實驗教學(xué)在物理教學(xué)中的重要作用

◎邱莊亮（江西省宜春市奉新縣教育教學(xué)研究中心）

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的課程，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，新技術(shù)革命浪潮的沖擊，日以萬計的信息傳播，匯成了一股強(qiáng)烈的沖擊波，在廣大物理教師的心里激起了“電諧振”，并深感歷史賦予教師的職責(zé)任重而道遠(yuǎn)。在教學(xué)中既要向?qū)W生傳授知識，又要培育學(xué)生的創(chuàng)新性思維。那么怎樣才能做到這一點呢？其重要方法之一就是讓學(xué)生學(xué)會自我突破。下面就我在教學(xué)中的一些做法，與同行一起探討。

一、運用實驗教學(xué)手段，促進(jìn)物理教學(xué)的實施

（一）利用實驗創(chuàng)設(shè)學(xué)生最佳思維情境

因為物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實驗教學(xué)手段對提高物理教學(xué)質(zhì)量的潛力不可低估，因此大力挖掘?qū)嶒灲虒W(xué)的潛力非常必要。

在課堂教學(xué)活動中，我設(shè)法創(chuàng)設(shè)一些與課程緊貼的小實驗，利用實驗演示來引導(dǎo)學(xué)生盡快進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，這樣教師的“講”更具導(dǎo)向性，學(xué)生的“思”更富有參與性。如在“棱鏡”教學(xué)中，我設(shè)計了一束平行光射向三棱鏡的演示（圖1），讓學(xué)生運用所學(xué)知識猜測物理現(xiàn)象，絕大部分學(xué)生因事先預(yù)習(xí)了課文便不加思索地回答：“射出光線偏向三棱鏡底面?！庇猩贁?shù)同學(xué)不同意上述看法，我利用激光給學(xué)生作了演示（圖2），清晰的光路呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，學(xué)生個個驚嘆不已。我抓住學(xué)生的好奇心，引導(dǎo)學(xué)生思考，并適當(dāng)給予點撥，學(xué)生思維活躍、討論熱烈，物理現(xiàn)象得到了滿意解釋。這堂課拓寬了學(xué)生的思路，也暴露了學(xué)生看問題不全面的弱點，對學(xué)生的教育是深刻的。

圖1

圖2

（二）實驗是學(xué)生獲取大量形象思維素材的主要來源

具體形象思維與抽象邏輯思維，是人們理解客觀事物的兩個基本方法。為此，現(xiàn)行教材在課文后有許多有趣、簡便易行的小實驗。教材中所安排的小實驗都是取材容易、緊扣所學(xué)知識、方法易掌握的實驗內(nèi)容。學(xué)生通過實驗親身體會，更能深刻牢固地掌握知識，激發(fā)探求真理的興趣、愿望。對觀察力、注意力、耐心、毅力的培養(yǎng)起到顯著作用。

學(xué)生事實上是很喜歡實驗的，只是缺乏正確引導(dǎo)。為此，我在教學(xué)中，對于在課堂上能完成的實驗，我一定安排時間讓學(xué)生獨立思考，互相討論，學(xué)生不但興趣大增、課堂氣氛活躍，更重要的是學(xué)到了學(xué)生分析、解決問題的能力。對安排的課外小實驗，我不但明確指出要認(rèn)真完成，而且在下節(jié)課必檢查實驗結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行對比分析。

（三）實驗是揭示物理規(guī)律的手段，是學(xué)生理解規(guī)律、概念的基礎(chǔ)

物理定義與規(guī)律是物理學(xué)基礎(chǔ)知識的核心，它是在觀測實驗和生產(chǎn)勞動實踐的基礎(chǔ)上，進(jìn)行分類、綜合、抽象概括而產(chǎn)生的。教學(xué)實驗的主要目的就是讓學(xué)生去學(xué)習(xí)人們已了解或有待了解的事情，從未知中探求真理。物理課堂教學(xué)中，為學(xué)生提供了良好的物理學(xué)習(xí)環(huán)境，在教學(xué)實踐基礎(chǔ)上，經(jīng)分類歸納形成概念、發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)規(guī)律性等，這對消除學(xué)生的思想障礙，深入掌握物理學(xué)概念和基礎(chǔ)規(guī)律性是非常有用的。例如，牛頓第二定律是力學(xué)的核心，現(xiàn)行教材只要求通過演示獲得，我在課堂中通過三個階段來完成教學(xué)任務(wù)。第一階段啟發(fā)誘導(dǎo)準(zhǔn)備階段：教師通過啟發(fā)使每個學(xué)生明確物體的加速度（a）與該物體的質(zhì)量（m）和它所受外力（F）有關(guān)，然后用氣墊導(dǎo)軌裝置演示，使同學(xué)們對a和F、m的關(guān)系獲得感知，在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生設(shè)計實驗，寫實驗實施方案；第二階段反復(fù)探索認(rèn)識：學(xué)生依據(jù)自己的方案，以極大的熱情投入實驗，獲得了數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析，畫出a—F、a—1/m的圖像。在學(xué)生實驗的整個過程中，老師逐個進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)較多的學(xué)生畫出的a—F、a—1/m圖像都過原點，老師抓住這一點不放，讓學(xué)生以科學(xué)的態(tài)度，重新處理數(shù)據(jù)，結(jié)果全班畫出的圖像都不過原點，取得了一致意見。在此基礎(chǔ)上，師生共同分析原因，并啟發(fā)學(xué)生提出消除誤差的辦法，產(chǎn)生了用傾斜法平衡阻力的辦法，再次要求學(xué)生做實驗，前后比較，取得了明顯效果；第三階段研究歸納、指導(dǎo)運用：在同學(xué)們實驗探究的基礎(chǔ)上，經(jīng)師生歸納整理，研究總結(jié)出牛頓第二定律，然后通過具體問題討論，幫助學(xué)生正確理解牛頓第二定律的內(nèi)在聯(lián)系，掌握運用規(guī)律解決問題的要領(lǐng)。

（四）實驗訓(xùn)練是增強(qiáng)學(xué)生非智力因素的教育手段

非智力因素是指對知識的情感、趣味、動力、信心、探究精神等，非智力因素與智力因素之間相互滲透，緊密聯(lián)系。非智力因素對智力活動有激勵、維持、強(qiáng)化效果、補償作用。非智力因素對學(xué)生通過探究未知獲取新的科學(xué)認(rèn)識關(guān)系很大。試想如果一位學(xué)生對物理毫無興趣，又怎么能夠更積極地去掌握科學(xué)知識呢?如果一名學(xué)生沒有自覺勤奮、堅韌不拔、勇往直前的意志，遇到困難就畏縮，能成為有用之才嗎?德國詩人歌德云：“哪兒缺少興趣，哪兒就缺少記憶?！?/p>

（五）運用實驗手段，提高學(xué)習(xí)者的非智力因素

第一，通過豐富多彩的社會實踐活動，引導(dǎo)學(xué)生走出課堂，讓學(xué)生觀看科技電影，閱讀科學(xué)家故事，參觀科技成果，并結(jié)合所學(xué)知識開展小制作、小發(fā)明活動，開闊學(xué)生眼界，培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)習(xí)慣。通過眼、腦、手并用，使學(xué)生在實踐中實現(xiàn)自我教育，培養(yǎng)良好的品質(zhì)。

第二，學(xué)生用一些簡單的器材或自制儀器獨立進(jìn)行實驗是物理教學(xué)中一種很有效的補充形式，這樣可拓寬學(xué)生視野，培養(yǎng)對物理學(xué)科的情感和興趣，如在研究光的干涉、衍射實驗前，讓學(xué)生觀看肥皂沫在陽光下的繽紛色彩，讓學(xué)生把兩根鉛筆并在一起，中間留一條狹縫，通過狹縫觀察衍射花紋，教師從實驗出發(fā)啟發(fā)激疑，讓學(xué)生對探索物理奧秘的興趣濃厚起來，愿望要求迫切起來。

二、切實把實驗作為物理課的重要教學(xué)內(nèi)容

（一）實驗教學(xué)有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的主動性

要誘發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，強(qiáng)化學(xué)習(xí)動力，實驗教學(xué)是最好的手段之一。但演示實驗一定要注意教學(xué)的目的性和學(xué)生的可接受性、趣味性。應(yīng)力求創(chuàng)設(shè)一種使學(xué)生產(chǎn)生興趣、渴望解答疑問的情境。例如在講彈性碰撞一節(jié)時，用兩個完全相同的鋼球作彈性碰撞，就能激起學(xué)生探索未知，渴望求解的欲望。

（二）實驗教學(xué)有利于克服教學(xué)中的難點

通過實驗便于分清物理過程，促使學(xué)生較快地掌握不容易掌握的概念和規(guī)律。例如，從豎直勻速上升的氣球中掉下一物體，該物體將做什么運動呢？又例如物體受到一個逐漸減小的力的作用，速度將如何變化呢？等等。這對剛接觸這些問題的高一學(xué)生來講往往容易搞錯。教師如著意設(shè)計一些類似簡單的實驗來模擬，學(xué)生通過實驗觀察，弄清物理變化過程，變能理解為好理解，就能較快地掌握有關(guān)的物理概念和規(guī)律。

（三）實驗教學(xué)有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維

例如在講授迫振動和共振一節(jié)時，我利用單擺這一簡單儀器，設(shè)計了用一根軟雞毛將擺球升到一定高度的實驗來讓學(xué)生嘗試。通過實驗教學(xué)，不僅對產(chǎn)生共振的條件有了感性到理性的認(rèn)識，而且激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)了他們創(chuàng)造性地解決問題的能力。

（四）實驗教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生掌握研究的方法和能力

因為要講清物理概念和規(guī)律，必須要以充分的事實為依據(jù)，而實驗教學(xué)過程中的觀察實驗，測定、分析數(shù)據(jù)，綜合事物的發(fā)展規(guī)律，并進(jìn)一步用實踐驗證這些規(guī)律是否正確，逐步培養(yǎng)學(xué)生掌握研究科學(xué)的方法和能力。

可見，物理教學(xué)中的實驗教學(xué)不僅是一種教學(xué)的手段，更是重要的物理知識內(nèi)容。滲透實驗的教學(xué)能更好地體現(xiàn)“用為核心、教為先導(dǎo)，思為先攻、練為首線”的教育理念，對于培養(yǎng)人才，提高學(xué)生素質(zhì)，大面積提高中學(xué)物理教學(xué)質(zhì)量意義深遠(yuǎn)。