物理課堂教學(xué)對物理實(shí)驗(yàn)的啟示

劉治宏

【摘 ? ?要】實(shí)驗(yàn)是人們設(shè)計(jì)檢驗(yàn)一個理論或證實(shí)一種假設(shè)而進(jìn)行的一系列操作或活動。在新課標(biāo)提出的條件下，物理對學(xué)生們掌握實(shí)驗(yàn)的能力也提出了更高的要求。這就需要物理教師在日常的教學(xué)活動中，結(jié)合課堂教學(xué)的實(shí)例，不斷地完善教學(xué)方法，從教師和學(xué)生兩個方面考慮到實(shí)驗(yàn)的可行性和覆蓋性。

【關(guān)鍵詞】高中物理 ?課堂教學(xué) ?物理實(shí)驗(yàn)

中圖分類號：G4 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2015.02.010

新的課程改革以來，學(xué)校越來越注重培養(yǎng)高中生的實(shí)踐能力。而物理作為一個實(shí)踐性和理論性特別強(qiáng)的學(xué)科，單純地依靠教師在講臺和黑板上演算和論證物理理論是不切實(shí)際的。另一方面，隨著國家對素質(zhì)教育的大力支持，過去存在的實(shí)驗(yàn)器材缺乏的狀況已經(jīng)逐步得到了改善。在新形勢下，筆者認(rèn)為，高中物理課堂教學(xué)應(yīng)努力培養(yǎng)和提高學(xué)生們的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，讓理論和?shí)踐相結(jié)合，以下主要談?wù)務(wù)n堂教學(xué)中物理實(shí)驗(yàn)要注意的問題。

一、學(xué)生課前預(yù)習(xí)熟識物理理論

在物理課堂教學(xué)中，教師發(fā)揮的是主導(dǎo)作用，學(xué)生發(fā)揮的是主體作用。由于現(xiàn)實(shí)中的主客觀關(guān)系，學(xué)生必須在課前預(yù)習(xí)了解相關(guān)的物理專業(yè)知識。區(qū)別于文科的易懂性，高中的物理知識是需要學(xué)生深刻認(rèn)真的預(yù)習(xí)的。學(xué)生們只有在課下了解弄清了實(shí)驗(yàn)的物理理論，從學(xué)術(shù)上論證了該種理論或者假設(shè)的正確性或者可能性，才能深入地專注于物理實(shí)驗(yàn)中，并能有效地提高物理實(shí)驗(yàn)的效率。也能在某種程度上督促學(xué)生熟記實(shí)驗(yàn)的步驟和要領(lǐng)。而在現(xiàn)實(shí)中，經(jīng)常會發(fā)生部分學(xué)生由于不重視和粗心導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)步驟和細(xì)節(jié)的錯亂，進(jìn)而影響整個實(shí)驗(yàn)的成功的情況。

首先，物理教師在課堂教學(xué)中要細(xì)致地講解實(shí)驗(yàn)的過程和實(shí)驗(yàn)的注意細(xì)節(jié)，讓學(xué)生們在腦海中記住實(shí)驗(yàn)的一系列操作，并通過這些實(shí)驗(yàn)講解和所學(xué)的物理知識，進(jìn)行學(xué)術(shù)論證。這時，物理教師要把握整個教學(xué)節(jié)奏，保證班級上大多數(shù)學(xué)生能夠跟得上自己的教學(xué)速度，進(jìn)而理解將要做的實(shí)驗(yàn)的理論。這一點(diǎn)是極其重要的，它關(guān)系到學(xué)生們在接下來的物理實(shí)驗(yàn)的完成度，例如，在學(xué)習(xí)驗(yàn)證機(jī)械能守恒原理時，教師首先與學(xué)生討論出原理的影響因素，繼而一步步地論證公式mgh=1/2mv2的合理性，使學(xué)生在教學(xué)活動中學(xué)會和掌握這種理論。

其次，學(xué)生要提高自己學(xué)習(xí)的自主性，在了解和弄懂物理實(shí)驗(yàn)理論的基礎(chǔ)上，牢記與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)器材。例如，在驗(yàn)證物體做自由落體運(yùn)動時，要準(zhǔn)備好各類器材。如打點(diǎn)計(jì)時器、紙帶、重錘、米尺、鐵架臺、燒瓶夾、低壓交流電線和導(dǎo)線，保證在實(shí)驗(yàn)之前各類器材的完備。同時，要保證實(shí)驗(yàn)開始前對實(shí)驗(yàn)步驟的熟識，并要有良好的心態(tài)。成功的實(shí)驗(yàn)是各種主客觀因素聯(lián)合作用的結(jié)果，只有在實(shí)驗(yàn)前充分做好了準(zhǔn)備，物理實(shí)驗(yàn)才能有序、有質(zhì)的得以開展。

二、教師與學(xué)生實(shí)驗(yàn)中交流

在真正的物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的過程中，面對隨時都有可能出現(xiàn)的問題，物理教師和學(xué)生要積極地交流。學(xué)生離不開教師的指導(dǎo)，教師也不能完全放任學(xué)生去做實(shí)驗(yàn)。因?yàn)橛袝r要考慮到物理實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性。所以，在論證理論的實(shí)驗(yàn)過程中，物理教師與學(xué)生是合作者的關(guān)系。

首先，物理教師要把握好實(shí)驗(yàn)的度。其中涉及到學(xué)生與學(xué)生之間的配合度、學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的專注度、實(shí)驗(yàn)潛在的危險(xiǎn)度以及學(xué)生與教師的交流度。物理教師在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的時候，除了在實(shí)驗(yàn)臺前進(jìn)行演示外，更加側(cè)重的是關(guān)注學(xué)生們在實(shí)驗(yàn)時的狀況。在實(shí)驗(yàn)中，教師可以將學(xué)生們分成幾個小組，對實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)情況的小組要耐心地予以輔導(dǎo)和指正。例如，在進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)時，教師一方面要保證學(xué)生們的安全，另一方面，要積極引導(dǎo)學(xué)生們考慮多種情況下測量電路的方法，并且要選擇合適的電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器。在保證實(shí)驗(yàn)的正確性、安全性、方便性和精確性的同時，要兼顧實(shí)驗(yàn)的誤差、儀器、耗電等各方面的綜合因素。讓學(xué)生在實(shí)際的物理實(shí)驗(yàn)中學(xué)會實(shí)驗(yàn)的方法，并從中領(lǐng)悟到物理實(shí)驗(yàn)的重要性。

同時，學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)的過程中，不能不懂裝懂，還要學(xué)會與其他學(xué)生之間的合作與配合。由于物理實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜性，理論在實(shí)驗(yàn)中有時會不可避免出現(xiàn)問題或者誤差，學(xué)生們這時要積極地請教物理教師，詢問在實(shí)驗(yàn)中遇到的問題。通過與教師的問答交流，學(xué)生既能解開心中的疑惑，又可以積累經(jīng)驗(yàn)，為以后熟練地掌握物理實(shí)驗(yàn)的要領(lǐng)打下扎實(shí)的基礎(chǔ);另一方面，學(xué)生與學(xué)生之間也要相互進(jìn)行交流。由于大家的水平都差不多，分在一組的成員之間就可以共同探討實(shí)驗(yàn)中的問題，“三人行必有我?guī)熝伞?，有序的團(tuán)隊(duì)合作有時會取得意想不到的效果。同時，小組與小組之間也可以在實(shí)驗(yàn)時進(jìn)行交流，可能每個團(tuán)隊(duì)關(guān)注的重點(diǎn)不同，所以，團(tuán)隊(duì)與團(tuán)隊(duì)之間的交流也會擴(kuò)展學(xué)生們之間的物理知識。實(shí)踐出真知，很多時候，在物理實(shí)驗(yàn)中，教師與學(xué)生的互相交流，能使物理原理在實(shí)驗(yàn)的證明中更清晰，從而達(dá)到更好的教學(xué)效果。

三、學(xué)生試驗(yàn)后提出問題和總結(jié)

當(dāng)物理實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后，教師還要指導(dǎo)和要求學(xué)生針對這次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。而這在某種程度上，是對物理知識的再次歸納整理和深度拓展。這不僅能鞏固學(xué)生們對物理知識的掌握，更從長遠(yuǎn)的角度，培養(yǎng)了學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)和工作中良好的習(xí)慣，而這是相當(dāng)受用的。

首先，學(xué)生們應(yīng)從本次物理實(shí)驗(yàn)的角度出發(fā)，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。包括實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在寫作總結(jié)的過程中，學(xué)生們可以復(fù)習(xí)課堂上物理知識的學(xué)習(xí)，又從實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域轉(zhuǎn)回到學(xué)術(shù)理論上，實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)習(xí)和研究的完整過程。一定程度上，這會對培養(yǎng)高中生們物理思維產(chǎn)生直接和深遠(yuǎn)的影響。同時，該類物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告總結(jié)，不僅僅是適用于物理學(xué)科類實(shí)驗(yàn)，它也同樣應(yīng)用于其他理科類實(shí)驗(yàn)，甚至是文科類方法總結(jié)。

再者，學(xué)生們要大膽提出問題，要具有懷疑和創(chuàng)新精神。學(xué)生要從問題中得出物理實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，并根據(jù)這些經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行深入的實(shí)驗(yàn)和理論論證。同時，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后，學(xué)生要善于總結(jié)各類物理實(shí)驗(yàn)的方法，如等效法、轉(zhuǎn)換法、累計(jì)法、模擬法和控制變量法等等。從各類方法中體會物理實(shí)驗(yàn)的樂趣，在物理課堂的教學(xué)活動過程中，實(shí)現(xiàn)物理知識的鞏固與相關(guān)物理常識的飛躍。

隨著科技的日新月異，社會對實(shí)用型人才的需求也越來越大。新課改正是在這樣的時代背景下，要求國家和學(xué)校要重視實(shí)驗(yàn)的作用。所以，對高中物理教師而言，要結(jié)合自己的物理專業(yè)知識，針對高中階段的學(xué)生，有組織、有步驟、有效率地引導(dǎo)學(xué)生們進(jìn)行課堂上的物理實(shí)驗(yàn)，要提高學(xué)生們學(xué)習(xí)物理的熱情和興趣，從物理實(shí)驗(yàn)中獲得眾多的物理理論知識。