實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的作用

周紅鋒 穆志勇

摘 要 物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。本文從物理實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生的求知欲望，可以培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和一絲不茍的科學(xué)精神幾個(gè)方面闡述了實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的作用；并針對(duì)如何提高物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果提出了筆者的看法和改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞 實(shí)驗(yàn) 物理教學(xué) 作用 措施

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

The Role of Experiments in Physics Teaching

ZHOU Hongfeng， MU Zhiyong

（Department of Mathematics and Physics， Lincang Teachers' College， Lincang， Yunnan 677000）

Abstract Physics is a science based on experiments. This paper discusses the role of experiments in physics teaching from the physical experiment can stimulate students' interest in learning， improve their desire for knowledge， you can cultivate students' comprehensive ability and rigorous scientific attitude and meticulous scientific spirit several aspects； and proposed personal views and improvements on how to improve the effect of experimental teaching.

Key words experiment； physics teaching； role. measures

物理實(shí)驗(yàn)是教育工作者有目的、有計(jì)劃地利用儀器、設(shè)備，在人為控制的條件下使物理現(xiàn)象反復(fù)再現(xiàn)，從而進(jìn)行觀測(cè)研究的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，對(duì)物理學(xué)的形成和發(fā)展起著根本性的作用，是物理學(xué)發(fā)展的源泉，也是檢驗(yàn)物理理論的唯一標(biāo)準(zhǔn)。①而在物理教學(xué)中運(yùn)用物理實(shí)驗(yàn)的目的就在于為學(xué)生學(xué)習(xí)物理創(chuàng)造一個(gè)鮮活、生動(dòng)、具體、直觀的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生從直觀、感性的現(xiàn)象和事例中獲取知識(shí)，提升教學(xué)效果，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、思考能力和創(chuàng)新能力，使學(xué)生得到全面發(fā)展。

1 實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的作用

1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)芗ぐl(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的求知欲望

興趣作為一種非智力的心理因素，對(duì)人的智力活動(dòng)和其他實(shí)踐活動(dòng)，有著積極的功能。它是發(fā)展思維，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的催化劑，是調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、自覺性和創(chuàng)新性的一種內(nèi)驅(qū)力，是學(xué)習(xí)和探究的先導(dǎo)，求知的動(dòng)力，成功的關(guān)鍵。學(xué)生的興趣總是在他們的創(chuàng)新欲望得到充分發(fā)揮時(shí)才能進(jìn)入最佳狀態(tài)。一個(gè)人的創(chuàng)新思維成果，無一不是在對(duì)所研究的問題產(chǎn)生濃厚興趣的情況下所取得的。因此，激發(fā)興趣是鑄造創(chuàng)新的階梯，是設(shè)計(jì)和建造培養(yǎng)創(chuàng)新能力的立交橋。要激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的興趣，使學(xué)生進(jìn)入“樂”學(xué)境界，這就要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生“我要學(xué)”的意愿。布魯納說過：“學(xué)習(xí)最好的刺激乃是興趣”。因此在教學(xué)中教師首先要?jiǎng)?chuàng)設(shè)問題情景，制造“懸念”，放手讓學(xué)生觀察、實(shí)驗(yàn)、思考，讓具體的事物，有趣的自然現(xiàn)象深深地吸引學(xué)生，激活學(xué)生思維，使其產(chǎn)生強(qiáng)烈的探求欲望。

物理實(shí)驗(yàn)具有真實(shí)、形象、生動(dòng)的特點(diǎn)，對(duì)中學(xué)生有很強(qiáng)的吸引力，極易喚起他們的直接興趣。如教師取出一只玻璃杯，讓學(xué)生向里面倒水，直到不能再倒為止。接著拿出幾盒回形針，問大家：可向水里放多少枚，而杯中水不會(huì)溢出來？讓學(xué)生輪流向杯子里輕輕放入回形針，同時(shí)一起計(jì)數(shù)，結(jié)果是可放200多枚！回形針快堆到杯子的一半高度，大家也發(fā)現(xiàn)水面彎曲得非常厲害。②新奇的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象常常出乎他們的意料，使同學(xué)們高度集中、興趣盎然，激起其強(qiáng)烈的求知欲望，使學(xué)生的興趣不只是停留在被觀察的現(xiàn)象上。

當(dāng)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)對(duì)物理產(chǎn)生濃厚興趣的時(shí)候，他們的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)強(qiáng)烈，在學(xué)習(xí)中會(huì)感到輕松愉悅，從而有利于其主動(dòng)獲取知識(shí)、掌握正確的科學(xué)方法，不斷體驗(yàn)“發(fā)現(xiàn)”與“戰(zhàn)勝困難獲得成功”的喜悅，增強(qiáng)學(xué)好物理的信心。更為重要的是由此可轉(zhuǎn)化為一種熱愛科學(xué)的態(tài)度和探索自然的志趣，這對(duì)學(xué)生的終身發(fā)展具有重要的意義。

1.2 實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，使學(xué)生全面發(fā)展

物理實(shí)驗(yàn)在物理教科書中有演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，還有隨堂實(shí)驗(yàn)。通過這些以動(dòng)手為主的學(xué)習(xí)活動(dòng)，可以改變了傳統(tǒng)教學(xué)的路子，不是先由教師介紹實(shí)驗(yàn)方法，然后教師演示或?qū)W生實(shí)驗(yàn)，最后分析總結(jié)得出結(jié)論；而是先讓學(xué)生進(jìn)行構(gòu)思然后學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，再用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，最后得出結(jié)論。

在這一探究過程中同學(xué)們通過閱讀實(shí)驗(yàn)資料，培養(yǎng)學(xué)生的閱讀、自學(xué)能力；通過感覺器官接受形象和數(shù)據(jù)信息，并傳送到大腦，一方面進(jìn)行思維加工，一方面輸出反饋信息、控制觀察和操作器官，以獲取更為廣泛和深刻的信息，這個(gè)過程可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和手腦并用的能力；在大腦中調(diào)出貯存的有關(guān)信息，進(jìn)行更深入的思維加工，從而加強(qiáng)了思維能力的培養(yǎng)；把思維加工的結(jié)果以語言和文字的形式表達(dá)出來，培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力；此外，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)常常以小組的方式進(jìn)行，可以培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和交際能力。③由此可見，實(shí)驗(yàn)是一種綜合能力的培養(yǎng)過程。

1.3 實(shí)驗(yàn)?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和一絲不茍的科學(xué)精神

科學(xué)方法和具體的科學(xué)概念、科學(xué)規(guī)律一樣，都是人類認(rèn)識(shí)自然和利用自然中積累的成果，素質(zhì)教育中非常重視“過程與方法”的課程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，把科學(xué)方法的學(xué)習(xí)放到與概念、規(guī)律的學(xué)習(xí)同等重要的地位。由于實(shí)驗(yàn)本身是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)踐過程，要想獲得實(shí)驗(yàn)的成功，必須做到精益求精、一絲不茍，來不得半點(diǎn)虛假，必須把各項(xiàng)活動(dòng)安排得井井有條，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事就是的態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)十分有益。在實(shí)驗(yàn)過程中也不總是一帆風(fēng)順的，學(xué)生通過想法設(shè)法克服困難去磨煉自己的意志。實(shí)驗(yàn)中還存在著豐富的辯證唯物主義等教育素材，對(duì)學(xué)生形成正確的科學(xué)觀起著促進(jìn)作用。我們不可低估實(shí)驗(yàn)在這方面的教育作用，從某種意義上來說，這種作用較之于學(xué)生掌握一些具體的知識(shí)和技能更為重要，對(duì)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)具有重要的意義。

2 如何提高物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果

2.1 加強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)，重視能力培養(yǎng)

目前，學(xué)生普遍認(rèn)為物理“難學(xué)”，教師“難教”，其原因之一就是物理教學(xué)中缺乏實(shí)驗(yàn)，因此我們對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，必須引起高度的重視。為了研究好這些課題，教師必須研究教材中哪些地方學(xué)生感到抽象、容易混淆、接受困難，并結(jié)合教學(xué)實(shí)際，研究解決的方法，努力開發(fā)一些直觀的演示，增強(qiáng)教學(xué)的直觀性，同時(shí)在教學(xué)中引進(jìn)近代物理學(xué)的某些思想方法和現(xiàn)代科學(xué)的新成就。這樣不僅能有效地提高了學(xué)生的觀察能力、分析問題和解決問題的能力，而且培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣，拓寬學(xué)生視野，豐富學(xué)生的想象力。

2.2 大膽地變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn)

物理課堂演示實(shí)驗(yàn)可分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和探索性實(shí)驗(yàn)，而大部分是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是對(duì)知識(shí)的正確與否加以驗(yàn)證，鞏固和加深對(duì)基本規(guī)律和基本原理的認(rèn)識(shí)。但是，對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度方面不能得到鍛煉，也不利于培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探索物理規(guī)律的能力，而探索性實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生思維能力、創(chuàng)造能力、自學(xué)能力、觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)芰敖鉀Q實(shí)際問題的能力有獨(dú)到的作用。正如愛因斯坦所說：“對(duì)真理的探索比占有更加寶貴”。因此，在教學(xué)中可把一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)變?yōu)樘剿餍缘膶?shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要盡量再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過程，多讓學(xué)生想想：“為什么要這樣做？”“換種方法行不行？”以此滲透物理思想，啟迪學(xué)生思路。讓學(xué)生用實(shí)驗(yàn)探索研究物理知識(shí)，學(xué)生由學(xué)知識(shí)變?yōu)橹鲃?dòng)探索自然規(guī)律，對(duì)知識(shí)學(xué)得更扎實(shí)更牢固，同時(shí)也使學(xué)生受到科學(xué)方法的熏陶。

2.3 想方設(shè)法優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段

實(shí)驗(yàn)手段單一、教學(xué)方法單調(diào)，也會(huì)讓學(xué)生注意力不集中、跟不上進(jìn)度，甚至只看別人做、自己不動(dòng)手，成為實(shí)驗(yàn)的看客，極大地影響教學(xué)效果。教師要想方設(shè)法優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，可以利用身邊的事物、常用教具進(jìn)行設(shè)計(jì)、演示和實(shí)驗(yàn)，也可以利用網(wǎng)絡(luò)媒體、實(shí)驗(yàn)軟件和多媒體手段，組織多媒體信息，形成合理的教學(xué)結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)優(yōu)化，使學(xué)生真正體會(huì)到物理學(xué)科的學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)生觀察及分析問題的能力。如應(yīng)用多媒體展示課堂實(shí)驗(yàn)無法演示的宏觀的、微觀的、極快的、極慢的物理過程，從而突破時(shí)間以及空間的限制，進(jìn)行逼真的模擬，靈活地放大或縮小物理場(chǎng)景，將物理過程生動(dòng)形象地展現(xiàn)于學(xué)生眼前，使學(xué)生認(rèn)識(shí)加強(qiáng)，理解透徹。例如：在進(jìn)行“并聯(lián)電路”的教學(xué)時(shí)，可采用逐漸改變電路連線顏色的動(dòng)畫方式展示電流的流動(dòng)方向與流動(dòng)過程，讓學(xué)生在視覺上對(duì)抽象的知識(shí)有直觀認(rèn)識(shí)，進(jìn)而理解了電路并聯(lián)這一比較抽象的概念。學(xué)生在動(dòng)畫的刺激下，始終保持著濃厚的學(xué)習(xí)興趣，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，收到了良好的效果。利用多媒體進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不但為教和學(xué)增添了信息的傳輸和接收通道，而且為教學(xué)創(chuàng)設(shè)了良好的情境，師生們置身于“情”、“景”中，以“物”思“理”，又以“理”認(rèn)“物”，這對(duì)物理的各種題型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)有著積極的意義。

3 結(jié)束語

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，只有應(yīng)用和發(fā)揮好實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的作用，才能讓物理教學(xué)過程變得輕松有趣，才能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中獲得全面發(fā)展，才能讓素質(zhì)教育落到實(shí)處。

注釋

① 中華人民共和國(guó)教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）[M].北京：人民教育出版社，2003.

② 金培珍，仲扣莊等.趣味物理實(shí)驗(yàn)表演的設(shè)計(jì)與組織[J].教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn)，2003.

③ 閻金鐸，郭玉英.中學(xué)物理教學(xué)概論[M].高等教育出版社，2009.