè)變阻器的六種連接方法，列出可能情況，然后引導(dǎo)學(xué)生分步驟地進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)行比較討論，總結(jié)出物理規(guī)律。由于充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主動(dòng)性，讓學(xué)生由“被動(dòng)”變“主動(dòng)”，既激發(fā)了學(xué)生的探究熱情，提高了動(dòng)手能力，又收到了極好的教學(xué)效果，一舉多得。

三、充分利用探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神。

科學(xué)探究使學(xué)生從被動(dòng)接受知識(shí)向主動(dòng)獲取知識(shí)轉(zhuǎn)化，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神。

科學(xué)探究的形式是多種多樣的，其要素有：提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制訂計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與搜集證據(jù)、分析與論證、評(píng)估、交流與合作。一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)可以涉及所有要素，也可以只涉及部分要素。

1.讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

通過(guò)參與科學(xué)探究活動(dòng)，學(xué)習(xí)擬訂簡(jiǎn)單的科學(xué)探究計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)方案；明確探究的目的和已有條件，經(jīng)歷制訂計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程；嘗試選擇科學(xué)探究的方法及所需的器材。例如在“探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與兩端電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，教師提出問(wèn)題：通過(guò)導(dǎo)體的電流與兩端電壓有怎樣的關(guān)系？學(xué)生相互討論，提出猜想和假設(shè)：電壓越大，電流越大，通過(guò)制訂計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)猜想。這個(gè)實(shí)驗(yàn)需要解決三個(gè)問(wèn)題：①如何控制電阻一定？②怎么改變電阻兩端的電壓？③電路中的電流如何觀察？學(xué)生相互討論選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材，制訂合適的實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，學(xué)生不僅鞏固了之前學(xué)習(xí)的電流、電壓、電阻的基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)三者的關(guān)系有了更透徹的認(rèn)識(shí)，而且提高了書(shū)面或口頭表達(dá)能力、觀察能力、動(dòng)手能力及協(xié)作能力。

2.進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的合作探究能力。

新課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要讓學(xué)生經(jīng)歷探究過(guò)程，學(xué)習(xí)探究方法，培養(yǎng)探索精神、實(shí)踐能力及創(chuàng)新意識(shí)。在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)中，我們采用“小組合作探究”的學(xué)習(xí)方式，具有一定的實(shí)效性。例如在探究“浮力的大小與什么因素有關(guān)？”的實(shí)驗(yàn)中，首先分組討論，猜想影響浮力大小的因素，接下去的環(huán)節(jié)是驗(yàn)證猜想。由于學(xué)生的合理猜想有多個(gè)，例如質(zhì)量、深度、液體密度、排開(kāi)液體的體積等，要逐個(gè)進(jìn)行探究需要時(shí)間較長(zhǎng)，此時(shí)就以小組為單位，分別有重點(diǎn)地落實(shí)以上其中的一個(gè)任務(wù)或兩個(gè)任務(wù)，學(xué)生在小組長(zhǎng)的帶領(lǐng)下自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中獲得感知，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、對(duì)比、概括、小組內(nèi)或小組之間討論，最后共同歸納結(jié)論。

學(xué)生通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析與論證得出結(jié)論，回顧實(shí)驗(yàn)操作，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估。最后各個(gè)小組把實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果寫(xiě)成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并分別在班上報(bào)告本組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行交流與合作。通過(guò)小組實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生求知欲望，促進(jìn)學(xué)生掌握知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度、探索精神，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、合作探究能力。

四、利用身邊物品做實(shí)驗(yàn)，讓物理實(shí)驗(yàn)與社會(huì)生活相結(jié)合。

著名物理教育家朱正元教授曾說(shuō)“壇壇罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”，就是說(shuō)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要大力倡導(dǎo)做簡(jiǎn)單易行的替代性實(shí)驗(yàn)。

學(xué)生在日常生活中，多觀察生活中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，利用和制作生活中的一些簡(jiǎn)單實(shí)用的實(shí)驗(yàn)器材，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，真正實(shí)現(xiàn)從生活走向物理、從物理走向社會(huì)的新課程理念。例如利用塑料瓶啟發(fā)學(xué)生做很多的物理實(shí)驗(yàn)：①探究液體壓強(qiáng)與深度的關(guān)系。②光的直線傳播。③研究光的折射現(xiàn)象。④連通器等。又如利用石墨和燈泡中的玻璃，既可研究電阻與溫度的關(guān)系，又可研究絕緣體與導(dǎo)體間沒(méi)有嚴(yán)格的界限，可以相互轉(zhuǎn)化；利用廢舊墨水瓶和吸管制成“微小形變演示器”，探究固體形變；把一個(gè)盛有紅色墨水的密閉小薄塑料瓶制成“浮沉子”放入水中，觀察“紅色水球”的懸浮狀態(tài)，研究潛水艇浮沉條件等。讓學(xué)生利用身邊材料呈現(xiàn)物理現(xiàn)象，更容易引起學(xué)生知覺(jué)的集中，引發(fā)學(xué)生認(rèn)知的興趣和欲望，在參與的過(guò)程中獲得情感體驗(yàn)，在動(dòng)手動(dòng)腦的過(guò)程中感受物理，覺(jué)得物理知識(shí)就在生活中，并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，將物理知識(shí)運(yùn)用到社會(huì)和生活中，真正做到讓物理從生活中來(lái)，到生活中去，讓物理知識(shí)服務(wù)于生活，服務(wù)于社會(huì)。

綜上所述，隨著教學(xué)改革的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)教學(xué)得到逐步加強(qiáng)，但是總體來(lái)說(shuō)，在中學(xué)物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)仍是薄弱環(huán)節(jié)，極大地影響物理教學(xué)質(zhì)量的提高，與時(shí)代發(fā)展對(duì)人才的要求很不適應(yīng)。因此，對(duì)教師而言，有必要改變教育觀念，從更深的層次認(rèn)識(shí)物理實(shí)驗(yàn)的地位和作用。加強(qiáng)試驗(yàn)和教學(xué)的結(jié)合，讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)在物理教學(xué)中發(fā)揮重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)教育部制定.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn).北京師范大學(xué)出版社，2011.