對物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的探究

趙世輝

物理是一門自然學(xué)科，又被稱為“自然哲學(xué)”，旨在通過研究大自然中的物質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從而提升人們認(rèn)識、改造自然，與自然和諧共處的能力。實(shí)驗(yàn)是對一些特殊現(xiàn)象的模擬，是一定條件下重現(xiàn)研究對象的一些特點(diǎn)及運(yùn)作規(guī)律，因此是物理中十分重要的內(nèi)容。

近年來，素質(zhì)教育的呼聲越來越高，教育工作者開始更多地反省教學(xué)的最終目標(biāo)。與傳統(tǒng)的純理論教學(xué)相比，實(shí)驗(yàn)教學(xué)以其獨(dú)特的實(shí)踐性、創(chuàng)新性、互動(dòng)性，成為提高學(xué)生綜合能力的重要手段。

一、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

1.教學(xué)時(shí)間不足，探究實(shí)驗(yàn)成為一種形式。實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)必須有充足的時(shí)間作保證，但是在階段每一節(jié)課的時(shí)間只有45分鐘，而且物理每周的課時(shí)又只有2—3節(jié)，要想很好地完成實(shí)驗(yàn)，達(dá)到探究目的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。所以在實(shí)際操作中，多數(shù)教師都是在說實(shí)驗(yàn)，甚至直接把結(jié)論“塞”給學(xué)生，使探究實(shí)驗(yàn)成為一個(gè)有名無實(shí)的空架子。

2.為了預(yù)定的結(jié)果，學(xué)生會(huì)主動(dòng)弱化自己的實(shí)踐能力。物理實(shí)驗(yàn)一般是由2人組成的小組協(xié)作進(jìn)行的，對于物理實(shí)驗(yàn)的好奇心驅(qū)使著學(xué)生搶著完成實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)步驟，但一節(jié)課下來，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了很多狀況，用錯(cuò)儀器，稱量不規(guī)范，打碎實(shí)驗(yàn)器材等最后導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想。時(shí)間久了學(xué)生會(huì)默契地推舉組內(nèi)一名動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，直至得到教師預(yù)定的結(jié)果。

3.教師的觀念守舊，與新課改不同步。由于教師一般工作量大，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)只是陪襯，不必花費(fèi)太多精力，因此一味注重理論的講授和解題能力的培養(yǎng)。更主要的是有些教師觀念落后，不認(rèn)同新課改精神，認(rèn)為應(yīng)試教育就是答好一張卷，其他的都沒有用。所以在教學(xué)中，形式單一，枯燥無味，學(xué)生也沒有真正理解實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)科中的重要性。

4.在遇到實(shí)際問題時(shí)學(xué)生不能靈活運(yùn)用已學(xué)物理知識解決，甚至不知道從何思考。階段的物理實(shí)驗(yàn)都是科學(xué)家們經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)操作過的成熟實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的許多問題都有過先例。學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的過程中也會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題，但是往往他們會(huì)很被動(dòng)地問老師，問實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)員該怎么辦，甚至還會(huì)慌張到無從下手。其實(shí)只要認(rèn)真思考，聯(lián)系曾經(jīng)學(xué)過的物理知識，自主解決問題的可能性就會(huì)增大，而且對該實(shí)驗(yàn)的記憶也會(huì)更深刻。如果只靠老師的幫忙，他們對實(shí)驗(yàn)的理解就會(huì)不深刻，更談不上培養(yǎng)解決問題的能力。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

1.提出問題。對學(xué)生來說，探究的問題主要應(yīng)從學(xué)生在課堂、實(shí)驗(yàn)室、家庭和日常生活中感興趣的現(xiàn)象中選取。教師要讓每個(gè)學(xué)生都清楚探究什么問題，讓學(xué)生調(diào)查、研究、探索。問題最好由學(xué)生自己提出來，必要時(shí)也可以由老師提出問題。這一要素的能力要求是能從日常生活、自然現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象的觀察中發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問題；并能書面或口頭表述這些問題：認(rèn)識到發(fā)現(xiàn)問題和提出問題對科學(xué)探究的意義。

2.準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)。從實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作入手，讓學(xué)生充分做好預(yù)習(xí)，給他們留一些有針對性的預(yù)習(xí)作業(yè)，讓學(xué)生在家中先了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方法，甚至自己實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論和規(guī)律。第二天到課堂上，老師再有效引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，由于準(zhǔn)備充足，因此實(shí)驗(yàn)效果很好，氣氛非常熱烈，既節(jié)省時(shí)間，又真正達(dá)到了探究目標(biāo)。

3.猜想與假設(shè)。這一要素是科學(xué)探究過程中需要學(xué)生思維最活躍的階段，尤其需要發(fā)散性思維。思維要發(fā)散并不是隨心所欲，而是要有依據(jù)地進(jìn)行猜想。依據(jù)也是多方面多形式的，在教學(xué)中可以引導(dǎo)學(xué)生從各個(gè)方面提出猜想。

4.制訂計(jì)劃和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。探究計(jì)劃應(yīng)包括探究的課題，實(shí)驗(yàn)器材和資料的準(zhǔn)備，探究的程序和過程，通過怎樣的分析整理得出探究結(jié)論，以及怎樣對探究過程進(jìn)行評估和反思，等等。

這一要素的能力要求是明確探究目的和已知條件，經(jīng)歷制訂計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程：嘗試選擇科學(xué)探究的方法及所需要的器材：嘗試考慮影響問題的主要因素，有控制變量的初步意識；認(rèn)識制訂計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)在科學(xué)探究中的作用。

5.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和搜集證據(jù)。應(yīng)讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)探究方案，利用觀察、實(shí)驗(yàn)和其他的方法和技術(shù)，收集數(shù)據(jù)、資料和信息。要讓學(xué)生對已有的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行科學(xué)分析和解釋，找出這些證據(jù)和探究的課題之間的關(guān)系，進(jìn)行科學(xué)的歸納和總結(jié)。這一要素的能力要求是能通過觀察和實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)；能通過公共信息資源收集資料；嘗試評估有關(guān)信息的科學(xué)性。

6.分析與論證。探究式教學(xué)中的“分析與論證”是指學(xué)習(xí)者在探究過程中，將實(shí)證與自己原有的知識聯(lián)系起來，運(yùn)用分析、綜合、歸納、演繹等科學(xué)研究方法，找到事件的因果關(guān)系或其他解釋，形成超越學(xué)生原有知識和當(dāng)前觀察結(jié)果的新的理解?！胺治雠c論證”是構(gòu)成探究式學(xué)習(xí)過程中的諸多要素之一。

7.得出結(jié)論。先分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或現(xiàn)象，然后找出它們的變化趨勢，最后將這種趨勢推廣到理想的情況。這一要素的能力要求是：能初步描述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或有關(guān)信息，能對收集的信息進(jìn)行簡單比較，能進(jìn)行簡單的因果推理，經(jīng)歷從物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)中歸納科學(xué)規(guī)律的過程，嘗試對探究結(jié)果進(jìn)行描述和解釋，認(rèn)識分析論證在科學(xué)探究中必不可少。

三、物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的方法

1.控制變量法。所謂控制變量法，就是在研究和解決問題的過程中，對影響事物變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制，使其中的一些條件按照特定的要求發(fā)生變化或不發(fā)生變化。它是指當(dāng)一個(gè)物理量與幾個(gè)因素都有關(guān)系時(shí)，我們要控制其他因素不變，只改變其中一個(gè)因素，研究物理量與這個(gè)因素的關(guān)系。再控制別的因素不變，改變其中的另一個(gè)因素，研究物理量和它的關(guān)系并最終解決所研究的問題。

2.觀察法。觀察是對事物和現(xiàn)象的仔細(xì)察看、了解。通過觀察能獲取信息，得到大量豐富的認(rèn)識事物和研究事物規(guī)律的要素，使人們?nèi)?、深入、正確地認(rèn)識事物。階段主要是觀察物理實(shí)驗(yàn)基本儀器、實(shí)驗(yàn)的設(shè)備和裝置，實(shí)驗(yàn)中的各種物理現(xiàn)象和數(shù)據(jù)、圖像、圖表、模型，以及教師的規(guī)范化實(shí)驗(yàn)操作。觀察作為思維的前哨，是獲取信息的直接來源和引發(fā)思維的按鈕，學(xué)生能否深入而細(xì)致地觀察，將直接影響探究性思維是否能夠形成。因此，在演示物理實(shí)驗(yàn)時(shí)教師應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生深入而細(xì)致地觀察。

3.轉(zhuǎn)換法?！┍容^抽象的看不見、摸不著的物質(zhì)的微觀現(xiàn)象，要研究它們的運(yùn)動(dòng)等規(guī)律，使之轉(zhuǎn)化為學(xué)生熟知的看得見、摸得著的宏觀現(xiàn)象來認(rèn)識，這種方法在科學(xué)上叫做“轉(zhuǎn)換法”。

四、結(jié)語

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)源動(dòng)力的激發(fā)，學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度的形成，觀察能力、思維能力、操作能力及創(chuàng)新能力的提高都大有裨益。在具體教學(xué)中，教師可采用各種方式提升學(xué)生的合作精神、自主意識與團(tuán)隊(duì)觀念，從而真正促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)的全方位提升。