課堂教學(xué)中物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革探討

劉宏偉

摘 要：物理學(xué)是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。自伽利略開始將實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證作為研究手段之后，物理已離不開實(shí)驗(yàn)。物理演示實(shí)驗(yàn)是中學(xué)物理課堂教學(xué)的重要組成部分，它不僅是建立物理概念和規(guī)律、理解和掌握物理知識(shí)不可缺少的環(huán)節(jié)，還能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、研究精神和養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，也是變填鴨式教育為生命化教育，以學(xué)生學(xué)習(xí)為主體，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要手段。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué) 演示實(shí)驗(yàn) 分組實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證性試驗(yàn)

當(dāng)前，中學(xué)物理教學(xué)中以前存在的“重講解、輕實(shí)驗(yàn)”，“重結(jié)論、輕過程”，“重知識(shí)、輕方法”的錯(cuò)誤方式正在逐步發(fā)生著轉(zhuǎn)變。過去造成這種現(xiàn)象的原因可理解為以下幾個(gè)方面：（1）由于只重考試分?jǐn)?shù)的片面追求升學(xué)率的干擾，有些教師黑板上畫實(shí)驗(yàn)，學(xué)生本子上練實(shí)驗(yàn)。（2）實(shí)驗(yàn)占用時(shí)間較多，有些教師直接將結(jié)論“通知”給學(xué)生。（3）有的學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)施十分短缺，陳舊設(shè)施更新較慢。

改革物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)，已經(jīng)提上日程。在這個(gè)過程中除采取教研引導(dǎo)外，還需要讓學(xué)校和教師從根本認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，改革教學(xué)方法。

一、從根本上重視演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生能力培養(yǎng)

目前，學(xué)生普遍感到物理“難學(xué)”，其原因之一就是物理教學(xué)中缺乏實(shí)驗(yàn)。學(xué)生較少參與概念、知識(shí)點(diǎn)、規(guī)律的得出過程。而一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家，他們非常重視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和研究問題的方法，如國(guó)外高中物理的課時(shí)數(shù)只有75課時(shí)，但安排的學(xué)生實(shí)驗(yàn)卻有20個(gè)，演示實(shí)驗(yàn)有130個(gè)，并且絕大多數(shù)都是研究性實(shí)驗(yàn)，基本形成以實(shí)驗(yàn)為中心的課堂體系。從數(shù)據(jù)中不難看出，我國(guó)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教育的缺失。因此，我們對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，必須引起高度的重視。為了研究好這些課題，教研組織必須要引導(dǎo)教師研究教學(xué)中哪些地方學(xué)生感到抽象、容易混淆、接受困難，分析學(xué)情，并結(jié)合教學(xué)實(shí)際，研究解決的方法，努力開發(fā)一些直觀的演示。地區(qū)內(nèi)教師間能有交流互動(dòng)的平臺(tái)，資源共享，集思廣益，改單兵作戰(zhàn)、小范圍研究為學(xué)科內(nèi)大部隊(duì)攻堅(jiān)、全員行動(dòng)合作共利的方式研究。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)中，適當(dāng)增加相關(guān)演示項(xiàng)目，使教學(xué)內(nèi)容更加豐富，使學(xué)生的眼界更加開闊。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(shí)，引力等于斥力；增大球距時(shí)，引力大于斥力；縮小球距時(shí)，引力小于斥力。像這種需要通過放大處理的問題還有很多，可以在力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)等部分均有合適的方式處理。在這個(gè)過程中，學(xué)生可以舉一反三。不僅培養(yǎng)學(xué)生對(duì)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、變教師獨(dú)自演示的實(shí)驗(yàn)為教師主導(dǎo)、學(xué)生參與的合作實(shí)驗(yàn)

演示實(shí)驗(yàn)是教師利用課堂時(shí)間為學(xué)生演示，在操作的同時(shí)又引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察、思考和分析的一種物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，演示實(shí)驗(yàn)通常教師演示，學(xué)生看，但是很多實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)心理素質(zhì)的提高。甚至?xí)强床灰妼?shí)驗(yàn)的同學(xué)產(chǎn)生排斥心理。因此，在演示實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生觀察、猜想、分析、歸納總結(jié)，甚至在實(shí)驗(yàn)操作上讓學(xué)生積極參與，讓學(xué)生充分了解實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，多次重復(fù)，加深印象，鞏固記憶。尤其是現(xiàn)象較微小的演示實(shí)驗(yàn)，可以借助錄像機(jī)、投影儀等設(shè)備進(jìn)行放大。演示實(shí)驗(yàn)在教師指導(dǎo)下讓學(xué)生參與，不僅有顯示學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的機(jī)會(huì)，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。效果比用圖片引入、視頻引入更具備直觀性、能力訓(xùn)練更易實(shí)現(xiàn)。

教學(xué)有法，教無定法。教學(xué)內(nèi)容的確定受教材內(nèi)容、學(xué)生知識(shí)水平，教師水平等方面因素的影響，不可能有一個(gè)簡(jiǎn)單的模式。但課堂教學(xué)思路的清晰、科學(xué)與否，是影響課堂教學(xué)效率的主要因素。

三、變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn)

高中物理課堂實(shí)驗(yàn)可分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和探索性實(shí)驗(yàn)，而大部分是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是對(duì)知識(shí)的正確與否加以驗(yàn)證，鞏固和加深對(duì)基本規(guī)律和基本原理的認(rèn)識(shí)。但是，對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度方面不能得到鍛煉，也不利于培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探索物理規(guī)律的能力，而探索性實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生思維能力、創(chuàng)造能力、自學(xué)能力、觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)芰敖鉀Q實(shí)際問題的能力有獨(dú)到的作用。正如愛因斯坦所說：“對(duì)真理的探索比占有更加寶貴”。

因此，在教學(xué)中可把一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)變?yōu)樘剿餍缘膶?shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要盡量再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過程，多讓學(xué)生想想：“為什么要這樣做？”“換種方法行不行？”以此滲透物理思想，啟迪學(xué)生思路。例如在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”一節(jié)的教學(xué)中，筆者將這個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)變?yōu)樘剿餍詫?shí)驗(yàn)。其研究方法：①邊學(xué)邊做實(shí)驗(yàn)：首先讓學(xué)生按照自己設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)方案做實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中初步認(rèn)識(shí)物體的速度v與物體的下落高度及的重力加速度有關(guān)。然后，筆者再演示課本上的實(shí)驗(yàn)，規(guī)范操作，這樣，不僅使學(xué)生掌握科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，而且讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)過程，注意發(fā)現(xiàn)研究對(duì)象引起變化的原因和條件以及在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象，使學(xué)生對(duì)v2和g、h、的關(guān)系獲得感知。②探索知識(shí)：指導(dǎo)學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行具體研究，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、列表、畫出v2-h的圖象。③歸納總結(jié)：師生共同分析、歸納、總結(jié)出機(jī)械能守恒定律。這樣，讓學(xué)生用實(shí)驗(yàn)探索和理論探研兩種方法自我進(jìn)行推證，在推證過程中學(xué)生就自然而然地對(duì)核定的研究對(duì)象、成立條件、使用范圍、注意事項(xiàng)搞得一清二楚。讓學(xué)生由學(xué)知識(shí)變?yōu)橹鲃?dòng)探索自然規(guī)律，對(duì)知識(shí)學(xué)得更扎實(shí)更牢固，同時(shí)使學(xué)生受到科學(xué)方法的熏陶。

總之物理課堂實(shí)驗(yàn)要努力培養(yǎng)學(xué)生的下面幾個(gè)方面的基本實(shí)驗(yàn)要素：一是儀器使用的一般知識(shí)；二是測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理的知識(shí)，其中特別是圖線處理數(shù)據(jù)中，區(qū)分已知規(guī)律與未知規(guī)律的不同方法；三是間接測(cè)量的基本知識(shí)，要從測(cè)量出發(fā)理解實(shí)驗(yàn)裝置、原理、方法、條件保證、操作步驟以及數(shù)據(jù)的記錄與處理；四是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證思想，特別是要懂得將理論結(jié)論與實(shí)驗(yàn)結(jié)論比較的思想。同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基本實(shí)驗(yàn)方法的遷移和靈活運(yùn)用能力的訓(xùn)練，多角度、全方面地讓中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高到一個(gè)新的水平。物理教學(xué)離不開實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)考試的改革為我們探索物理教學(xué)規(guī)律開創(chuàng)了路子，在今后的教學(xué)中，我們將認(rèn)真學(xué)習(xí)教育理論，加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的力度，為提高物理教學(xué)質(zhì)量而努力。