提升物理教师实验能力的若干思考

马利明

（余姚中学，浙江 余姚 315400）

物理实验教学改革是物理新课程改革的重点.完成新教材所编入的大量课内外实验的数量与质量情况，是检查教学是否真正落实新课程目标的重要依据.教师的实验能力，是指教师所具备的实验教学能力和研究能力.它包括实验的组织管理、设计操作、结果分析、应用实验培养学生各种能力的能力.教师实验能力的大小，决定着完成实验的数量与质量，因此，提高教师的实验能力应该成为实验教学改革的着力点.本文所识是笔者对如何有效提升物理教师实验能力的若干思考.

1 切实改变学校领导和教师的实验教学观念

新课程推进至今，仍有不少学校的领导和教师对实验教学的重要性认识不足.学校领导唯指标完成率高低论教学质量好坏的传统观念还根深蒂固，而教师又迫于“形势”大大缩减该做实验数量，努力增加“满堂灌”时间.于是出现了许多教师图省事，怕影响教学进度，只在黑板上“画实验，讲实验”，不按新课程要求开出、开全实验，无端丧失学生动手实验能力培养的怪现象，最终使得学生“高分低能”的现状越来越严重.因此笔者认为，作为学校领导必须深入领会新课程改革宗旨，特别是对理化生学科教育中实验教学的重要性，培养学生实验能力在其成长发展中的重要地位有足够的认识.作为物理教师则更应懂得实验教学的重要目标，在课堂内外开出、开全实验，不能图省事，怕影响所谓的进度，要保质保量地完成新课程要求的实验.

2 创新教材实验教学设计，给学生作出示范表率

新课程重在培养学生的创新精神和实践能力，而物理实验又恰能成为培养学生创新精神和实践能力的桥梁.学生创新精神和实践能力培养的先决条件就是实验教师需要有创新精神和能力.教师只有对实验目的，新课程要求有透彻的研究，才能挖掘出教材中传统实验与新课程要求配合上的欠缺，才能想出创新的实验方向并进行实践，设计出更优质的实验来，同时也给学生作出示范表率.

例如：对于条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线分布实验，教材用铁屑来模拟磁感线的分布，在磁场中放一块玻璃板，玻璃板上均匀地撒一层铁屑，铁屑就在磁场里磁化成“小磁针”，轻敲玻璃板使铁屑有规则地排列起来，就模拟出了磁感线的平面分布情况.但这样不能形象反映磁场的空间分布情况，因此可做这样的补充，将蹄形磁铁直接与铁屑充分接触，然后将磁铁从铁屑中取出来，就会发现磁铁的两端沾满了铁屑丝，不同的朝向就形象说明了磁场是空间分布的，而磁铁中部几乎没有吸附铁屑，也形象地说明了弯曲中部磁性最弱.在弥补了传统实验与新课程要求配合上的欠缺后，课后再给学生留下进一步探索的空间：还有更好的模拟磁感线的方法吗？

3 灵活借鉴“他山之石”，主动参与培训，提升实验教学理论水平

新课改在提高教师实验能力的要求上措辞迫切，而借鉴其他学者的实践经验，就可以使我们少走弯路，快速提升自身实验理论水平，实现教学的高起点、高质量、高效率.如平时多研读物理专业书籍和杂志的“实验研究、拾零”类栏目文章，从实验教学的意义作用，实验的组织管理，实验用品的选择改进，具体的方法技能等方面灵活借鉴，消化吸收，他为己用.同时紧跟目前物理实验教学的领先水平，树立现代实验观，拓展实验思维，不断释放自身参与实验研究的热情，提升实验教学理论水平.另外，各级教育主管部门组织的实验技能培训是物理教师提升实验能力的较高平台.物理教师要善于抓住这些机会，主动参与其中，认真听取专家的实验理论，对所发培训资料进行踏实研读，借他人智慧，长自己才能，同时还可以把自己过去实验教学中所遇困难提出来，寻求专家的帮助.当然，在因特网交流十分便利，校际间交往日益增加，校内同事集体备课经常进行的今天，多与同行进行坦诚交流，相互学习，共同提高，也不失为提升自身实验教学理论水平的好路子.

例如在“互感和自感”一节的教学中，笔者在课上做了1节干电池连接线圈后在锉刀上滑动产生电火花的小实验，意在激发学生的学习兴趣和引入“自感”教学内容，实验效果明显但教学效果不明显，解释起来比较费劲，学生难以接受.于是本人又按照教材上两种电路进行操作，引导学生分析推理，形成结论，这样做思路顺畅，结论明确，但课后一个学生的问题把笔者难住了：为什么要选两种电路来做实验？不能用一种吗？在勉强搪塞后笔者查阅了很多专业书籍和杂志，它们让本人豁然开朗，原来很多专家和学者都已经对这个问题有过很深入的研究.自感现象的演示可以用一个电路完成，自感现象的直观、定量研究更可以借助数字化实验系统来完成.

4 实践、反思、再实践、总结是提升实验能力的根本途径

任何事情的成功都来自实践，教师提升实验能力也不例外.要改变“纸上谈兵”式实验教学所造成的“高分低能”学生和“眼高手低”教师的状况，就必须实践实验教学，通过实践来提高教师的实验能力.

现有物理教材的实验内容丰富，实验设计弹性大，涉及器材多，作为教师不能再“等、靠、要”.要更多地立足学校实际，勤于动手，发现不足自己积极创造条件，探索替代实验，做到推陈出新，推进实验的生活化和地方化，增强实验的适用性，解决实验教学难点问题.在实际操作中要善于发现问题，确立小课题并进行研究，边实验边研究，包括对实验的组织管理，对实验的目标、原理、装置、方法、步骤、内容、结果等进行比较研究.当然，在对培养学生实验能力上，作为教师还要勤于总结和反思，没有总结就没有提高，无论实验成功与否，都要认真进行总结，习惯写实验心得、研究论文，长期坚持实践.实验做得越多，经验积累越丰富，就越能有效地提升自身实验能力.

例如，库仑定律演示实验通常是用库仑扭秤来完成的，但扭秤装置一般学校配置非常有限，因此巧妙利用常见实验设备和材料设计制作演示仪来突破教学难点显得很有意义，下面是笔者的一些实践和体会.

制作材料：演示天平1架，乒乓球3个（表面涂上金属漆），有机玻璃3片（2片40c m×2c m，一片60c m×5c m），一小段有机玻璃棒，夹子2个.

制作方法：如图1所示.先拆去演示天平的2个砝码盘，再拆去左端平衡螺杆，保留右端平衡螺杆，在右端平衡螺杆下面装上“平衡块”（用有一定重量的夹子充当，容易调平衡）；在2片40c m×2c m有机玻璃的一端用胶水各粘上1个乒乓球，1片用胶水粘到横梁的左端，另1片用冲击钻在其一端打上间距为2c m的2个小孔，以便固定在中央立柱的有机玻璃片上；在天平的中央立柱上固定60c m×5c m有机玻璃片，在中央立柱的有机玻璃片上也用冲击钻打上横向间距为2c m的若干小孔，纵向间距为5c m，且最靠近横梁的2个小孔连线与横梁平行（这样乒乓球球心间距便容易控制）；把第3个乒乓球与1根有机玻璃棒粘接，把它作为分电球.

实验流程Ⅰ：验证库仑力大小与带电球间距平方成反比.

图1

把游码拨到0处，抬起横梁，调节天平平衡（移动夹子），放下横梁；把打上小孔的有机玻璃片固定在中央立柱的有机玻璃片上（可用一小段折弯的硬铁丝固定），使2个小球之间的距离为5c m，用感应起电器使2个小球带上同种电荷；抬起横梁，拨动游码，使天平平衡，读出2个带电球间的库仑力大小，并作上标记；如图2所示，放下横梁，用不带电的完全相同的分电球去接触一下其中一个带电球，使它失去一半的电荷量，再抬起横梁，拨动游码，使天平重新平衡，再读出2个带电球间的库仑力大小，并作好标记.

图2

图3

从图3可以看出，两个带电球的电荷量的乘积减半，则2个带电球间的库仑力也减半，即2个带电球间的库仑力大小与2个带电球的电荷量乘积成正比.（可重复同样方法改变带电球的电荷量，多做几次实验）

实验流程Ⅱ：验证库仑力大小与带电球间距平方或成反比.

抬起横梁，用手触碰2个带电球，使其放完电，重新调节平衡；放下横梁，再次用感应的方法，使2个小球带上同种电荷.抬起横梁，测出2个带电球间的库仑力大小，并作好标记；放下横梁，把打孔有机玻璃片上移，使得带电球间距由5c m变为10c m，如图4所示.抬起横梁，测出2个带电球间的库仑力大小，并作好标记.（注意：此时不能触碰任何一个带电球，以防漏电）

图4

图5

从图5可以看出：两个带电球间的距离增加1倍，2个带电球间的库仑力减小到原来的1／4，即2个带电球间的库仑力大小与2个带电球的间距平方成反比.（可重复同样方法改变带电球的间距多做几次实验）

从此实验开始设想到最后成功，笔者作了很多次尝试，经历了很多次失败.特别是南方天气比较潮湿，做静电实验本身就很难成功，要排除潮湿影响，必须借助干燥设备，最后笔者想到了把它放在一个透明有机玻璃做成的烘箱里，于是就成功了.本人还对这个实验作了总结，发表于杂志.

5 积极参加实验教学竞赛，落实奖惩制度，促成实验能力的高标准发展

教育主管部门要多组织实验教学竞赛，如实验操作竞赛、实验设计竞赛、实验教学课竞赛、实验教具制作竞赛、实验教学优秀教案或论文评选等.这样做可以促进教师积极参与竞赛，自己研究设计实验，检测自己的实验能力，向同行专家学习.通过取得好成绩，获取荣誉，兑现奖惩，感受到教师的自豪感和责任感，从而激励自己更好地为提高实验教学质量而工作，而对于教育主管部门，也完成了有效引导教师提高实验能力的初衷.因此笔者建议：教育主管部门可以每年组织一次实验教学竞赛，为教师特别是年轻教师提高实验能力搭建平台.

1 丁秀梅.刨根问底——自感现象通电断电的DIS实验图像讨论［J］.物理教师，2004（1）.

2 王超良.开发实验功能，强调调谐能力［J］.物理教学，2010（2）.

3 马利明.巧用天平演示库仑定律［J］.中小学实验与装备，2009（6）.