浅谈实验在中学物理教学中的作用

郭惠芳

物理学是一门以实验为基础的科学。物理实验作为物理教学的基本手段，对中学生理解物理知识和应用物理理论方面具有很大的作用。中学的物理实验教学分为演示实验、学生实验和课外小实验。通过物理实验不仅能使学生养成善于观察、勤于动手的习惯，还能激发学生的求知欲，培养学生的探索能力。

一、演示实验

演示实验作为一种教学手段，是教师备课的重要内容，需要教师认真研究和准备。演示实验的目的是让学生观察，使学生对某个物理现象或物理规律有清晰的了解。是教师讲解物理概念、物理规律的基础和培养学生建立物理思想的重要手段。演示实验为学生使用仪器、操作仪器做出了示范。

（一）演示实验过程中应注意的问题

1.仪器要简单，显示现象要明显易见，以便于学生观察。例如，在电学部分的教学过程中要演示某部分电路中电流的变化，不能用高档小型安培计，而宜采用立式、长针、高灵敏度的电流指示计。不便于观察时可以用投影仪。

2.过程和结果必须符合教学原则，特别注意科学性原则。不论何种实验的设计和改进首先要考虑的就是实验原理和实验现象的科学性。有一些实验从表面上看没问题，而在伪象掩盖下，可能存在着科学性错误，因此，我们在平时设计实验或组织学生设计实验时，要有意识地注意这一点。

3.指导学生进行观察和思考。演示实验固然是由教师操作，而对于观察的对象，分析说明的问题，以及引出规律性的认识应由学生进行。要学生通过思考，使其对实验现象印象深刻，对导出的结论思路清晰。提高学生的观察能力和分析能力。教师演示前必须首先给学生明确的演示目的，介绍使用的仪器和作用。在演示过程中要集中学生的注意力于主要的观察目标上，告诉学生观察什么，怎样观察。如果需要定量表示，则要说明如何测量，如何读数，怎样处理数据。自始至终贯彻引导学生了解现象、发现问题、取得数据、思考问题、得出结论。

（二）演示实验的作用

1.建立和解释概念。例如，在力的概念教学中，演示把两块磁铁分别放在两个小车上，先使甲车固定，乙车可在磁力的作用下向前运动，说明甲磁铁对乙磁铁有力的作用。然后再让甲、乙两车都能自由运动，说明两磁铁彼此有力的作用。观察后引导学生得出结论，要产生力至少有两个物体，物体间力的作用是相互的。

2.建立和解释规律。例如，在欧姆定律教学时可用电源、定值电阻、滑动变阻器、开关、导线构成基本电路，用演示电表分别测电阻两端的电压和流过电阻的电流。演示电阻两端的电压与流过电阻的电流之间的关系，从而验证欧姆定律。

3.启发学生积极思维。生动的演示会给学生以强烈的刺激，会引起他们浓厚的兴趣，也常常会带来意想不到的结果，激发学生思维以达到深化、活化物理知识的目的。

二、学生实验

学生实验是学生在教师指导下独立操作的课堂教学过程。教师应依据大纲要求，有计划、系统地训练学生的实验技能和良好习惯。

（一）学生实验能培养学生的操作能力

要进行一个物理实验，总是需要先把各个仪器、部件、设备组装起来，并要求装配和连接必须正确无误。具体要求：布局合理；要便于观察和操作；连接要正确、简单；实验前要检查，必要时进行预备性调试。

（二）学生实验能培养学生的数据处理能力

为得到正确的实验结果，必须具有一定的数据处理能力。中学阶段处理实验数据的主要方法是图像法，即根据所取得的实验数据，绘出图线，它能够直观地显示出两个变量（自变量、因变量）在一定范围内的关系，总结出一般规律。也可从图线求出未知量。

具体做法：（1）建立坐标系：水平轴表示自变量，竖直轴表示因变量，坐标原点可以从零开始，也可从某一定值开始。坐标比例应适当。（2）描绘实验数据点连成图线：根据实验数据点描成平滑的曲线，数点不一定在曲线上，均匀分居在曲线两侧即可。（3）探讨问题：根据曲线估出两个变量的函数关系，估计出两变量之间的一般规律，或根据实验曲线求出未知量。

一般情况下，实验所测得的数据是限制在某一范围内的，在这一范围内可以从图上得到对应的量值。对于这一范围之外的两个变量之间的对应值可用外推法求得，即把实验曲线延长，求得两个变量的对应值。

（三）学生实验能培养学生的实验设计能力

物理实验教学，不仅要求学生会正确地使用基本仪器进行观察、测量和读数，掌握一定的操作技能，会简单地处理实验数据，得出结论，而且还应当培养学生根据确定的目的、任务，自己独立地设计实验方案的本领，即培养学生实验设计能力。

三、课外实验

课外实验是物理课堂实验教学的延伸和补充，主要是学生在教师的安排下依据一定的教学目的、任务和要求，利用课外时间，通过一些简单的器材或自制仪器独立完成的一种教学实验。

学生的课外实验可以扩大知识领域，使理论联系实际，培养学生对物理知识的学习兴趣和独立工作能力。课外实验内容应与教学内容相联系，但可不受教学大纲的限制。如观察蒸发与扩散、渠道水流速等。布置课外实验时应要求学生写出观察和实验报告，培养学生严肃认真的科学态度。

课外实验形式灵活，方法简单。在培养学生的实验设计能力方面有独特功能。例如，结合物体平衡做杆秤定出“准星”、标好刻度、进行校准；或自制单摆，验证周期公式；测滑动摩擦因数；自制小孔成像；测放大镜焦距等。

总之，实验能够有效地培养学生的兴趣、激发学生的求知欲，能够更好地训练学生的科学方法和培养各种能力。因此，实验是物理教学的重要组成部分作为一个中学物理教师和实验人员，必须真正理解物理实验的意义，并建立起热爱物理实验的感情。

参考文献：

1.吕斯骅等，《基础物理实验》，北京大学出版社，2002-3

2.孟进，《物理教学问题》，辽宁师范大学出版社，2000年

3.刘力，《新课程理念下的物理教学论》[M]，科学出版社，2007

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