课堂教学中物理实验的教学改革探讨

刘宏伟

摘 要：物理学是一门以观察和实验为基础的科学。自伽利略开始将实验验证作为研究手段之后，物理已离不开实验。物理演示实验是中学物理课堂教学的重要组成部分，它不仅是建立物理概念和规律、理解和掌握物理知识不可缺少的环节，还能培养学生的观察能力、思维能力、研究精神和养成良好的学习习惯，也是变填鸭式教育为生命化教育，以学生学习为主体，提高学生科学素养的重要手段。

关键词：实验教学 演示实验 分组实验 验证性试验

当前，中学物理教学中以前存在的“重讲解、轻实验”，“重结论、轻过程”，“重知识、轻方法”的错误方式正在逐步发生着转变。过去造成这种现象的原因可理解为以下几个方面：（1）由于只重考试分数的片面追求升学率的干扰，有些教师黑板上画实验，学生本子上练实验。（2）实验占用时间较多，有些教师直接将结论“通知”给学生。（3）有的学校实验设施十分短缺，陈旧设施更新较慢。

改革物理演示实验教学，已经提上日程。在这个过程中除采取教研引导外，还需要让学校和教师从根本认识到实验教学的重要性，改革教学方法。

一、从根本上重视演示实验教学，加强学生能力培养

目前，学生普遍感到物理“难学”，其原因之一就是物理教学中缺乏实验。学生较少参与概念、知识点、规律的得出过程。而一些经济发达的国家，他们非常重视物理实验教学和研究问题的方法，如国外高中物理的课时数只有75课时，但安排的学生实验却有20个，演示实验有130个，并且绝大多数都是研究性实验，基本形成以实验为中心的课堂体系。从数据中不难看出，我国中学物理实验教育的缺失。因此，我们对物理实验教学，必须引起高度的重视。为了研究好这些课题，教研组织必须要引导教师研究教学中哪些地方学生感到抽象、容易混淆、接受困难，分析学情，并结合教学实际，研究解决的方法，努力开发一些直观的演示。地区内教师间能有交流互动的平台，资源共享，集思广益，改单兵作战、小范围研究为学科内大部队攻坚、全员行动合作共利的方式研究。在实验教学中，可在规定的实验中，适当增加相关演示项目，使教学内容更加丰富，使学生的眼界更加开阔。例如“分子间作用力”的演示，可在两只乒乓球间夹上一段弹簧，球的外侧套上橡皮筋，平衡时，引力等于斥力；增大球距时，引力大于斥力；缩小球距时，引力小于斥力。像这种需要通过放大处理的问题还有很多，可以在力学、电学、热学等部分均有合适的方式处理。在这个过程中，学生可以举一反三。不仅培养学生对物理的学习兴趣，更多地拓宽学生视野丰富他们的想象，而且能有效地提高了学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力。

二、变教师独自演示的实验为教师主导、学生参与的合作实验

演示实验是教师利用课堂时间为学生演示，在操作的同时又引导学生对实验进行观察、思考和分析的一种物理实验教学方式。传统的课堂教学，演示实验通常教师演示，学生看，但是很多实验学生根本看不清，特别是后边的学生。不同程度的限制和阻碍了学生智能和潜能的发展，直接影响学生实验心理素质的提高。甚至会是看不见实验的同学产生排斥心理。因此，在演示实验中，应积极引导学生观察、猜想、分析、归纳总结，甚至在实验操作上让学生积极参与，让学生充分了解实验的内容，多次重复，加深印象，巩固记忆。尤其是现象较微小的演示实验，可以借助录像机、投影仪等设备进行放大。演示实验在教师指导下让学生参与，不仅有显示学生实验技能的机会，又能得到科学方法的训练及能力的培养，加深理解和掌握物理概念和规律。效果比用图片引入、视频引入更具备直观性、能力训练更易实现。

教学有法，教无定法。教学内容的确定受教材内容、学生知识水平，教师水平等方面因素的影響，不可能有一个简单的模式。但课堂教学思路的清晰、科学与否，是影响课堂教学效率的主要因素。

三、变验证性实验为探索性实验

高中物理课堂实验可分为验证性实验和探索性实验，而大部分是验证性实验。验证性实验是对知识的正确与否加以验证，巩固和加深对基本规律和基本原理的认识。但是，对学生在学习物理的科学方法和科学态度方面不能得到锻炼，也不利于培养学生主动探索物理规律的能力，而探索性实验对培养学生思维能力、创造能力、自学能力、观察实验能力及解决实际问题的能力有独到的作用。正如爱因斯坦所说：“对真理的探索比占有更加宝贵”。

因此，在教学中可把一些验证性的实验变为探索性的实验。在实验教学中，要尽量再现实验的设计过程，多让学生想想：“为什么要这样做？”“换种方法行不行？”以此渗透物理思想，启迪学生思路。例如在“验证机械能守恒定律”一节的教学中，笔者将这个验证性实验变为探索性实验。其研究方法：①边学边做实验：首先让学生按照自己设计好的实验方案做实验，使学生从实验中初步认识物体的速度v与物体的下落高度及的重力加速度有关。然后，笔者再演示课本上的实验，规范操作，这样，不仅使学生掌握科学的实验方法，而且让学生观察实验过程，注意发现研究对象引起变化的原因和条件以及在实验中出现的现象，使学生对v2和g、h、的关系获得感知。②探索知识：指导学生对问题进行具体研究，处理实验数据、列表、画出v2-h的图象。③归纳总结：师生共同分析、归纳、总结出机械能守恒定律。这样，让学生用实验探索和理论探研两种方法自我进行推证，在推证过程中学生就自然而然地对核定的研究对象、成立条件、使用范围、注意事项搞得一清二楚。让学生由学知识变为主动探索自然规律，对知识学得更扎实更牢固，同时使学生受到科学方法的熏陶。

总之物理课堂实验要努力培养学生的下面几个方面的基本实验要素：一是仪器使用的一般知识；二是测量误差与数据处理的知识，其中特别是图线处理数据中，区分已知规律与未知规律的不同方法；三是间接测量的基本知识，要从测量出发理解实验装置、原理、方法、条件保证、操作步骤以及数据的记录与处理；四是验证性实验的验证思想，特别是要懂得将理论结论与实验结论比较的思想。同时加强学生对基本实验方法的迁移和灵活运用能力的训练，多角度、全方面地让中学物理实验教学提高到一个新的水平。物理教学离不开实验，实验考试的改革为我们探索物理教学规律开创了路子，在今后的教学中，我们将认真学习教育理论，加大实验教学改革的力度，为提高物理教学质量而努力。