积极回归在物理教学中重视实验教学

陈春节

摘 要：物理是一门以实验为基础的科学，实验教学应是物理教学的一个重要的组成部分。在当前的物理教学中，实验却是极其薄弱的环节，这种状况将影响学生的知识能力结构和非智力因素的发展。因此，应该回归本源，重视实验教学，使学生获得必要的感性认识，培养学生的科学探究能力，确实改变过去只注重实验结论而忽视了实验过程的弱点。

关键词：实验教学；高中物理；创新能力；教学改革

物理实验是物理学科赖以发展的沃土，是物理学科的特点，也是物理教学中得天独厚的优越条件。《新课标》中明确指出：物理课程应使学生经历基本的科学探究过程，具有初步的科学探究能力。实验能使学生在经历以物理现象的观察、思考和实验为载体的学习活动（或问题解决）中形成包括实验技能、实验思想方法和科学探究能力的综合能力。在此，笔者结合教学实际，探讨在物理教学中如何重视实验教学。

一、实验是培养学生科学素养的重要阵地

1.学生观察能力的培养

首先要使学生能根据物理教学要求自行设计实验观察内容，确定观察工具，掌握必备知识。例如在做平抛仪实验时，可让学生先提出自已的设想，有学生提出用摄象仪先拍下两小球的录像，然后再放慢动作片，这样观察得更清楚。事实证明按这种做法可以让学生更清楚地观察小球平抛运动过程，总结平抛运动规律。更重要的是这样做可以极大地提高学生的学习主动性和物理实验观察能力。

其次应培养学生在观察中积极思维的习惯，观察时尽量摆脱已有观念的束缚，使学生的思维有较大的自由度，鼓励学生善疑多问，勤于思索，这样才有可能在将来的观察实践中探索，发现新的物理现象和规律。

2.学生动手能力的培养

人的动手、操作能力不是生来就有的，也不是靠灌输能得到的，只能通过相应的锻炼形成和发展。物理课中的实验教学就是培养学生动手、操作能力的重要阵地。例如，物理课中《用多用电表探索黑箱内的电学元件 》的实验，这个实验，既需要两手的协调工作，又需要眼睛仔细地观察，还需要动脑子思考如何动手操作。通过这个实验，学生将体会到动手实验的要领，动手操作的稳定性、熟练性在整个活动过程中的重要作用。学生在课上动手操作实验，而课下再搞些小实验、小发明、小创作，这样可促进学生多方面操作本领的形成。

3.学生创新能力的提高

江泽民曾说过：“创新是一个民族进步的灵魂。”培养学生的创新能力既是素质教育的重要内容，更是新世纪人才必不可少的。我很欣赏物理学家楞次，楞次是在法拉第发现电磁感应现象后，对这一物理现象发生了深厚兴趣的，楞次自己设计实验研究方案，重做法拉第的实验，他受人启示，但不循别人的老路，独立、自信、创造、勤于动手、勇于探究，在尊重科学的前提下，反复实验，终于在1883年总结了楞次定律，其后又通过实验研究了电流的热效应，并取得电流热效应的规律，从而又确立了电流热效应中的“焦耳-楞次”定律。楞次在科学研究方面取得卓越的成就是和努力追求客观规律的勇气和积极探索物理规律的创新精神分不开的。楞次的这一发现的过程对我们的物理教学很有启发，在教学过程中我充分利用实验优势，培养学生的创新能力。例如，在验证机械能守恒的实验中，可以启发学生思考，你能否利用现有装置测定当地的重力加速度？你还能设计几种测定当地重力加速度的方法？在学生电学分组实验中，在掌握实验原理的基础上，允许学生用不同的器材、不同的实验步骤进行操作实验，可以极大地提高学生学习物理的兴趣，发展学生的个性，活跃学生的创新思维。在实验中学生需要在各种因素中取舍，对所得的信息进行筛选，这就要求学生在追求既定目标的过程中应变、思考和探索，使学生的分析、抽象、综合、表达的能力都得到训练和发挥。

4.学生良好品质的养成

教育学生如何做人是实施素质教育的前提。 道德习惯要在行为中培养，学生动手做的很多实验不可能一次成功，往往需要重复多次。学生在一次次失败、一次次成功的实验中会体会到：无论做什么事情，只要努力去做，只要坚持到底就一定能成功。在实验的过程中可潜移默化地使学生的意志得到锻炼、毅力得到培养。实验中，不仅能训练学生严格遵守纪律、遵守操作规程，爱护公物，同学之间互相配合互相帮助的精神，还能培养学生严谨的科学态度和良好的科学习惯。例如，操作要一丝不苟、观察要仔细认真、报告要如实规范……这中间还渗透着爱科学、爱祖国、爱生活的良好思想品德教育，起着“随风潜入夜，润物细无声”的作用。实验中通过观察、分析、概括、归纳得出科学结论，这样还可以培养学生科学的世界观和方法论。

实验对提高学生的品质、全面培养学生的能力，其作用是多方面的，特别是在育人上有着其它教学方法都难以比拟的优越性和强大的生命力。加强实验教学是促进学生素质发展的一条重要途径。

二、重视实验教学是进行物理规律教学的关键

人的认识是对客观事物的能动的反映，没有客观事物作为基础，就难以实现对事物的正确认识。要使学生掌握物理规律，必须使学生对所学的问题获得生动具体的感性认识，然后再通过对感性认识的加工（分析、概括、抽象）上升到理性认识。

物理学是一门实验科学，为了使学生真正理解物理规律，要尽可能从观察实验出发，以实验为基础。通过观察演示实验或进行分组实验，启发学生思考，从而总结出有关的物理规律。例如，在进行半导体的导电性教学时，如果不做实验，只是按照课本从半导体的内部结构进行分析，学生因为没有感性认识，就不会对半导体的热敏性有深刻印象，也不能引起兴趣。如果向学生演示半导体的电阻因温度的变化而变化的实验，就会引起学生的兴趣。在实验事实面前，学生就会提出“为什么会发生这样的现象呢？”然后再通过理解分析，效果就会好得多。为了使教学获得更好的效果，在演示上述实验前可安排对比性演示实验，即金属的温度升高时电阻变大和绝缘体温度升高时电阻变小的实验。然后提出“半导体温度升高时电阻如何变化”的问题，再来做半导体热敏性的实验。由实验知道，半导体跟绝缘体类似，当温度升高时电阻也是变小。但不同的是，绝缘体温度升得很高时电阻才有明显减小，而半导体的温度稍有升高电阻就明显减小。正因为半导体的导电性对温度很敏感，所以才叫热敏性。

在完成上述对比实验后，学生有了较丰富的感性认识，再从理论上分析半导体、金属导体、绝缘体在导电性上存在差异的原因，学生就会感兴趣，就能收到好的教学效果。

以实验为基础，使学生获得丰富的感性认识是十分必要的。学生从感性认识到理性认识是一个“飞跃”，是认识过程中最困难的阶段，要实现这一“飞跃”，就需要带领学生对感性认识进行分析、归纳、概括和抽象。学生的参与和积极思考是十分重要的，如果教学中不注意这一点，而是在介绍有关感性材料后，由教师包办代替，甚至简单给出结论，要学生记住，那么学生的认识往往还停留在感性阶段，或者感性的东西和理性的东西在他们的头脑中处于分离状态，则学生就没有完成认识上的质变，对规律的理解就是表面的。

例如，在进行“法拉第电磁感应定律”教学时， 可通过演示实验进行启发引导，对重点和难点内容的理解起重要作用。在讲到定律内容时，要突出“磁通量的变化率”这个关键，提出“为什么不能用磁通量的变化量来描述感应电动势的大小，而要用磁通量的变化率来描述呢？”对这个问题可通过下述演示实验来帮助学生理解。用条形磁铁演示插入和拔出螺线管（如图1所示），让学生观察磁极在相同高度处快插入、快拔出和慢插入、慢拔出过程中，电流表指针的偏转情况，并提出两个问题：（1）磁通量变化是否相同？磁通量变化的快慢是否相同？（2）电流表指针ε∝■而不是ε∝Δφ，也不是ε∝φ，从而能够深刻理解定律的内容。理解物理规律应以实验为基础，考虑物理问题应把实验事实放在思维的首位。然而，许多学生对实验的认识是肤浅的。他们将教材上物理规律的条文和实验器材、实验现象等背得烂熟，而不去理会物理规律与物理实验间的必然联系，看不到物理实质，因此所学物理知识难于迁移，更谈不上创造性地设计实验验证、探索物理规律，学习实验只是在应付考试。因此，高中物理教学，应特别注意培养学生牢固的实验意识。教师应重视实验教学，千万不能在黑板上讲实验。实验中，教师要引导学生认识物理器材、控制实验条件进行实验、观察实验现象、记录和处理实验数据，从而透过现象看清本质。教师要为“迁移”和“创造”而教，要让学生体会到：一定条件下的物理现象或物理过程都受规律制约，物理实验是探索物理世界的重要方法。教师要营造让学生动手实验、迁移创造的机会。

三、物理教学改革更要重视实验教学

1.加强实验教学是物理教学改革的要求

近年来，国内外不少物理教育工作者进行了教学改革的实践，总的趋势都在加强实验教学。努力的方向可以归纳为如下几个方面：

（1） 加强学生的实践活动，创造条件，让学生以主体的角色进行实验；

（2） 在实验活动中注意培养学生的科学态度和科学的工作方法；

（3） 在确定内容和教学方法时，注意考虑学生的认知规律和心理特点；

（4） 既注意引入先进的技术手段，又提倡运用随手取材的自制教具和低成本实验创设生动的实践情境；

（5）鼓励学生在自己的生活环境中寻找课题，进行设计性、探索性实验，引导学生领会科学与生活、科学与技术和科学与社会的关系。

2.改革实验教学是物理教学改革的重要环节

为充分发挥实验教学在新课程改革中的功效，我们应如何开展实验教学呢？总的来讲，物理课程应始终以观察和实验为基础。要让学生动手参与实验过程，而不是过分强调实验的结论，应大幅度增加中学物理课程的实验内容，提升对实验动手能力的要求。学习科学是学生自己的事情，不能由别人来代劳，应改变以验证性实验为主为以探究性实验和设计实验为主，从而构建探究型学习过程。

新课程强调教师是教学的指导者，组织者和合作者，学生是学习者，探索者和创造者，师生之间通过师生互动，生生互动形成一个“学习共同体”，教与学形成一种“共振”现象，实验教学中，我们也应遵循这一原则，达到培养学生能力的目标。例如，在《做功和内能改变》演示实验中，首先让学生搓手并描述手的感觉，然后通过初步的分析让学生提出“做功是否可以改变物体的内能”，再通过演示空气压缩引火实验，丰富学生的体验，并总结出结论：“对物体做功，物体内能增加”。另外，在演示实验中，我们可以让学生协助安装器材，读教材，甚至可以在学生明确实验意图后自己动手操作，在学生实验中，我们可以将某个小组的故障提出后，让其他小组派“小专家”协助解决。对高中学生，我们还可以让他们写出《实验报告》，并相互交流，取长补短。这些做法可以大大激励学生的学习兴趣，培养合作精神和探究能力。

总之，实验教学所具有的实践性、真实性是任何媒体所无法代替的，它不仅可以提高学生的动手能力，培养其规范操作技能及勇于实践精神；而且实验过程的探究性和创造性，是培养学生创新意识、树立创新精神、锻炼创造性思维的重要途径。在物理教学中重视实验教学，可以优化物理课堂，激发物理课堂教学的灵性，提高教学效率。

参考文献：

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