提高实验教学有效性的实践与思考

解荣青

《义务教育物理课程标准（2011年版）》指出：“实验教学是物理教学的重要组成部分，是落实物理课程目标，全面提高学生科学素养的重要途径.”如何提高实验教学的有效性，是一项值得广大物理教师进行探究的课题.本文谨以初中物理（苏科版）教学为例，从三个方面来谈谈笔者的实践与思考.

1 做好演示实验，激发学习兴趣

教育心理学告诉我们，兴趣是一种特殊的意识倾向，是动机产生的重要主观原因，良好的学习兴趣品质是学习活动的自觉动力.演示实验不仅能使学生学得知识、发展能力，而且是培养学生学习兴趣的重要手段.

对于引入新概念的演示实验，教师应抓住演示实验真实性、趣味性和启发性的特点，因势利导，培养学生的求知欲望.教师要善于创设问题情境，引发学生的认知冲突，促使学生提出依据自己的生活经验所形成的习惯想法相矛盾的问题，激发其求知的欲望，然后通过引导、启发、点拨，把由对现象的兴趣引导到对问题的探究上来.例如，在“大气压”的教学中，教师宜演示与学生习惯想法相矛盾的“覆杯”实验引入新课，激发兴趣，促使学生质疑：“薄薄的一张纸，何以托住杯中这么多水呢？”引发悬念，然后引导学生分析得知：“必然有其他物体对纸片施加了向上的作用”，再让学生进一步思考质疑：“这种作用到底是谁施加的呢？”这样，通过教师巧设情境和导语，既“激兴” 又“生疑”，引而不宣，让学生自己思考“升华”.

对于概念形成过程的演示实验，因为它常是教学中的关键、重点和难点，教师应注重处理方式，尽量减小知识加深的梯度.宜将观察到的实验现象与原有知识相结合，进行正向迁移，一步一个脚印地完成概念的构建.例如， “磁场对电流的作用”是一个教学重难点，如何利用实验突破这一重、难点呢？可以先回顾演示“奥斯特实验”——通电直导线周围存在磁场，然后设疑：“若将该通电直导线悬挂在另一个磁场中，会有什么现象发生呢？”（直导线的运动状态发生改变） “为什么会出现这种现象呢？”（两个磁场相遇产生磁力）.在学生进行推理回答后，再由师生共同设计实验进行探究，得出结论.用这种方法来构建概念，化抽象为形象，索然有味，学生易于理解掌握.在这个过程中，学生得到的不仅仅是知识，更有问题解决的方法和策略.

2 优化分组实验，提高科学素养

2.1 放眼全篇，通盘筹划

要提高分组实验的教学效果，首先要求教师必须高屋建瓴，熟知初中（甚至高中）阶段的课本具体知识体系及大纲规定的实验内容，做到瞻前顾后，运筹帷幄，统筹兼顾.例如，初中教材电学部分共有分组实验23个，其中“活动13.1观察手电筒”是做好“活动13.2怎样使一个小电灯亮起来”的基础，而“活动13.2”又是做好“活动13.3怎样使两个小电灯亮起来”的基础，然后从“活动13.4”一直到“活动14.4学习使用滑动变阻器”，层层推进，逐渐深入，前一个实验为后一个实验作准备，这些实验均为“准备性实验”或“过渡性实验”，它们为后面的核心实验“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”铺平了道路.对于准备性和过渡性实验，其训练目的比较明确，使用的器材也比较少，但它们是核心实验的基石，是训练、培养学生各项能力的重要阵地，所以必须引起高度重视，教师必须做到周密设计、精心准备，使学生牢固掌握基础知识及基本器材的操作规范.

2.2 周密设计，精心准备

2.2.1 重视引导学生设计实验，培养创新思维的多向选择性

“照方抓药”、“机械搬运”式的实验能提高学生的熟练操作程度，但不能培养和锻炼学生的创新精神和创造能力.教师应充分利用教材上的探究性实验来培养学生的创新意识和创新能力，切不可为了赶进度或使课上的“顺”、上的“快”，而将探究性实验改为验证性实验，或名为学生自主探究，实为教师包办代替.例如，对于“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”这一实验的处理，教师应该相信学生，在他们明确实验目的和实验原理的前提下，放手让学生去设计、去做、去争论，此时教师所扮演的角色只是一个组织者和参与者，当学生对一些问题的争论僵持不下时，教师才进行适当的点拨.如在上述实验中，“研究电流与电压的关系”时，“如何改变定值电阻两端的电压”，学生会提出两种方案：一是串联滑动变阻器；二是使用电压可调的电源.此时教师可以引导学生从操作的科学性、准确性、便捷性来进行权衡.但需要注意的是，放手不等于听之任之，教师在课前必须进行周密的预设、精心的准备，预设可能出现的问题及解决的对策，且在课堂上也要精心地处理好生成与预设的关系，当学生的思维活动和思维结论超出教师所预设和期望的轨道时，教师不能用粗暴的方式来中断学生的思维进程，要鼓励学生对自己或教材上的结论大胆质疑，学会自我否定，学会证明和反驳，这样才能使学生的创新思维有所发展.

2.2.2 注意完善、修改实验步骤

整个初中教材的众多分组实验中，没有一个实验有“整理仪器”这一步骤，而该步骤又是任何一个实验不可或缺的，教师必须作出必要的补充，这对学生养成良好的实验习惯及对他们日后的工作、生活都有着重要的意义.例如，在用弹簧测力计及用电流表、电压表等器材的实验中，应增加“观察并调零”这一步.这也是培养学生严谨科学态度的一条重要途径.

2.2.3 注意增加必要的实验内容

为了使学生对所学物理知识有更加深刻、透彻的理解和认识，同时为了培养其分析、综合能力，增加一些实验内容是完全必要的.例如，在“活动13.4串联电路和并联电路的比较”的实验中，可增加一根导线，让串联在其中的一个灯泡被短路，观察和解释看到的现象.这不但可以进一步提高学生的实验兴趣，而且也为今后深入认识电路积累了知识、经验.再如，在“活动14.4学习使用滑动变阻器”中，可以增加一只电压表，在原电路的基础上，分别使它和电灯、滑动变阻器并联，观察移动滑片时电压表和电流表的示数变化情况，并设计表格记录实验数据与现象，探究其中的规律.

2.3 加强巡视，捕捉生成

学生在分组实验中，往往会出现这样或那样的疑难、故障，这就要求教师必须加强巡视，用敏锐的目光及时发现、捕捉这些信息，并“对症下药”予以解决.这些疑难、故障是一种很好的生成性教学资源，教师不宜直接代为排除和作答，应积极引导本实验小组的同学共同观察、检查、分析讨论，诱导他们自己思考，使他们“众里寻她千百度”、“蓦然回首”、却发现“在灯火阑珊处”.对生成的有价值的或典型的问题，教师可以向全班学生提出，进行专题讨论.例如，在“活动14.7测量小电灯的电阻”的实验中，一些实验组就会出现“连好电路闭合开关灯不亮、电流表几乎无示数、电压表示数较大”的故障.这是一个非常典型的生成性教学资源——“可遇而不可求”，学生出现这种问题，教师求之不得，这正是培养学生观察、分析、推理能力的最佳时机，万万不可草率处之.

3 注重课外实验，培养创新能力

实验能引起学生浓厚的认知兴趣和强烈的求知欲望，学生在学得有关物理知识后，都希望亲自动手操作，演示实验和分组实验往往还不能满足他们的动手求知的欲望；所以，教师可以想方设法把实验教学延伸到课外，指导学生就地取材，在课外动手做一些小实验.这样，既可以巩固知识、训练操作技能、培养实践能力，又可以激发创新意识、训练创新思维，培养创新能力.例如，在学习了“小孔成像”之后，可以让学生利用易拉罐、塑料薄膜、小铁钉等器材制作“针孔照相机”；在学习了“磁场对电流的作用”之后，可以指导学生利用磁体、漆包线、铁丝等器材制作“直流电动机”.实践证明，即使是后进生也乐此不疲，这些制作可以有效地培养学生学习物理的兴趣，使他们对理论知识得以进一步的理解，操作技能得以进一步提高，分析、综合、抽象等思维方法得到运用，使他们体验成功、体验物理学的无穷魅力，更能从创新意识、创新思维等方面培养学生，持之以恒，他們的创造能力也必然会得到提高.

总之，我们在平时的实验教学过程中，要善于学习、研究、实践、反思，不断提高实验教学的有效性.