實驗在物理教學(xué)中的重要性

楊成明

物理是一門以觀察和實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。目前，我們的學(xué)生普遍感到物理“難學(xué)”，知識點很抽象，不容易理解，因此，從身邊的物理現(xiàn)象入手，盡可能多做實驗，尤為重要。

一、認(rèn)清實驗教學(xué)的重要性

我們知道，興趣是最好的老師。學(xué)生只有對學(xué)習(xí)產(chǎn)生了興趣，才能更好地投入到學(xué)習(xí)中，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，真正成為學(xué)習(xí)的主人。任何一種教學(xué)上的輔助手段，都是為了學(xué)生能在輕松愉快的教學(xué)環(huán)境中去掌握新的知識，讓學(xué)生體會到學(xué)習(xí)所帶來的快樂。而物理實驗既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能讓學(xué)生感受學(xué)習(xí)帶來的快樂?？墒菍W(xué)生學(xué)習(xí)物理感到很困難，其原因之一就是物理實驗教學(xué)還很缺乏，尤其是農(nóng)村由于金費不足實驗器材還不到位。而在一些經(jīng)濟發(fā)達的國家，他們非常重視物理實驗教學(xué)和研究問題的方法，如日本初中物理的課時數(shù)只有75課時，但安排的學(xué)生實驗卻有20個，演示實驗有130個，并且絕大多數(shù)都是研究性實驗，基本形成以實驗為中心的課堂體系?？梢姡麄兊膶W(xué)生在實驗方面得到訓(xùn)練和能力培養(yǎng)比我國的學(xué)生多得多，他們學(xué)生的實驗心理素質(zhì)比我國中學(xué)生強?？上驳氖俏覈嚓P(guān)教育部門已經(jīng)充分認(rèn)識到這點，所以在當(dāng)前我國中學(xué)教育由應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變過程中，再次強調(diào)了實驗教學(xué)的重要位置并且落到了實處。如國家花大力氣為農(nóng)村學(xué)校免費完成了實驗室建設(shè)和“農(nóng)村四配套工程”等，國家的重視程度我們有目共睹。那作為教師我們更應(yīng)該與時俱進，除了完成書本上的指定實驗以外還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)實際，研究解決的方法，努力開發(fā)一些直觀的演示，同時在教學(xué)中引進近代物理學(xué)的某些思想方法和現(xiàn)代科學(xué)的新成就。這樣使教學(xué)內(nèi)容更加豐富，使學(xué)生的眼界更加開闊更容易接受。例如“分子間作用力”的演示，可在兩只乒乓球間夾上一段彈簧，球的外側(cè)套上橡皮筋，平衡時，引力等于斥力;增大球距時，引力大于斥力;縮小球距時，引力小于斥力。這樣不僅培養(yǎng)學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣，更多地拓寬學(xué)生視野豐富他們的想象，而且能有效地提高了學(xué)生的觀察能力、分析問題和解決問題的能力。

二、更新實驗教學(xué)的思路

演示實驗作為一種教學(xué)手段，是教師備課的重要內(nèi)容，需要教師認(rèn)真研究和準(zhǔn)備。有的教師輕視課前演示實驗的準(zhǔn)備工作，結(jié)果造成演示失敗或出現(xiàn)意想不到的情況，以致在課堂上手忙腳亂，“強行”讓學(xué)生接受結(jié)論，教學(xué)效果很不理想。造成這種情況的原因是多方面的，有的是思想認(rèn)識存在問題，對實驗教學(xué)不重視或持懷疑態(tài)度;有的是疏忽大意，以為實驗內(nèi)容簡單，以前做過或曾看見別人做過;還有的是怕麻煩。這些都是演示實驗教學(xué)的大忌。教師在課前首先要準(zhǔn)備好與實驗有關(guān)的全部儀器、材料。其次是在課前反復(fù)操作，直到熟練的地步，對于在實驗中可能出現(xiàn)的故障做到心中有數(shù)并能及時排除。第三是掌握演示時間，注意與教學(xué)進度緊密配合。第四是教師要考慮除大綱和教材中規(guī)定的演示實驗外，還可以適當(dāng)補充哪些小實驗，或?qū)ΜF(xiàn)有的實驗作必要的改進，以提高教學(xué)效果。例如在講解蒸發(fā)吸熱這一問題時，教師可用方座支架、小燒瓶、細玻璃管、有色水和小燒杯等組裝一個伽利略氣體溫度計，用它來演示蒸發(fā)吸熱現(xiàn)象比直接用普通溫度計演示現(xiàn)象清晰、直觀。第五是要考慮在演示過程中如何引導(dǎo)學(xué)生觀察，啟發(fā)學(xué)生思維，最大限度地發(fā)揮演示實驗的作用。

三、改革實驗教學(xué)的方法

1.注重引導(dǎo)學(xué)生觀察，觀察是實驗的第一步，也是創(chuàng)新的前提。觀察在生活中無處不在。案例一：在演示凸透鏡成像規(guī)律實驗時，可先讓學(xué)生細致觀察，然后出示以下問題：①本實驗需要研究觀察什么？怎樣觀察？觀察時光屏、透鏡、火焰三者的位置關(guān)系如何？②在光屏上會出現(xiàn)什么樣的像？③適當(dāng)改變距離后像的大小有何特點？光屏上是否一直都有像，若沒有是在什么情況下？為使學(xué)生養(yǎng)成細致觀察的習(xí)慣，培養(yǎng)他們的觀察能力，教師應(yīng)該在沒有出示以上問題時就讓學(xué)生自由觀察。待觀察一段時間后，老師再讓學(xué)生回答以上問題?？隙ㄓ胁糠謱W(xué)生觀察方法不當(dāng)，老師可指導(dǎo)學(xué)生重新觀察，這樣做一定可以大大激發(fā)學(xué)生的求知欲，掌握正確的觀察方法，從而留下深刻的印象。在觀察中，要引導(dǎo)同學(xué)討論觀察的方法和應(yīng)注意的問題?？梢蕴崾究吹降牟煌默F(xiàn)象是由不同的原因引起的，但是具體到是哪些原因，應(yīng)該由學(xué)生通過多次的實驗得出一定的結(jié)論，而不是老師在黑板上把各種條件羅列出，讓學(xué)生按部就班。那樣做實際限制了學(xué)生的思維，是不利于學(xué)生形成創(chuàng)新思維的。

2.要與學(xué)生緊密配合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。演示實驗本來就是教師利用課堂時間為學(xué)生演示，在操作的同時又引導(dǎo)學(xué)生對實驗進行觀察、思考和分析的一種物理實驗教學(xué)方式。在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式中，課堂演示實驗一般以教師為主體，學(xué)生僅僅是旁觀者，而且很多實驗學(xué)生根本看不清，特別是后邊的學(xué)生。不同程度的限制和阻礙了學(xué)生智能和潛能的發(fā)展，直接影響學(xué)生實驗心理素質(zhì)的提高也不利于其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，不能把學(xué)生當(dāng)作被動接收的“倉庫”，完全沒有發(fā)揮出演示實驗的作用，是不可取的。教師要在演示的同時引導(dǎo)學(xué)生觀察，不斷啟發(fā)提問，讓學(xué)生分析、討論，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使實驗結(jié)論合情合理地被推導(dǎo)出來。演示實驗時還要注意不僅要現(xiàn)象清楚，而且還要面向全體學(xué)生。教師要想方設(shè)法增大演示實驗的可見度。投影放大、機械放大、自制可見度大的儀器進行演示等都是常用的方法。甚至在實驗操作上讓學(xué)生積極參與，讓學(xué)生充分了解實驗的內(nèi)容，多次重復(fù)，加深印象，鞏固記憶。如讓學(xué)生上前來讀數(shù)或動一動手。案例二：在進行馬德堡半球演示時，先讓兩個“大力士”上來拉，不能將兩個半球拉開，打開活塞，讓空氣進入半球中，再讓兩個力氣最小的學(xué)生來拉，卻很輕松地將兩個半球分開了。兩相對比，說明大氣壓強不僅存在，而且還不小，全體學(xué)生都留下了深刻的印象。演示實驗在教師指導(dǎo)下讓學(xué)生參與，不僅有顯示學(xué)生實驗技能的機會，又能得到科學(xué)方法的訓(xùn)練及能力的培養(yǎng)，加深理解和掌握物理概念和規(guī)律，同時可領(lǐng)略物理學(xué)的思想，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法。

3.采用多種實驗方法，活躍學(xué)生思維。筆者認(rèn)為在幫助學(xué)生掌握實驗原理的基礎(chǔ)上，允許學(xué)生用不同的器材、不同的實驗步驟進行實驗。在實驗中，學(xué)生需要在各種因素中進行取舍，對所得信息進行篩選。這就要求學(xué)生在確定的目標(biāo)下，有全局觀點和善于妥協(xié)，在不同情況下善于應(yīng)變，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)變能力，使學(xué)生分析、抽象概括、綜合表達能力都得到訓(xùn)練和發(fā)展。

4.創(chuàng)設(shè)實驗問題，促進學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展創(chuàng)新教學(xué)的構(gòu)成要素是研究性、引導(dǎo)性、發(fā)現(xiàn)性、歸納性等有機的結(jié)合起來，這就要求教師在實驗中創(chuàng)造性的應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)方法和教學(xué)手段，將多種教學(xué)方法進行優(yōu)化組合，用“創(chuàng)造性的教”為學(xué)生“創(chuàng)造性的學(xué)”創(chuàng)造環(huán)境和條件。因此除了演示實驗和分組實驗之外，在學(xué)生的模型制作、游戲、調(diào)查小實驗活動中，也可以發(fā)展創(chuàng)造活動，鼓勵學(xué)生創(chuàng)造。

四、建立實驗教學(xué)評價中的意識創(chuàng)新

教師對教學(xué)目標(biāo)的完成情況進行評估，為制訂下一個目標(biāo)做準(zhǔn)備，這是一個學(xué)科目標(biāo)的結(jié)束。如果說學(xué)生已經(jīng)掌握了知識的重點、難點，形成了相應(yīng)的技能技巧，那么教師應(yīng)該對學(xué)生學(xué)習(xí)過程進行總結(jié)，學(xué)生掌握了什么，超越了什么？誰做得最好？由教師和學(xué)生總結(jié)這個經(jīng)驗，從而形成再創(chuàng)新能力，這個環(huán)節(jié)是必不可少的。在以往的教學(xué)評價當(dāng)中，往往是以學(xué)生的一次次考試的成績來評價每一個學(xué)生，在具有創(chuàng)新意識的教育教學(xué)過程中，這個評價方法自然也應(yīng)該有所改進，而實驗教學(xué)的評價似乎成了其中的重點。新的評價觀點應(yīng)該重視學(xué)生在實驗中解決問題的能力，在實際操作時就應(yīng)該努力避免死板、缺乏創(chuàng)造力的觀點，這也是我們努力的方向之一。

總之，創(chuàng)新教育能使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，開發(fā)智力提高素質(zhì)，增加了鍛煉的機會，增強了適應(yīng)社會發(fā)展的能力。而其在物理實驗教學(xué)中的具體實施，也會給我們培養(yǎng)大量的適應(yīng)現(xiàn)代化社會需要的人才提供一個可行的方式方法。