拓展高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的途徑

拓展高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的途徑

摘要：本文以中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)為例，分析并指出：在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)適當(dāng)?shù)赝卣箤?shí)驗(yàn)教學(xué)途徑，才能更好地發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)對培養(yǎng)學(xué)生的教育功能。

關(guān)鍵詞：拓展、啟迪、激發(fā)、引導(dǎo)、深化。

物理實(shí)驗(yàn)在中學(xué)物理教學(xué)中占有非常重要的地位，不僅僅是因?yàn)橐��?xùn)練學(xué)生學(xué)習(xí)掌握最基本儀器的使用方法，為以后進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ)，更主要的是讓學(xué)生學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)中分析問題和解決問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的態(tài)度和習(xí)慣，提高學(xué)生的綜合能力，特別是創(chuàng)造能力。培養(yǎng)這種態(tài)度、習(xí)慣、意識(shí)和方法不僅對以后進(jìn)一步學(xué)習(xí)物理的學(xué)生有用，對以后進(jìn)入社會(huì)，從事任何工作的學(xué)生都是必不可少的。正如楊振寧博士所說的：“對人類來說，畢竟90％的科學(xué)活動(dòng)是實(shí)驗(yàn)，而且科學(xué)中最重要的基礎(chǔ)是實(shí)驗(yàn)，對那些特別擅長動(dòng)手的學(xué)生來說，應(yīng)認(rèn)為擅長動(dòng)手是一件非常幸運(yùn)的事，因?yàn)橛羞@種能力，他們就很有可能在適當(dāng)?shù)膶W(xué)科中從事很有意義又很重要的事業(yè)，取得扎扎實(shí)實(shí)的進(jìn)展。”

目前，變“應(yīng)試”教育為“素質(zhì)”教育是現(xiàn)今教育界的熱門話題。而素質(zhì)教育的核心是對學(xué)生進(jìn)行綜合能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往只局限于教師演示、學(xué)生看；教師示范、學(xué)生模仿；重復(fù)地進(jìn)行一些被動(dòng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ�，忽略了在�?shí)驗(yàn)教學(xué)中對學(xué)生觀察、思維、創(chuàng)新等能力的培養(yǎng)這一豐富的內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果一直不佳。因此，改革物理傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，提高學(xué)生的觀察能力、思維能力和創(chuàng)新能力，這是“應(yīng)試”教學(xué)轉(zhuǎn)為“素質(zhì)”教育在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體體現(xiàn)。下面談?wù)勎锢韺?shí)驗(yàn)教學(xué)中如何拓展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)途徑，進(jìn)而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

一、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中展現(xiàn)物理過程，突出實(shí)驗(yàn)原理，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力

俗話說：會(huì)看的看門道，不會(huì)看的看熱鬧，課堂上教師的演示實(shí)驗(yàn)是最吸引學(xué)生注意力的，怎樣才能不失時(shí)機(jī)地使學(xué)生從眼花繚亂的熱鬧氛圍中學(xué)到應(yīng)掌握的知識(shí)，對于教學(xué)來說，是一個(gè)關(guān)鍵的問題。實(shí)驗(yàn)是為了教學(xué)服務(wù)，是為了使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)所學(xué)習(xí)的基本知識(shí)、基本概念，如果將它上成一堂熱鬧課，將與教學(xué)背道而馳了。因此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)展現(xiàn)物理過程，突出實(shí)驗(yàn)原理，這樣將有利于學(xué)生建立清晰的物理概念和掌握物理定理或定律。例如，用示波器演示交流電路中電流與電壓的相位差，其物理過程不明顯，起不到教學(xué)的應(yīng)有效果。而如改用超低頻交流電源和演示電流計(jì)演示，讓學(xué)生直接從兩個(gè)電流計(jì)上觀察到電流與電壓的相位關(guān)系，這樣直接展現(xiàn)物理過程，效果將非常明顯，起到了較好的效果，學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容掌握得更好。

二、根據(jù)實(shí)驗(yàn)的物理思想提出不同的要求，啟導(dǎo)多向思維能力，提高教學(xué)效果實(shí)驗(yàn)的作用不僅是要“授業(yè)”、授人以魚，更要“傳道”，達(dá)到“授人以漁”。利用實(shí)驗(yàn)過程的未知性，駕馭學(xué)生盎然的興趣，創(chuàng)設(shè)問題的情景，啟發(fā)思維，使學(xué)生在愉快的氛圍中自我求知，從而激發(fā)創(chuàng)新欲望的萌發(fā)。各類實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的和進(jìn)行方式不同，設(shè)計(jì)要求也不能完全相同。這就要求教師因事而異，不同誘導(dǎo)，完成教學(xué)任務(wù)。例如，演示實(shí)驗(yàn)主要以建立概念、總結(jié)規(guī)律為目的，全體學(xué)生集體觀察，因而應(yīng)力求做到明顯、直觀、簡單、可靠、富有啟發(fā)性。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)以鍛煉技能、學(xué)習(xí)方法為主要目的，同時(shí)注意培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，以個(gè)別操作和定量的研究為特點(diǎn)，因而應(yīng)突出實(shí)驗(yàn)研究的探索方法，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，要有一定的測量誤差要求，并注意安全等。任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)要獲得成功，總有其關(guān)鍵性問題。例如：要獲得力學(xué)實(shí)驗(yàn)的成功，關(guān)鍵在于減小摩擦和提高計(jì)時(shí)定位精度，靜電實(shí)驗(yàn)電壓高、電量少，成功的關(guān)鍵是絕緣問題：測電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，關(guān)鍵在于增大電源內(nèi)阻等。所有這些關(guān)鍵的問題，都包含著明顯的物理意義。一個(gè)成功的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，往往就在于抓住了實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵。所以，物理思想是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和評價(jià)實(shí)驗(yàn)的重要依據(jù)。同時(shí)讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)中的物理思想，也是培養(yǎng)科學(xué)方法的重要途徑。

三、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中啟迪思路、滲透方法，提高教學(xué)效果

時(shí)代的發(fā)展對教育的目標(biāo)提出了更高的要求，在現(xiàn)行課堂教學(xué)中，應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，造就未來杰出的人才。利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的獨(dú)立創(chuàng)新意識(shí)，為不斷培養(yǎng)創(chuàng)新能力，是有明顯效果的。

物理實(shí)驗(yàn)中有許多富有創(chuàng)造性、啟迪人思維的好方法，教學(xué)中要注意通過演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，直接點(diǎn)出或潛移默化地向?qū)W生滲透這些好的方法和思想，將會(huì)對教學(xué)與學(xué)生的學(xué)習(xí)非常有利。例如在伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的斜面實(shí)驗(yàn)研究中，就蘊(yùn)藏著極為豐富的實(shí)驗(yàn)思想。首先，由于當(dāng)時(shí)測定自由落體下落的時(shí)間較困難，他采用了讓小球在光滑斜面上向下運(yùn)動(dòng)的間接驗(yàn)證方法。其次，他在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中有意識(shí)地忽略了空氣阻力對實(shí)驗(yàn)的影響，這種忽略次要因素突出主要矛盾的方法，是物理學(xué)中許多重要的方法之一。再次，他采用控制其他各量而分別改變小球的質(zhì)量、在斜面上滾下的高度、斜面的傾角等各量來研究這一問題。最后他在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上運(yùn)用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评韺⒔Y(jié)論合理地外推到斜面傾角為90°的情況，得出了超越實(shí)驗(yàn)本身，普遍的自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)中這些巧妙的方法，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评聿粌H對學(xué)習(xí)物理知識(shí)本身有著重要的意義，對開闊學(xué)生的思路、培養(yǎng)他們嚴(yán)密的邏輯思維等都有著不可替代的作用。

四、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中增設(shè)疑問，激發(fā)學(xué)生的思維，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和精神

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行動(dòng)態(tài)處理，通過變換問題的結(jié)構(gòu)、已知條件，變換提問的角度和變換論證的形式，從不同角度，用不同方法進(jìn)行全方位的思考和揭示，從而使學(xué)生增強(qiáng)創(chuàng)造意識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。教師可根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的、原理、器材、步驟，精心設(shè)計(jì)有啟發(fā)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，也可提出一些與習(xí)慣想法相反的問題，引起學(xué)生好奇。例如：研究浮力實(shí)驗(yàn)，先將塑料塊放入盛水的燒杯中，無論怎樣壓塑料塊，塑料塊最終都浮在水面上，由此引出浮力的概念，而后再將杯中水倒干擦凈，將塑料塊壓到杯底（與杯底密切），然后倒入水，這時(shí)問學(xué)生：塑料塊會(huì)不會(huì)上��？學(xué)生肯定回答塑料塊會(huì)上浮，實(shí)驗(yàn)結(jié)果塑料塊沒有浮上來。如此“奇怪”問題，能激發(fā)學(xué)生去思考為什么，教師趁機(jī)分析浮力產(chǎn)生的原因。又如做紙鍋燒水實(shí)驗(yàn)，先問學(xué)生，紙會(huì)不會(huì)燒壞？并告訴學(xué)生紙鍋不會(huì)燒壞，學(xué)生好奇，再引導(dǎo)學(xué)生分析，得出結(jié)論。

五、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引導(dǎo)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生思維的發(fā)展與訓(xùn)練

培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力的關(guān)鍵是加強(qiáng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，要求學(xué)生靈活運(yùn)用學(xué)過的知識(shí)，親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行科學(xué)模擬，并從中總結(jié)規(guī)律。教師不是機(jī)械地把實(shí)驗(yàn)原理、器材、步驟寫出來，而是將設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程交給學(xué)生，教師只起引導(dǎo)作用。例如測電阻實(shí)驗(yàn)，教師可先組織學(xué)生復(fù)習(xí)電流定律I=U/R，提問學(xué)生要測電阻怎么辦？學(xué)生很容易想到R=U/I，要測電阻兩端電壓和流過電阻電流的大小，進(jìn)而想到要用伏特表和安培表。如此步步引導(dǎo)，比單純給出伏特表、安培表測電阻更能引導(dǎo)學(xué)生思維發(fā)展。另外還可讓學(xué)生自制儀器，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力。

六、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，從面促進(jìn)思維能力的提高和創(chuàng)新能力的發(fā)展對教材中不夠完善的實(shí)驗(yàn)可引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)不足之處進(jìn)行改進(jìn)。如平面鏡成像。課本用兩支點(diǎn)燃蠟燭來演示，讓一支蠟燭與另一支蠟燭的像剛好重合，得出物與像等大的結(jié)論。在現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)中，受許多因素影響，如空氣流動(dòng)使火焰不固定，兩支蠟燭燃燒程度不可能完全相同等，很難做到完全“重合”，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)可提問學(xué)生如何使“重合”更明顯？有學(xué)生提出用兩塊等大的長方形木塊，結(jié)果長方形木塊的長、寬、厚“重合”很明顯，得出像與物等大的結(jié)論。此時(shí)再提出木塊不發(fā)光，成像不清晰，找像的位置很吃力，課本用點(diǎn)燃的蠟燭就是因?yàn)槟艹汕逦�的像，學(xué)生馬上又補(bǔ)充說可將木塊包上白紙或亮彩紙，這樣像就清晰了。如此步步啟發(fā)，層層深入，促進(jìn)學(xué)生思維能力的發(fā)展與提高。

七、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)，從而深化思維的發(fā)展

做完實(shí)驗(yàn)，教師要引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)比較，找出原因，分析條件。如測電阻實(shí)驗(yàn)中，比較學(xué)生采用內(nèi)接法，外接法時(shí)測出電阻是否相同？為何不同？什么情況下采用什么方法相等，通過分析比較，使學(xué)生加深理解。此外，教師還可提出一些能反映學(xué)生掌握知識(shí)的精確度、又能與學(xué)生實(shí)驗(yàn)緊密相聯(lián)系的問題，讓學(xué)生課后思考練習(xí)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)信息加工，達(dá)到思維能力訓(xùn)練的目的，發(fā)展學(xué)生實(shí)驗(yàn)的思維教學(xué)功能。

對于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還可通過以下的渠道來完成更好的教學(xué)效果

八、用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證有爭論的問題

學(xué)生中對問題有爭論時(shí)，習(xí)慣是找老師裁定。要引導(dǎo)學(xué)生明白：找老師裁定不是唯一的辦法，找不到老師怎么辦？老師的裁定一定正確嗎？應(yīng)啟發(fā)學(xué)生，有些問題是可以自己用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證的。如有些同學(xué)爭論這樣的問題：在圖1金屬圓板中有的學(xué)生認(rèn)為電流是只沿AOB方向流，有的學(xué)生認(rèn)為整個(gè)圓板中都有電流分布。啟發(fā)他們利用電流的磁效應(yīng)，就可以得出正確的結(jié)論。把金屬圓板放水平，把靈敏的微型磁針放到圓板上各點(diǎn)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)整個(gè)板上都有電流分布，越靠近C、D邊緣，電流越弱。這個(gè)實(shí)驗(yàn)還可使學(xué)生進(jìn)一步理解并聯(lián)電路中電流分配與電阻的關(guān)系。電流的分配與電阻大小成反比，平時(shí)我們分析電路電阻時(shí)，不考慮導(dǎo)線的長短，是因?yàn)閷?dǎo)線電阻比用電器電阻小很多，可以忽略不計(jì)。而圓板上各條曲線的電阻值，差別不是很大，因此整個(gè)圓板上都有電流分布。

九、用實(shí)驗(yàn)確定拿不準(zhǔn)答案的問題

有些題目學(xué)生似乎覺得這樣分析也有理，那樣分析也有理，如圖2平臺(tái)和人總重G，靜止時(shí)人拉繩的力為多少？（不計(jì)滑輪質(zhì)量及摩擦）學(xué)生覺得好像是六段繩子支持總重，又似乎是四段繩子支持總重。讓學(xué)生用圖3的方法做模擬實(shí)驗(yàn)，可以找出拉力F與G的關(guān)系即F=1/8G。得出正確結(jié)論后，再回頭反思原來的分析方法就容易總結(jié)出正確的思路；這類題不能數(shù)繩子段，而要從力的平衡關(guān)系來分析。

十、通過實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)辯證分析問題

例如這樣的問題：如圖4所示，當(dāng)蹄形磁鐵向下運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，小磁針的N極將怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)？答案是小磁針的N極將向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)。有的學(xué)生動(dòng)手做了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)小磁針設(shè)有偏轉(zhuǎn)。的確如此，因?yàn)槲覀冎車�存在有地磁場，它的�?qiáng)度約有0.5×10-4特斯拉，電流產(chǎn)生的磁場磁感強(qiáng)度必須大于地磁場磁感強(qiáng)度才能克服地磁場的作用力使小磁針偏轉(zhuǎn)，上述情況感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場比地磁場弱得多，當(dāng)然小磁針不會(huì)偏轉(zhuǎn)。我們首先應(yīng)贊揚(yáng)這些學(xué)生能用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)問題的思維方法，指出這是研究物理的基本方法。但另一方面還得告訴他們，這里出題人的意思顯然是不考慮地磁場的作用力，解題還得按出題人的意圖來分析問題�？傊�，這樣的問題很多，我們在給學(xué)生講解題目的時(shí)候，不應(yīng)使學(xué)生形成為做題而做題，為考試而做題的錯(cuò)覺。學(xué)物理是為解決實(shí)際問題的，因此講題時(shí)應(yīng)把習(xí)題與實(shí)際的聯(lián)系和出入都給學(xué)生講清楚。總之，在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、思維能力和創(chuàng)新能力是改革物理教學(xué)的體現(xiàn)，是實(shí)施素質(zhì)教育的一個(gè)重要方面。觀察能力是思維的基礎(chǔ)和前提，思維是觀察的延續(xù)和升華。觀察能力提高，能激發(fā)學(xué)生思維，思維能力發(fā)展，又促進(jìn)觀察能力的提高，因此二者是相輔相成的。而思維能力與觀察能力的提高又是為創(chuàng)新能力做了良好的鋪墊。因此教師在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要不斷地更新觀念，不要認(rèn)為學(xué)生實(shí)驗(yàn)就是讓學(xué)生動(dòng)手“練”，而要善于發(fā)掘?qū)嶒?yàn)中蘊(yùn)藏著的科學(xué)思想，精心設(shè)計(jì)富有啟發(fā)性的實(shí)驗(yàn)方案，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性和主動(dòng)性，在培養(yǎng)動(dòng)手能力同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生觀察、思維和創(chuàng)新能力，融觀察、操作、思維、創(chuàng)新于一體，才能使學(xué)生實(shí)驗(yàn)發(fā)揮更好的教學(xué)效果。因此在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，適當(dāng)?shù)赝卣箤?shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容和方法，對于培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思維、創(chuàng)新的能力是大有文章可做的，可使學(xué)生從枯燥的“聽、背、寫”的乏味中解脫出來，煥發(fā)出思維深處的潛能，對于學(xué)生學(xué)生物理的興趣，對于學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的方法等，都有極大的幫助，對于物理教學(xué)效果具有很大的提高。對實(shí)現(xiàn)高品味的素質(zhì)教育將產(chǎn)生不可估量的影響。

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拓展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)途徑提高教學(xué)效果

江蘇省新沂市第一中學(xué)張統(tǒng)勛

摘要：本文以中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)為例，分析并指出：在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)適當(dāng)?shù)赝卣箤?shí)驗(yàn)教學(xué)途徑，才能更好地發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)對培養(yǎng)學(xué)生的教育功能。

關(guān)鍵詞：拓展、啟迪、激發(fā)、引導(dǎo)、深化。

物理實(shí)驗(yàn)在中學(xué)物理教學(xué)中占有非常重要的地位，不僅僅是因?yàn)橐��?xùn)練學(xué)生學(xué)習(xí)掌握最基本儀器的使用方法，為以后進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ)，更主要的是讓學(xué)生學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)中分析問題和解決問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的態(tài)度和習(xí)慣，提高學(xué)生的綜合能力，特別是創(chuàng)造能力。培養(yǎng)這種態(tài)度、習(xí)慣、意識(shí)和方法不僅對以后進(jìn)一步學(xué)習(xí)物理的學(xué)生有用，對以后進(jìn)入社會(huì)，從事任何工作的學(xué)生都是必不可少的。正如楊振寧博士所說的：“對人類來說，畢竟90％的科學(xué)活動(dòng)是實(shí)驗(yàn)，而且科學(xué)中最重要的基礎(chǔ)是實(shí)驗(yàn)，對那些特別擅長動(dòng)手的學(xué)生來說，應(yīng)認(rèn)為擅長動(dòng)手是一件非常幸運(yùn)的事，因?yàn)橛羞@種能力，他們就很有可能在適當(dāng)?shù)膶W(xué)科中從事很有意義又很重要的事業(yè)，取得扎扎實(shí)實(shí)的進(jìn)展�！�

目前，變“應(yīng)試”教育為“素質(zhì)”教育是現(xiàn)今教育界的熱門話題。而素質(zhì)教育的核心是對學(xué)生進(jìn)行綜合能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往只局限于教師演示、學(xué)生看；教師示范、學(xué)生模仿；重復(fù)地進(jìn)行一些被動(dòng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑�忽略了在�?shí)驗(yàn)教學(xué)中對學(xué)生觀察、思維、創(chuàng)新等能力的培養(yǎng)這一豐富的內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果一直不佳。因此，改革物理傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，提高學(xué)生的觀察能力、思維能力和創(chuàng)新能力，這是“應(yīng)試”教學(xué)轉(zhuǎn)為“素質(zhì)”教育在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體體現(xiàn)。下面談?wù)勎锢韺?shí)驗(yàn)教學(xué)中如何拓展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)途徑，進(jìn)而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

一、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中展現(xiàn)物理過程，突出實(shí)驗(yàn)原理，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力

俗話說：會(huì)看的看門道，不會(huì)看的看熱鬧，課堂上教師的演示實(shí)驗(yàn)是最吸引學(xué)生注意力的，怎樣才能不失時(shí)機(jī)地使學(xué)生從眼花繚亂的熱鬧氛圍中學(xué)到應(yīng)掌握的知識(shí)，對于教學(xué)來說，是一個(gè)關(guān)鍵的問題。實(shí)驗(yàn)是為了教學(xué)服務(wù)，是為了使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)所學(xué)習(xí)的基本知識(shí)、基本概念，如果將它上成一堂熱鬧課，將與教學(xué)背道而馳了。因此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)展現(xiàn)物理過程，突出實(shí)驗(yàn)原理，這樣將有利于學(xué)生建立清晰的物理概念和掌握物理定理或定律。例如，用示波器演示交流電路中電流與電壓的相位差，其物理過程不明顯，起不到教學(xué)的應(yīng)有效果。而如改用超低頻交流電源和演示電流計(jì)演示，讓學(xué)生直接從兩個(gè)電流計(jì)上觀察到電流與電壓的相位關(guān)系，這樣直接展現(xiàn)物理過程，效果將非常明顯，起到了較好的效果，學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容掌握得更好。

二、根據(jù)實(shí)驗(yàn)的物理思想提出不同的要求，啟導(dǎo)多向思維能力，提高教學(xué)效果實(shí)驗(yàn)的作用不僅是要“授業(yè)”、授人以魚，更要“傳道”，達(dá)到“授人以漁”。利用實(shí)驗(yàn)過程的未知性，駕馭學(xué)生盎然的興趣，創(chuàng)設(shè)問題的情景，啟發(fā)思維，使學(xué)生在愉快的氛圍中自我求知，從而激發(fā)創(chuàng)新欲望的萌發(fā)。各類實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的和進(jìn)行方式不同，設(shè)計(jì)要求也不能完全相同。這就要求教師因事而異，不同誘導(dǎo)，完成教學(xué)任務(wù)。例如，演示實(shí)驗(yàn)主要以建立概念、總結(jié)規(guī)律為目的，全體學(xué)生集體觀察，因而應(yīng)力求做到明顯、直觀、簡單、可靠、富有啟發(fā)性。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)以鍛煉技能、學(xué)習(xí)方法為主要目的，同時(shí)注意培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，以個(gè)別操作和定量的研究為特點(diǎn)，因而應(yīng)突出實(shí)驗(yàn)研究的探索方法，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，要有一定的測量誤差要求，并注意安全等。任何一個(gè)實(shí)

驗(yàn)要獲得成功，總有其關(guān)鍵性問題。例如：要獲得力學(xué)實(shí)驗(yàn)的成功，關(guān)鍵在于減小摩擦和提高計(jì)時(shí)定位精度，靜電實(shí)驗(yàn)電壓高、電量少，成功的關(guān)鍵是絕緣問題：測電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，關(guān)鍵在于增大電源內(nèi)阻等。所有這些關(guān)鍵的問題，都包含著明顯的物理意義。一個(gè)成功的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，往往就在于抓住了實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵。所以，物理思想是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和評價(jià)實(shí)驗(yàn)的重要依據(jù)。同時(shí)讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)中的物理思想，也是培養(yǎng)科學(xué)方法的重要途徑。

三、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中啟迪思路、滲透方法，提高教學(xué)效果

時(shí)代的發(fā)展對教育的目標(biāo)提出了更高的要求，在現(xiàn)行課堂教學(xué)中，應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，造就未來杰出的人才。利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的獨(dú)立創(chuàng)新意識(shí)，為不斷培養(yǎng)創(chuàng)新能力，是有明顯效果的。

物理實(shí)驗(yàn)中有許多富有創(chuàng)造性、啟迪人思維的好方法，教學(xué)中要注意通過演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，直接點(diǎn)出或潛移默化地向?qū)W生滲透這些好的方法和思想，將會(huì)對教學(xué)與學(xué)生的學(xué)習(xí)非常有利。例如在伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的斜面實(shí)驗(yàn)研究中，就蘊(yùn)藏著極為豐富的實(shí)驗(yàn)思想。首先，由于當(dāng)時(shí)測定自由落體下落的時(shí)間較困難，他采用了讓小球在光滑斜面上向下運(yùn)動(dòng)的間接驗(yàn)證方法。其次，他在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中有意識(shí)地忽略了空氣阻力對實(shí)驗(yàn)的影響，這種忽略次要因素突出主要矛盾的方法，是物理學(xué)中許多重要的方法之一。再次，他采用控制其他各量而分別改變小球的質(zhì)量、在斜面上滾下的高度、斜面的傾角等各量來研究這一問題。最后他在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上運(yùn)用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评韺⒔Y(jié)論合理地外推到斜面傾角為90°的情況，得出了超越實(shí)驗(yàn)本身，普遍的自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)中這些巧妙的方法，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评聿粌H對學(xué)習(xí)物理知識(shí)本身有著重要的意義，對開闊學(xué)生的思路、培養(yǎng)他們嚴(yán)密的邏輯思維等都有著不可替代的作用。

四、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中增設(shè)疑問，激發(fā)學(xué)生的思維，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和精神

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行動(dòng)態(tài)處理，通過變換問題的結(jié)構(gòu)、已知條件，變換提問的角度和變換論證的形式，從不同角度，用不同方法進(jìn)行全方位的思考和揭示，從而使學(xué)生增強(qiáng)創(chuàng)造意識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。教師可根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的、原理、器材、步驟，精心設(shè)計(jì)有啟發(fā)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，也可提出一些與習(xí)慣想法相反的問題，引起學(xué)生好奇。例如：研究浮力實(shí)驗(yàn)，先將塑料塊放入盛水的燒杯中，無論怎樣壓塑料塊，塑料塊最終都浮在水面上，由此引出浮力的概念，而后再將杯中水倒干擦凈，將塑料塊壓到杯底（與杯底密切），然后倒入水，這時(shí)問學(xué)生：塑料塊會(huì)不會(huì)上�。繉W(xué)生肯定回答塑料塊會(huì)上浮，實(shí)驗(yàn)結(jié)果塑料塊沒有浮上來。如此“奇怪”問題，能激發(fā)學(xué)生去思考為什么，教師趁機(jī)分析浮力產(chǎn)生的原因。又如做紙鍋燒水實(shí)驗(yàn)，先問學(xué)生，紙會(huì)不會(huì)燒壞？并告訴學(xué)生紙鍋不會(huì)燒壞，學(xué)生好奇，再引導(dǎo)學(xué)生分析，得出結(jié)論。

五、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引導(dǎo)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生思維的發(fā)展與訓(xùn)練

培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力的關(guān)鍵是加強(qiáng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，要求學(xué)生靈活運(yùn)用學(xué)過的知識(shí)，親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行科學(xué)模擬，并從中總結(jié)規(guī)律。教師不是機(jī)械地把實(shí)驗(yàn)原理、器材、步驟寫出來，而是將設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程交給學(xué)生，教師只起引導(dǎo)作用。例如測電阻實(shí)驗(yàn)，教師可先組織學(xué)生復(fù)習(xí)電流定律I=U/R，提問學(xué)生要測電阻怎么辦？學(xué)生很容易想到R=U/I，要測電阻兩端電壓和流過電阻電流的大小，進(jìn)而想到要用伏特表和安培表。如此步步引導(dǎo)，比單純給出伏特表、安培表測電阻更能引導(dǎo)學(xué)生思維發(fā)展。另外還可讓學(xué)生自制儀器，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力。

六、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，從面促進(jìn)思維能力的提高和創(chuàng)新能力的發(fā)展對教材中不夠完善的實(shí)驗(yàn)可引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)不足之處進(jìn)行改進(jìn)。如平面鏡成像。課本用兩支點(diǎn)燃蠟燭來演示，讓一支蠟燭與另一支蠟燭的像剛好重合，得出物與像等大

的結(jié)論。在現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)中，受許多因素影響，如空氣流動(dòng)使火焰不固定，兩支蠟燭燃燒程度不可能完全相同等，很難做到完全“重合”，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)可提問學(xué)生如何使“重合”更明顯？有學(xué)生提出用兩塊等大的長方形木塊，結(jié)果長方形木塊的長、寬、厚“重合”很明顯，得出像與物等大的結(jié)論。此時(shí)再提出木塊不發(fā)光，成像不清晰，找像的位置很吃力，課本用點(diǎn)燃的蠟燭就是因?yàn)槟艹汕逦�的像，學(xué)生馬上又補(bǔ)充說可將木塊包上白紙或亮彩紙，這樣像就清晰了。如此步步啟發(fā)，層層深入，促進(jìn)學(xué)生思維能力的發(fā)展與提高。

七、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)，從而深化思維的發(fā)展

做完實(shí)驗(yàn)，教師要引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)比較，找出原因，分析條件。如測電阻實(shí)驗(yàn)中，比較學(xué)生采用內(nèi)接法，外接法時(shí)測出電阻是否相同？為何不同？什么情況下采用什么方法相等，通過分析比較，使學(xué)生加深理解。此外，教師還可提出一些能反映學(xué)生掌握知識(shí)的精確度、又能與學(xué)生實(shí)驗(yàn)緊密相聯(lián)系的問題，讓學(xué)生課后思考練習(xí)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)信息加工，達(dá)到思維能力訓(xùn)練的目的，發(fā)展學(xué)生實(shí)驗(yàn)的思維教學(xué)功能。

對于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還可通過以下的渠道來完成更好的教學(xué)效果八、用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證有爭論的問題

學(xué)生中對問題有爭論時(shí)，習(xí)慣是找老師裁定。要引導(dǎo)學(xué)生明白：找老師裁定不是唯一的辦法，找不到老師怎么辦？老師的裁定一定正確嗎？應(yīng)啟發(fā)學(xué)生，有些問題是可以自己用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證的。如有些同學(xué)爭論這樣的問題：在圖1金屬圓板中有的學(xué)生認(rèn)為電流是只沿AOB方向流，有的學(xué)生認(rèn)為整個(gè)圓板中都有電流分布。啟發(fā)他們利用電流的磁效應(yīng)，就可以得出正確的結(jié)論。把金屬圓板放水平，把靈敏的微型磁針放到圓板上各點(diǎn)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)整個(gè)板上都有電流分布，越靠近C、D邊緣，電流越弱。這個(gè)實(shí)驗(yàn)還可使學(xué)生進(jìn)

一步理解并聯(lián)電路中電流分配與電阻的關(guān)系。電流的分配與電阻大小成反比，平時(shí)我們分析電路電阻時(shí)，不考慮導(dǎo)線的長短，是因?yàn)閷?dǎo)線電阻比用電器電阻小很多，可以忽略不計(jì)。而圓板上各條曲線的電阻值，差別不是很大，因此整個(gè)圓板上都有電流分布。九、用實(shí)驗(yàn)確定拿不準(zhǔn)答案的問題

有些題目學(xué)生似乎覺得這樣分析也有理，那樣分析也有理，如圖2平臺(tái)和人總重G，靜止時(shí)人拉繩的力為多少？（不計(jì)滑輪質(zhì)量及摩擦）學(xué)生覺得好像是六段繩子支持總重，又似乎是四段繩子支持總重。讓學(xué)生用圖3的方法做模擬實(shí)驗(yàn)，可以找出拉力F與G的關(guān)系即F=1/8G。得出正確結(jié)論后，再回頭反思原來的分析方法就容易總結(jié)出正確的思路；這類題不能數(shù)繩子段，而要從力的平衡關(guān)系來分析。

十、通過實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)辯證分析問題

例如這樣的問題：如圖4所示，當(dāng)蹄形磁鐵向下

運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，小磁針的N極將怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)？答案是小磁針的N極將向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)。有的學(xué)生動(dòng)手做了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)小磁針設(shè)有偏轉(zhuǎn)。的確如此，因?yàn)槲覀冎車�存在有地磁場，它的�?qiáng)度約有0.5×10-4特斯拉，電流產(chǎn)生的磁場磁感強(qiáng)度必須大于地磁場磁感強(qiáng)度才能克服地磁場的作用力使小磁針偏轉(zhuǎn)，上述情況感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場比地磁場弱得多，當(dāng)然小磁針不會(huì)偏轉(zhuǎn)。我們首先應(yīng)贊揚(yáng)這些學(xué)生能用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)問題的思維方法，指出這是研究物理的基本方法。但另一方面還得告訴他們，這里出題人的意思顯然是不考慮地磁

場的作用力，解題還得按出題人的意圖來分析問題�？傊�，這樣的問題很多，我們在給學(xué)生講解題目的時(shí)候，不應(yīng)使學(xué)生形成為做題而做題，為考試而做題的錯(cuò)覺。學(xué)物理是為解決實(shí)際問題的，因此講題時(shí)應(yīng)把習(xí)題與實(shí)際的聯(lián)系和出入都給學(xué)生講清楚。

總之，在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、思維能力和創(chuàng)新能力是改革物理教學(xué)的體現(xiàn)，是實(shí)施素質(zhì)教育的一個(gè)重要方面。觀察能力是思維的基礎(chǔ)和前提，思維是觀察的延續(xù)和升華。觀察能力提高，能激發(fā)學(xué)生思

維，思維能力發(fā)展，又促進(jìn)觀察能力的提高，因此二者是相輔相成的。而思維能力與觀察能力的提高又是為創(chuàng)新能力做了良好的鋪墊。因此教師在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要不斷地更新觀念，不要認(rèn)為學(xué)生實(shí)驗(yàn)就是讓學(xué)生動(dòng)手“練”，而要善于發(fā)掘?qū)嶒?yàn)中蘊(yùn)藏著的科學(xué)思想，精心設(shè)計(jì)富有啟發(fā)性的實(shí)驗(yàn)方案，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性和主動(dòng)性，在培養(yǎng)動(dòng)手能力同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生觀察、思維和創(chuàng)新能力，融觀察、操作、思維、創(chuàng)新于一體，才能使學(xué)生實(shí)驗(yàn)發(fā)揮更好的教學(xué)效果。因此在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，適當(dāng)?shù)赝卣箤?shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容和方法，對于培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思維、創(chuàng)新的能力是大有文章可做的，可使學(xué)生從枯燥的“聽、背、寫”的乏味中解脫出來，煥發(fā)出思維深處的潛能，對于學(xué)生學(xué)生物理的興趣，對于學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的方法等，都有極大的幫助，對于物理教學(xué)效果具有很大的提高。對實(shí)現(xiàn)高品味的素質(zhì)教育將產(chǎn)生不可估量的影響。

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