对提高高中物理实验有效性的几点思考

刘卫星

物理学是以实验为基础的科学，离开实验，物理就成为无源之水，无本之木，实验最符合学生认知规律，也是学生接受物理知识最有效的途径，加强实验教学，不仅能激发学生学习物理的兴趣，促使学生更好地理解物理概念和物理规律，还能提高学生分析、解决物理问题的能力，下面笔者就自己的教学实践谈谈如何提高高中物理实验教学的有效性.

1 转变物理教师实验教学理念

伽利略曾说：“科学的真理不应在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找.”

高中物理教学改革越来越强调中学物理教学要重视实验教学，然而在高考指挥棒的影响下，题海战术盛行，“重理论、轻实验”的现象比较严重，老师们常常感到实验教学既费时又费力，所以课堂教学中能不做的实验便不做实验、演示实验取代分组实验、利用黑板或PPT“讲”实验、习题中做实验的现象普遍存在，中学物理实验教学现状堪忧，长此以往，不仅学生不会做实验，许多物理教师也会逐渐丧失设计实验、开展实验教学的能力.

这种现象的发生首先源于教师对实验教学作用的认识不足，美国学者艾伦·柯林斯说：“如果我们的目标是培养学生能创造性地解决问题和发展理论，那么这是我们所拥有的唯一方法”，可见，凡事只有亲自实践才能获得真知.

其次是我们的实验教学技能欠缺所致.环顾我们身边在物理教学上有感悟、有建树的老师们，他们的感觉是：“不做实验，这物理课没法上，”在他们的课堂上，以不多的话语引起学生更多的思考，以较少的推演解决学生更多的疑问，因为他们坚信，物理教学“要以实验和事实说话”，物理教学中如果没有实验，那就不是真正的物理课，所以教师必须转变观念，把时间用到实践中去，追本溯源，学生的收获定会比我们空洞的演示讲解要大得多.

2 培养学生对实验的浓厚兴趣

爱因斯坦说：“兴趣是最好的老师.”兴趣是直接推动学生主动学习的内驱力，在物理实验教学过程中，如果学生对实验有极大的兴趣，就会自主调动情感、调动内驱力，以积极的状态投入到学习中，因此，培养学生对物理实验的兴趣，是提高物理实验教学有效性的关键.

要激发出学生的兴趣，首先要让学生认识到物理实验的乐趣.为此，我们要在以下几个方面做改变，第一，设计启发性问题，激发学生的探究欲望.如，在进行“楞次定律”教学过程中，教师先通过磁铁插入和拔出螺线管时灵敏电流表偏转方向不同、引导出要探究的问题，感应电流的方向应遵循什么规律，通过这样的启发性问题，不但能激发学生的学习兴趣，更能使学生积极地参与到实验探究中去，第二，创新演示实验，使实验变得更加逼真有趣，尽可能让学生参与演示实验，发挥学生在课堂上的主体地位.如，在讲“机械能守恒定律”时，找一个勇敢的男生到讲台前面参与实验，把小钢球从能刚好碰到他的额头处静止释放，当小钢球再次摆回到学生面前时，教室里发出了尖叫声，怕砸到学生的额头，那个男生也不由自主地把身体往后仰，但实际上根本不会碰到学生的额头，这样不仅能活跃课堂氛围，更能激发学生对物理实验的兴趣.第三，利用DIS数字信息系统整合课本实验，解决传统实验数据采集难、数据处理复杂等问题，提高了实验的趣味性、直观性和探索性.如，在用控制变量法探究小车加速度与力、质量的关系时，用光电门代替打点汁时器测定小车的加速度，能更加便利、准确的测量到结果；在细线和勾码之间连接一个力传感器，能直接测量出小车受到的合外力，避免因勾码质量增大，导致勾码质量m不再远远小于小车质量M，而造成a-F图象的弯曲；利用Excel表格来处理实验数据，可以迅速、准确地根据表格中的数据作出a-F图象，甚至能够写出图象所代表的公式.

3 加强探究性物理实验的教学

长期以来，物理实验教学都是以教师为中心的传统教学模式，教师直接告诉学生实验目的、实验原理、实验步骤等，所有学生都按部就班地做同样的实验，模式僵化，实验过程缺乏学生的自主性和创造性活动，学生都是被动接受，学生的主体地位没有得到重视，效果不理想.如，“伏安法测电阻”若采用传统的实验教学方法，学生在实验过程中，电流表是采用外接法还是内接法，滑动变阻器是采用限流式接法还是分压式接法，总是摸不着头脑，糊里糊涂.

听见的容易忘记，看见的容易记得，亲手做过的东西才真正理解.教师不是向学生传授知识，而是引导学生自己去体验，并从中获取知识，学生也不是被动地接受，而是主动地从实验中探究知识，在自己动手实验探究过程中，学生不仅获得知识，锻炼能力，也体验到了成功的喜悦.笔者按照学生的思维方式设计如下的探究实验.

实验1 教师通过设计情景，引导学生发现并提出测量电阻的问题，给学生1 Ω的电阻，要求滑动变阻器采用限流式接法，连接电流表时，让一半学生采用“电流表内接法”测量电阻，另一半采用“电流表外接法”测量电阻，做对比实验，结果采用外接法的学生测量值小于1 Ω，而采用内接法的大于1 Ω，到底哪一组数据更准确呢？接着分析测量数据，引导学生探究测量电阻与电压表内阻之间的关系，得出选择电流表内外接法的原则.

实验2 精心设计教学环节，激励学生的自主探究能力，给10 kΩ电阻，电流表采用内接法，用限流电路（20 Ω的滑动变阻器）.学生在实验过程中发现，无论如何凋节20 Ω的滑动变阻器，测量数值几乎不变，为什么呢？老师抓住学生遇到的疑问，引导学生自主探究滑动变阻器“限流式接法”和“分压式接法”的原则.整课堂气氛活跃，学生聚精会神，充分激发了学生思维的自主和行为的自主，调动了学生的学习积极性，而且还提高了他们的实验操作技能，课堂教学更加有效.

4 构建高中物理开放性实验室

在学生实验过程中，有的实验器材都是学生第一次接触，如打点计时器、气垫导轨等，比较生疏，不能很好的进行操作，导致实验结果误差很大，学生的实验能力也存在差异，但是我们要正视这种差异，有的学生能在课堂上完成所有的实验内容，有些学生可能无法完成，学生对实验的兴趣也存在差异，我们要尊重这种差异，有的学生完成规定的实验后，还想做些自己感兴趣的实验内容，我们要为学生提供实验上的方便，所以我们要在时间和空间上，为学生自主实验创造条件，向学生开放物理实验室，使学生课后去实验室就像去图书馆一样，让学生能随时熟悉并掌握各种实验仪器的使用，学生可以“借”实验课中的实验仪器来重做上课时因某种原因未完成、未做好的实验，也可以“借”实验室的实验仪器尝试自己设计的实验，让学生在尝试中体验成功的快乐和失败的教训.

开放实验室后，每个学生都可以自己动手，选择适当的仪器做自己想做的、感兴趣的实验.长期坚持下来，不仪可提高学生的兴趣，促进学生学习的主动性，还能大大提高学生的实验技能.例如，在高一物理必修一实验“验证力的平行四边形定则”教学中，可以自行提出问题：除了课本上学习的用两个弹簧测力计进行实验外，你还可以用什么方法来验证力的平行四边形定则？向学生开放实验室，让学生将自己设计的实验动手去验证，学生在实验室边尝试边改进实验，学会使用一根弹簧测力汁、不使用弹簧测力计等多种方法去实际操作，通过这种开放性的实验教学，既培养了学生的实验兴趣，又让学生在实验中锻炼了自己的实验能力.同时还能让学生养成独立分析问题、解决问题的习惯.

总之，提高高中物理实验教学有效性的途径还有很多，在今后的教学过程中要更加重视实验课的教学，充分发挥教师的主导地位，学生的主体地位，让学生从被动实验向主动实验转化，从观摩转向亲身实践，让物理实验教学成为常态，让学生能真正理解物理是一门以实验为基础的科学，采用多种方式教学，注重实验的科学性、启发性和探究性，激发学生对物理实验的兴趣，一如既往地继续加强实验教学有效性的研究，提高物理教学效率.