淺談中學物理實驗教學

普宏強

摘 要：在義務教育階段，物理教學不僅應該注重科學知識的傳授和技能的訓練，注重將物理實驗與教學內容緊密聯(lián)系，重視對學生終身學習愿望、科學探究能力、創(chuàng)新意識以及科學精神的培養(yǎng)。物理實驗的重要性以及物理實驗如何推動社會的發(fā)展，最后介紹了教師如何在課堂上教好物理實驗課、學生如何學好物理實驗課。

關鍵詞：物理實驗重要性；中學實驗教學；教師業(yè)務素質；實驗技能培養(yǎng)

中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2016）14-057-02

引言：物理學是一門以實驗為基礎的自然科學。在漫長的學科發(fā)展的道路上，幾乎每時每刻，每個理論的誕生，每個新的發(fā)現(xiàn)，都有著實驗的蹤影。人們也在實驗中不斷的深化一個個知識，并把這些知識應用到我們的日常生活中，正是一個個物理學知識的應用，使我們今天的生活每天都發(fā)生著日新月異的變化。我們在物理學的幫助下，有了電話、電視、電腦等等，不斷涌現(xiàn)的新型科技產品讓我們今天的生活相比與古人變得更加舒適、簡單、便捷和多彩！物理學在我們生活中無處不在，是與現(xiàn)實生活極為緊密相連的一門自然科學。

一、物理實驗為何要改革

傳統(tǒng)教學模式并沒有讓孩子感受到物理學離我們如此的近，并沒有感受到物理學作為一門實驗學科的探究特點。甚至，由于教材本身的編寫問題，讓我們的學生覺得物理課上所描述的一切除了抽象難懂的理論，就是不切實際的假象，使得孩子們在學習的興趣上漸漸遠離了這門學科。過去的實驗地位只是理論教學的一個補充，對于實驗的重視不夠！另一方面，演示實驗多，學生自己動手的實驗較少，使得學生遠離物理學學習中最為有趣，也最為有魅力的一環(huán)。傳統(tǒng)的教材對于實驗的要求過于具體。使得實驗的開展不能十全十美！而中學物理實驗是實現(xiàn)物理教學目標的基本手段，是實現(xiàn)手、眼、腦綜合運用的過程。物理教學大綱明確規(guī)定了實驗教學的任務，并把培養(yǎng)學生的實驗技能作為中學物理教學的目的之一，力求通過實驗來加強中學物理的教學，提高教學效果，培養(yǎng)學生的觀察能力、操作能力、分析能力。在提倡素質教育的今天，強化實驗教學的需要顯得更加突出，尤為重要。

現(xiàn)行的中學物理新課程改革旨在進一步提高學生的科學素養(yǎng)，而科學精神中的探究精神、創(chuàng)新精神、獨立精神等在物理實驗中學生都可以得到充分的訓練和培養(yǎng)。綜上所述，中學物理實驗的新課改勢在必行。

二、舊實驗教材的弊端

教材的改革未必就代表著新課改的順利實行。從其他已經(jīng)實行新課改的學校來說，仍然有著一些問題，學校和教師受傳統(tǒng)教育的影響，普遍存在重理論輕實驗的思想，對實驗普遍不夠重視，認為其可有可無。相當數(shù)量的教師少做或不做實驗， 放棄了運用實驗的直觀教學方法，這一現(xiàn)象必將嚴重妨礙培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才，這樣教出來的學生遇到實物束手無策，不知如何動手。教師在實驗教學的組織上，在物理成績的考核上都存在著諸多問題：實驗教學模式僵化，教學模式不利于提高學生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力、不利于引導學生突破思維定式、不利于創(chuàng)新思維和方法的形成、不利于學生智能的發(fā)展；教學方式呆板，沒有給學生留出足夠的實驗時間和空間，物理實驗教學的基本原則不能得到充分體現(xiàn)。甚至有的學校的實驗做得比原來更少了。究其原因，過去教材中明確規(guī)定了哪些實驗是演示實驗，哪些是學生實驗，考試說明也明確規(guī)定了實驗的考試范圍。因此，過去的實驗目的、實驗手段、實驗方法相對比較明確，一些硬性規(guī)定的實驗，教師不得不做或組織學生做。但新課程沒有像過去那樣規(guī)定“必做必考”的實驗，而是把它融合在課程標準里了，穿插在每個章節(jié)之中，幾乎每節(jié)課都有實驗或“說一說”、“做一做”。其目的是增強物理教學的趣味性、創(chuàng)造性和探究性。新課程也沒有規(guī)定用什么器材、什么方法，其目的是強調實驗的設計，提高學生的心智技能。

三、對新課改物理實驗的看法

1、要切實轉變實驗教學觀念

物理實驗教學的現(xiàn)狀很大程度上與過去的觀念有關，要促進實驗教學的發(fā)展，轉變教學觀念是關鍵。只有學校領導樹立全新的觀念，才能在課程設置、經(jīng)費投入、師資調配和其他相關方面充分考慮到物理實驗教學的實際需要，并在一定程度上對實驗教學改革給予保證，才能優(yōu)化實驗資源，充分發(fā)揮實驗教學的最大功效。只有教師認真學習新課程理論，才能明確實驗教學的新目的和新要求。新課標中的實驗教學也是三維目標，知識與技能中的技能，過去理解主要是操作技能，其實心智技能更重要。歷史上的有名的實驗之所以有名，都是因為設計巧妙，而不是因為操作者的手藝多么熟練。只有讓學生知道素質教育的內涵，才能使他們從追求短期學生成績的片面認識中轉變過來，給我們物理教師一個廣闊的發(fā)揮才干的空間，使我們能自由地投身于物理實驗教學改革中去，充分發(fā)揮主觀能動性，在教學中大膽采用創(chuàng)新教學方法。

2、有效改變傳統(tǒng)教育模式

傳統(tǒng)的物理教學，主要是以教師為中心的教育觀，把物理實驗教學作為教師傳授知識，學生理解和鞏固知識的輔助教學手段，這必然會出現(xiàn)只注重書本理論、忽視實驗教學的現(xiàn)象。而以學生綜合發(fā)展為中心的教學觀，則把物理實驗教學作為整個物理教學的一個重要環(huán)節(jié)，啟發(fā)學生主動地獲取知識，培養(yǎng)和發(fā)展學生的能力。因此，要真正促進物理實驗教學的發(fā)展，真正發(fā)揮實驗在物理教學中的作用，就必須改變傳統(tǒng)教育模式，創(chuàng)設新的實驗教育情境，要以學生的綜合發(fā)展為中心。新課程標準對“培養(yǎng)學生的實驗操作技能”提出了明確的教學目標，對中學生應該掌握的物理常見實驗方法做了具體的說明。如何通過中學物理教學使學生掌握技能、熟悉方法是我們每一位物理教師必須認真思考的問題。筆者認為新的教學模式下學生實驗技能的培養(yǎng)可以有三種方法：一是文本的研讀學習，二是模仿體驗，三是創(chuàng)新使用。中學物理中常見的實驗方法有：控制變量法、轉換法、歸納法、等效替代法、放大法等；在數(shù)據(jù)處理上有：列表分析法、圖像分析法、描跡法等。在具體的物理教學中如何落實這些物理方法的教學，主要是通過物理原理的分析，使學生理解物理實驗方法。教學中要鼓勵學生自制實驗儀器，并嘗試用自制儀器進行實驗，要鼓勵學生改進實驗方法完善實驗步驟，這樣既培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力又有利于學生真正理解實驗原理和方法，明白實驗設計的環(huán)節(jié)，從而體會到各種實驗方法的美妙。

3、著力提高教師自身素質

物理教師要真正運用好物理實驗教學，使之為提高教學質量發(fā)揮出獨特的作用，就需要教師具備良好的實驗教學素質。作為一名物理教師就要不斷的學習掌握應有的實驗能力和知識，要有物理學理論，要有教育學、心理學和教學法的知識，還必須腳踏實地親手實踐，要有刻苦鉆研和勇于創(chuàng)新的精神。同時，我們教師還要對物理教學中的疑難實驗進行專題學習和研究，對一些現(xiàn)有實驗進行改進等，還應該接受新的實驗理論，新的實驗思想，并及時應用于指導自己的物理實驗教學實踐。

四、學生實驗技能培養(yǎng)的方法

1、培養(yǎng)學生使用基本儀器的技能

掌握基本儀器的使用，是做好物理實驗的基礎?；緝x器主要有：刻度尺、量筒、游標卡尺、螺旋測微器、秒表、天平、溫度計、測力計、壓強計、安培表、伏特表、滑動變阻器、電阻箱、萬用表歐姆檔等。物理大綱要求“學會正確使用儀器進行觀察、測量和讀數(shù)”。要讓學生了解這些儀器的構造、原理、用途，掌握儀器的量程、使用方法和使用規(guī)則，以達到熟練地、正確地讀數(shù)，在介紹這些基本儀器使用方法時，應抓住各種基本測量儀器的共性來加以指導。

各種基本測量儀器都有一定的量程。必須要求學生在使用各種基本儀器前，搞清儀器的量程，并且能估計被測對象的情況，選用適當量程，避免超過量程而可能損壞儀器。

使用測量儀器前通常都要調節(jié)零點或校正零點，否則測出的數(shù)據(jù)就不準確。如：“對安培表、伏特表等應學會調整零點”。因此，必須使學生養(yǎng)成使用基本測量儀器前調節(jié)零點的習慣。

會正確讀數(shù)。要讓學生掌握讀數(shù)的一般方法，關鍵是會讀出儀器的最小刻度值，會從最小刻度之間估計出一位有效數(shù)字。同時，要學會正確讀數(shù)的姿勢。如：從量筒上讀數(shù)時，眼視線應與液面保持相平，不能仰視或俯視，若是凹液面就要讀凹處，凸液面就要讀凸處，從安培表、伏特表讀數(shù)時，視線應與刻度盤垂直，并且正對指針，估計讀數(shù)四舍五入等。

根據(jù)儀器的構造原理，掌握它的使用方法和使用規(guī)則。如：天平是根據(jù)桿杠的平衡條件制成的，因此，使用前和稱量時都要做到橫梁平衡，同時必須嚴格保護刀口，要讓學生理解保護刀口的重要性，從而自覺遵守使用方法和規(guī)則；溫度計是利用液體的熱脹冷縮性質制成的，所以，根據(jù)熱平衡原理，測量液體時，溫度計不能離開液體，而且要在溫度計內液柱穩(wěn)定時讀數(shù)。顯然，培養(yǎng)學生使用基本儀器的技能，必須要注意把掌握儀器的使用方法與理解儀器原理結合起來，這樣既有利于鞏固基礎知識，又能幫助學生理解為什么這樣使用儀器；只有理解了儀器原理，使用起來才會更加自覺和主動。

2、培養(yǎng)學生進行實驗過程必須掌握的技能

培養(yǎng)學生掌握實驗的一般原理、進行實驗設計和實驗方法的技能。首先要求學生明確各個實驗的目的、原理或理論根據(jù)，根據(jù)實驗的原理、要求對實驗進行設計，包括用什么物理定律、公式，電學實驗用什么電路圖等。還要搞清哪些是已知量、被測量，然后選擇所需的儀器和實驗條件，進而設計好實驗步驟，畫好記錄表格等。其次，培養(yǎng)學生正確調整和安裝儀器，正確連接電路的技能。正確的實驗，首先是安裝、調整好儀器或正確連接電路。如：力學實驗中的支架滑輪的安裝，牽引線的走向，斜面的架設等，有時要對一些儀器做機械調整或電器調整，電器調整如：在電學實驗中，依照電路圖連接線路，連線時，應將電路分為主回路和支路，從電源一端開始沿主回路按順序進行，其次為支路；主回路中必須有開關（先斷開）；導線最好選用幾種顏色，主、支回路分別用一種顏色。往接線柱上接導線時，應按順時針方向將導線纏上。電路連接后，必須復查，確認正確后方能通電。這種技能的培養(yǎng)，從初中開始應先有示范，讓學生模仿學習，然后逐步提高到由老師講述方法及注意事項，由學生獨立去安裝、調整。

培養(yǎng)學生正確記錄實驗數(shù)據(jù)，并能進行運算和分析，以得出正確結論的能力，這是實驗能否成功的關鍵。要培養(yǎng)學生這方面的技能，要求學生集中精力，按實驗步驟有條不紊地操作和讀取測量數(shù)據(jù)，有的實驗則要求測量或操作時動作迅速，要把握時機，如：溫度測量、電學測量。要按實驗先后順序將需要測定的各量測出，并記錄下來。讀取數(shù)據(jù)和記錄必須注意：①讀數(shù)要及時，并馬上記錄；②要記錄完整數(shù)據(jù)，按有效數(shù)字的方式記錄；③數(shù)據(jù)的單位要正確。一般要求學生實驗前列出表格，表格設計要求：能記錄直接測出的各物理量，能記錄各次測出的量，能填寫計算出來的中間數(shù)據(jù)和最后數(shù)據(jù)等內容。

進行數(shù)據(jù)處理、運算，對實驗結論進行分析。在整理數(shù)據(jù)時，如發(fā)現(xiàn)有不合理的數(shù)據(jù)，應對該數(shù)據(jù)補測。要指導學生按有效運算法去處理數(shù)據(jù)對實驗結果進行適當分析討論，如：討論數(shù)據(jù)說明什么？與理論計算有何偏差？實驗過程為何這樣設計？實驗結果的物理意義（結論）是什么？對一些成績優(yōu)良的學生，還可讓他們設計某個達到相同目的的實驗。對實驗能力強的學生，許多深一層次的問題都可以在這里分析研究，從而加強了對學生思維能力的培養(yǎng)，有效地鞏固知識，技能更加熟練。

總之，隨著新課改的穩(wěn)定推進，教師在學生實驗中應該大膽嘗試，加強物理實驗教學，是提高物理質量的十分有效的途徑，對提高學生抽象邏輯思維能力很有幫助，能為學習中學物理知識打下堅實基礎。因此，物理教學中，應大力推廣加強和優(yōu)化物理實驗教學，從而進一步提高物理教學質量。