加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的幾種有效方法

張治順

摘要：由于物理實(shí)驗(yàn)具有真實(shí)、直觀、形象和生動(dòng)的特點(diǎn)，易于激起學(xué)生興趣，教師要時(shí)刻銘記“實(shí)驗(yàn)先行，滲透教學(xué)全程”的意識(shí)，一方面我們動(dòng)腦改正教材中不易于操作或很難成功的演示實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn)，還應(yīng)賦于實(shí)驗(yàn)教學(xué)新的內(nèi)涵和外延，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在傳授基礎(chǔ)知識(shí)、習(xí)題教學(xué)等方面的作用.教師可通過詼諧、夸張的表演呈現(xiàn)測(cè)量工具錯(cuò)誤的使用方法或錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)步驟讓學(xué)生糾錯(cuò)、為實(shí)驗(yàn)“增容”、習(xí)題實(shí)驗(yàn)化等手段，使學(xué)生牢固地掌握物理知識(shí)；同時(shí)，也是教師突破教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)，完成教學(xué)任務(wù)，提高教學(xué)質(zhì)量的重要保證.

關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)；表演；實(shí)驗(yàn) “增容”；改正實(shí)驗(yàn)；習(xí)題實(shí)驗(yàn)化

物理實(shí)驗(yàn)及其教學(xué)是物理課程和物理教學(xué)的一個(gè)重要的組成部分.它既是物理教學(xué)的重要基礎(chǔ)，又是物理教學(xué)的重要內(nèi)容、方法和手段.由于實(shí)驗(yàn)具有真實(shí)、直觀、形象和生動(dòng)的特點(diǎn)，易于激起學(xué)生興趣，教師要時(shí)刻銘記“實(shí)驗(yàn)先行，滲透教學(xué)全程”的意識(shí)，一方面我們動(dòng)腦筋改正教材中不易于操作或很難成功的演示實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn)，還應(yīng)賦于實(shí)驗(yàn)教學(xué)新的內(nèi)涵和外延，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在傳授基礎(chǔ)知識(shí)、習(xí)題教學(xué)等方面的作用，在教師的引導(dǎo)下，通過觀察、實(shí)驗(yàn)、操作等親身實(shí)踐體驗(yàn)，主動(dòng)去探索獲取新知識(shí)，是使學(xué)生牢固地掌握知識(shí)的有效途徑；同時(shí)，也是教師突破教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)，完成教學(xué)任務(wù)，提高教學(xué)質(zhì)量的重要保證.現(xiàn)談?wù)勛约杭訌?qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的一些做法.

1讓表演走進(jìn)實(shí)驗(yàn)

表演藝術(shù)是通過人的演唱、演奏或人體動(dòng)作、表情來塑造形象、傳達(dá)情緒、情感從而表現(xiàn)生活的藝術(shù).這里所說的表演，是在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候，通過詼諧、夸張的人體動(dòng)作、表情，呈現(xiàn)測(cè)量工具的錯(cuò)誤使用方法，來替代教材中的糾錯(cuò)插圖，或者呈現(xiàn)不合理、錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)過程讓學(xué)生糾正，能夠有效集中學(xué)生注意力，提高課堂實(shí)驗(yàn)效率.

范例1蘇科版教材“練習(xí)使用溫度計(jì)”活動(dòng)中，教材以說明書的形式給出使用方法.學(xué)生通過閱讀說明書，了解儀器的基本性質(zhì)和性能，使用方法等.學(xué)生在實(shí)際測(cè)量冰水、自來水、溫水的溫度之前，教師以使用者的身份，通過詼諧、夸張的表演，將使用溫度計(jì)的錯(cuò)誤方法一一呈現(xiàn)出來，然后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析判斷，糾正不正確的做法，既培養(yǎng)了學(xué)生觀察力、注意力，又調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，活躍了課堂氣氛，從而讓學(xué)生牢記溫度計(jì)正確使用方法，以至于畢業(yè)多年的學(xué)生還能記起這堂課，取得了意想不到的效果.教師的表演要呈現(xiàn)以下錯(cuò)誤；1、溫度計(jì)放進(jìn)水中觸底；2、溫度計(jì)當(dāng)攪拌器使用；3、溫度計(jì)未等示數(shù)穩(wěn)定后馬上取出讀數(shù)；4、讀數(shù)時(shí)仰視和俯視；5、黑板上記錄的示數(shù)沒有單位；6、讀數(shù)完畢，隨手將溫度計(jì)放在講臺(tái)上，未將溫度計(jì)放回紙?zhí)?測(cè)量工具的使用，均可采用這種方法，如刻度尺、天平、彈簧測(cè)力計(jì)等的使用，但如果學(xué)生不便于觀察教師表演的話，如電表讀數(shù)錯(cuò)誤、量程及正負(fù)接線柱接法錯(cuò)誤等，教師可事先用數(shù)碼相機(jī)將表演制作成視頻，將局部之處進(jìn)行放大，在課堂上適當(dāng)?shù)臅r(shí)候通過多媒體展現(xiàn)出來，比教材中采用插圖糾錯(cuò)要直觀生動(dòng)，省時(shí)又簡便.

范例2某同學(xué)為測(cè)量“花花?！迸婆Ｄ痰拿芏?，用天平、玻璃杯、量筒等器材，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：

A.用天平稱出玻璃杯的質(zhì)量m1

B.將適量牛奶倒入杯中，

C.用天平稱出玻璃杯和牛奶的總質(zhì)量m2

D.將杯中牛奶倒入量筒中，測(cè)出牛奶的體積V；

E、計(jì)算牛奶密度ρ=（m2- m1）/V

（1）你認(rèn)為這個(gè)方案有什么不足之處？（2）請(qǐng)你提出改進(jìn)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的方法.

這是一道誤差分析題，這個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的不足之處是杯中牛奶倒入量筒中，玻璃杯中有殘液，導(dǎo)致測(cè)出牛奶的體積V偏小，算出的密度變大.通過表演，杯中殘液清晰可見，比口頭講解直觀有效，學(xué)生記憶深刻.

2將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行“增容”

由于教材受到篇幅、體系和時(shí)間的限制，一些實(shí)驗(yàn)被簡化或揚(yáng)棄，留存著許多學(xué)生可探究的空間.教師應(yīng)及時(shí)把這些深藏不露的資源挖掘出來，讓學(xué)生經(jīng)歷“再探究”的過程，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容“增肥”.

范例3“小孔成像”在蘇科版第三章第三節(jié)《光的直線傳播》中一筆帶過，是通過章后的信息快遞介紹的，且在信息快遞中只提到小孔成像是倒立的像.為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生良好的探究意識(shí)和習(xí)慣，筆者除了課后練習(xí)要求學(xué)生用易拉罐等材料制作簡易針孔照相機(jī)觀察窗外景物之外，適時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行“增容”，要求學(xué)生以燭焰作為觀察的物體進(jìn)行以下探究活動(dòng)：1、像與物左右方向的倒正情況（采用輕吹燭焰的方法進(jìn)行觀察）；2、物體向左右方向移動(dòng)，像如何移動(dòng)？3、改變物體到小孔距離，像的大小、亮度如何變化？4、物體順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，像的轉(zhuǎn)動(dòng)方向？5、小孔形狀改變，像的形狀變化嗎？6、改變小孔大小，像有何變化？

范例4蘇科版初中物理9年級(jí)上冊(cè)“伏安法測(cè)電阻”是電學(xué)中的一種基本測(cè)量，在完成本實(shí)驗(yàn)之后，筆者要求學(xué)生課外進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：1、用一個(gè)已知電阻替代電壓表，如何測(cè)未知電阻？有幾種接法？ 2、用一個(gè)已知電阻替代電流表，如何測(cè)未知電阻？有幾種接法？3、上述方法中，哪些方法是只接一次電路的？學(xué)生通過探究，設(shè)計(jì)了6種測(cè)量電路，既鞏固了串、并聯(lián)電路電壓、電流特點(diǎn)和歐姆定律相關(guān)知識(shí)，又提升了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，讓學(xué)生充分體會(huì)做中學(xué)，學(xué)中做的樂趣.

如果增加的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不多，就可讓學(xué)生當(dāng)堂完成，沒有必要延伸到課外.如在探究凸透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)中，在完成教材規(guī)定的探究內(nèi)容之外，還順便讓學(xué)生完成如下探究：1、凸透鏡不動(dòng)時(shí)，物體上下、左右移動(dòng)，像如何移動(dòng)？ 2、物體不動(dòng)時(shí)，凸透鏡上下、左右移動(dòng)，像如何移動(dòng)？3、物體順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，像的轉(zhuǎn)動(dòng)方向？4、物像位置互換，像的大小有何變化？

3創(chuàng)造性的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)行教材有一些實(shí)驗(yàn)，理論上來說是可行的，但實(shí)驗(yàn)操作很困難或成功率很低，在這種情況下，老師要肯下功夫進(jìn)行探索，總能找到解決的辦法.

范例5蘇科版初中物理9年級(jí)下冊(cè)第十六章第二節(jié)《電流的磁場(chǎng)》的“活動(dòng)16.5探究通電螺線管的外部磁場(chǎng)”，探究內(nèi)容有兩個(gè)：一是將小磁針（紅色一端為N極）先后放在螺線管周圍不同處，接通電路（如圖1，開關(guān)未閉合），記下小磁針靜止時(shí)N極所指的方向，根據(jù)小磁針N極所指的方向畫出通電螺線管外部磁感線的分布圖.二是探究通電螺線管磁場(chǎng)方向與電流方向的關(guān)系.學(xué)生要能正確畫出通電螺線管外部磁感線的分布圖，關(guān)鍵是通電螺線管的磁性要強(qiáng)，小磁針在不同位置偏轉(zhuǎn)要到位.而教科書上和教學(xué)儀器廠提供的螺線管，均存在匝數(shù)不多，磁性不強(qiáng)的缺點(diǎn).筆者曾用4節(jié)干電池供電，小磁針放在圖示位置，小磁針靜止時(shí)指向根本無法達(dá)到理想指向（如圖1）.筆者試著在螺線管中間插入鐵塊（或鐵心），小磁針偏轉(zhuǎn)情況有所好轉(zhuǎn)，但離理想狀態(tài)仍有差距（如圖2）.

為了解決螺線管磁性不強(qiáng)的問題，筆者試著將直徑為0.5mm的漆包線繞在一根直徑為4㎜的鐵釘上，當(dāng)用4節(jié)干電池供電時(shí)，小磁針偏轉(zhuǎn)很到位（如圖3）.鑒于電磁鐵內(nèi)容在此探究內(nèi)容之后，老師在探究活動(dòng)之前向?qū)W生作如下說明：為了增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果，增加螺線管的磁性，在螺線管中間插入一根鐵釘.

為了確保探究活動(dòng)成功，注意事項(xiàng)如下：

（1）電源電壓6V較好，滑動(dòng)變阻器接入電路中阻值宜小.

（2）鐵釘長度不小于90㎝，這樣在螺線管周圍代表性的位置均能擺放小磁針.

（3）漆包線匝數(shù)50匝以上，且要均勻分布在鐵釘上，不要集中于中間一段.

（4）小磁針靈敏度高要一些.

4用實(shí)驗(yàn)排除習(xí)題疑難

有一些實(shí)驗(yàn)類習(xí)題或貼近生活的習(xí)題，由于學(xué)生前概念、思維定勢(shì)的干擾或受認(rèn)知水平、思維能力的限制，盡管教師使出渾身解數(shù)進(jìn)行通俗的講解和比喻，但學(xué)生對(duì)結(jié)果仍然似信非信，將信將疑.怎么辦？用事實(shí)說話.教師應(yīng)創(chuàng)造條件把這個(gè)習(xí)題在現(xiàn)實(shí)中再現(xiàn)，以便增加說服力，讓學(xué)生得到自己確信的結(jié)論.

范例6揚(yáng)場(chǎng)機(jī)能把谷粒、谷糠和小石塊分開.這三種東西中哪一種的落地點(diǎn)距揚(yáng)場(chǎng)機(jī)最近？哪一種最遠(yuǎn)？同樣大小的谷粒和小石塊，為什么落地點(diǎn)的遠(yuǎn)近不同？

由于學(xué)生受錯(cuò)誤的生活經(jīng)驗(yàn)的干擾，認(rèn)為谷糠最輕，飛得最遠(yuǎn).盡管教師作出“速度一定時(shí)，質(zhì)量越大的物體，動(dòng)能越大，能夠克服空氣阻力做的功越多，所以飛得遠(yuǎn)”的解釋，但仍有不少學(xué)生似信非信.筆者即時(shí)拿出事先準(zhǔn)備好的大小相同的粉筆頭和紙團(tuán)，在講臺(tái)上同時(shí)扔出，比較它們飛行的距離.學(xué)生看過之后，頻頻點(diǎn)頭.

學(xué)生剛接觸電學(xué)時(shí)，碰到如下問題經(jīng)常犯錯(cuò).

錯(cuò)解1：如圖4所示，開關(guān)S閉合時(shí)，認(rèn)為示數(shù)變小，示數(shù)不變.

錯(cuò)解原因：與生活中一條河，分成兩條河進(jìn)行類比.

錯(cuò)解2：如圖5所示，開關(guān)S閉合時(shí)，認(rèn)為L1不被短路，有電流經(jīng)過.

錯(cuò)解原因：認(rèn)為L2也有阻礙.

“我聽了，忘記了；我看了，記住了；我做了，理解了”.這是對(duì)實(shí)驗(yàn)與掌握知識(shí)的關(guān)系的通俗概括.在今后的物理教學(xué)中，繼續(xù)不斷探索，做物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有心人，不斷拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新思路，形成自己的實(shí)驗(yàn)特色教育.

參考文獻(xiàn)：

[1]陶紅. 物理實(shí)驗(yàn)論[M].廣西：廣西教育出版社，1996年.

[2]物理教學(xué)參考資料.蘇科版初中物理教材編寫組[Z].江蘇：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2005年.