如何使物理實驗教學更有實效

摘要：有效的物理實驗教學是指學生以飽滿的熱情投入實驗教學的整個過程中，歷經(jīng)各個環(huán)節(jié)的學習活動，在活動中獲得更多的知識、提高技能，在情感和態(tài)度上獲得快樂體驗和滿足。在實驗教學中，要以學生為主體，多創(chuàng)造實驗機會，通過做好演示實驗，讓演示更有效；做好分組實驗，提高實驗技能；變演示實驗為學生分組實驗，創(chuàng)造更多的動手機會。
關(guān)鍵詞：物理實驗教學；演示實驗；分組實驗
        有效的物理實驗教學是指學生能夠以飽滿的熱情投入實驗教學的整個過程中，歷經(jīng)各個環(huán)節(jié)的學習實踐活動，在活動中主動獲得知識、技能提高，在情感和態(tài)度上獲得快樂體驗和滿足，促進學生的觀察能力、思維能力、創(chuàng)新能力和和實踐能力發(fā)展。
        實驗是物理學科的靈魂，實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)要從實驗過程和方法入手。讓學生主動地參與物理實驗教學活動是實施有效實驗的重要前提，是提高學生的實驗技能的重要手段，也是學生享受實驗、快樂學習的關(guān)鍵。筆者認為做好以下幾方面，可以更有效地進行物理實驗教學。
        一、 做好演示實驗， 讓演示更有效
        演示實驗是一種以觀察實驗為主的直觀性教學，具有真實、形象、生動、有趣和示范性功能，給學生以最直接的感官剌激，最大限度地激發(fā)學生的求知欲，使學生在觀察實驗中獲得深刻的感性認識，促進學生理解和鞏固知識，提高教學效率。教學中要根據(jù)教學內(nèi)容和學生的實際精心設(shè)計每個演示實驗。為了使演示實驗更有效，在演示實驗教學中要注意的幾個問題：
        1.要做好充分的準備
        為了使演示實驗更有效，教師課前要做好充分準備。包括實驗器材的性能，實驗改進、試做，考慮實驗可能產(chǎn)生的不同效果和不利因素并加以改進。如：在“摩擦起電”和“電荷間的相互作用”環(huán)節(jié)時，要考慮到天氣變化。能否成功地做好這個實驗，關(guān)鍵是實驗所用的器材一定要干燥、清潔。天氣越干燥，實驗越容易做成功。晴天需要把毛皮、絲綢洗凈晾干，遇到陰雨天，空氣的濕度較大，就需要上課之前將器材物品烘干。這樣實驗容易成功，現(xiàn)象明顯，效果很好。又如：教學“對物體做功，物體的內(nèi)能增加”的演示實驗“壓縮空氣點火”。先要檢查器材是否完好，按教材介紹的做法，上課前要試多幾次，保證上課時能成功地演示。經(jīng)過幾次嘗試發(fā)現(xiàn)，浸乙醚胡棉球不能太大，乙醚的用量也不能太多，否則演示不易成功。由于乙醚容易揮發(fā)，在實驗室不易保存。沒有乙醚時也可以用硝化藥棉代替，還可以直接用火柴藥來代替藥棉，把火柴藥剝下放進玻璃管底，每次只需用兩根火柴藥就可以了，點火是否成功的另一個關(guān)鍵是壓活塞一定要迅速有力。只有做好充分的準備，實驗才能成功，教學任務(wù)才有可能完成。
        2.演示時操作要規(guī)范
        實驗時，教師邊講解邊規(guī)范地進行實驗操作，引導學生認真觀察實驗步驟、實驗現(xiàn)象。教師的演示起到示范性作用，學生可以從中學習到正確、規(guī)范的實驗方法。在此基礎(chǔ)上，激發(fā)學生積極思考，通過對比、分析、討論，啟發(fā)學生總結(jié)規(guī)律得出結(jié)論，培養(yǎng)學生的分析能力和解決問題的能力，提高學生的實驗?zāi)芰�。如：利用溫度計測量液體的溫度時，教師演示時規(guī)范地操作，突出幾個關(guān)鍵點。即：玻璃泡要完全浸入到被測液體中，玻璃泡不要磁到容器壁、容器，待示數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù)，讀數(shù)時視線要溫度計的液柱上表面相平，不能把溫度計拿出后來才讀數(shù)。再讓學生通過動手練習，學生很快就掌握溫度計的使用了。
        3.增加實驗的可見度
        演示實驗要讓全體同學都能看得清楚。實驗時，盡量使實驗器材或?qū)嵨锾Ц�，確保全班同學都能看清。但有些演示實驗要觀察目標的現(xiàn)象很細微，學生不容易看清楚實驗現(xiàn)象，就不獲得實驗所提供的感性知識。如果實驗器材簡單且方便移動，可以采用走動法進行演示，即走到學生中，讓每一位學生都能看清。如：做各種磁體的磁感線分布情況。用手拿一塊透明的玻璃，它的下面放磁體，上面撒一些鐵屑。展示每一種磁體的磁場分布時，在教室內(nèi)走動幾遍，這樣雖然花了一定時間，但是學生能清楚地觀察到磁場的分布規(guī)律，也拉近了師生的距離。如果實驗觀察現(xiàn)象很細微，又受條件的限制，教師只能在講臺上進行演示時，克服這個問題可以采用利用多媒體投影儀將現(xiàn)象放大，使其在銀幕上清晰地顯示出來，這樣既能便于學生觀察思考，又縮短了觀察時間，提高了現(xiàn)象的可見度，增強了實驗的效果。例如：電流的磁效應(yīng)“奧斯特實驗”和“通電螺線管的磁場分布規(guī)律”。在通電、斷電、改變電流方向時，小磁針的擺動情況就要放大，學生才能看清楚。
        4.由教師演示變?yōu)閷W生演示
        傳統(tǒng)的實驗演示教學常常是教師表演，學生觀看。教師在臺上做實驗，學生在臺下看實驗�，F(xiàn)代的教學理念是把學生的主體放在首位，教師充當組織者、引導者作用。對于比較簡單且容易操作的實驗，最好是教師引導，讓學生來演示。因為讓學生演示時，學生對實驗更有興趣，積極參與課堂活動，得出的實驗結(jié)論更有說服力，對實驗原理、過程和現(xiàn)象印象更深刻。由學生歷經(jīng)過程獲得的知識更容易理解掌握，更有成就感受。例如：在演示“電荷之間的相互作用”時，可以讓幾個學生上講臺來演示，教師在旁邊組織指導：兩名同學用絲綢跟玻璃棒摩擦，另兩名同學用毛皮跟橡膠棒摩擦。由于有幾名同學來共同完成摩擦工作。這樣不但節(jié)約的教師的體力，也減少的摩擦所花費的時間。這個實驗還可以判斷各種磨擦產(chǎn)生的電荷是哪一種電荷？學生用身邊的學習用具與頭發(fā)、衣服磨擦后自己來演示。學生學習熱情高漲，不論是操作實驗的同學還是從在下面觀察的同學都特別認真。再如：“氣體膨脹對外做功，內(nèi)能減小”的實驗。改為讓兩名學生來協(xié)助完成演示，學生會更興奮，更有激情，實驗更有趣，教學效果也非同一般。
        二、做好分組實驗，提高實驗技能
        在物理實驗中，學生分組實驗，是鍛煉學生的動手動腦能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造思維和實驗操作技能的有效途徑。以學生為主體，使學生真正進入角色，充分利用手、眼、腦進行有目的的探究活動，促使他們在認識上、理解上、技能上、態(tài)度上、情感上的積極變化。學生通過主動參與實驗，親自體驗歷經(jīng)實驗過程。分組實驗，學生在實驗中享受樂趣，心理上獲得滿足感，喜悅的心情滿滿地寫在他們的臉上。
        怎樣使學生的分組實驗更有實效呢？
        1.合理分組
        合理分組是在實驗各個環(huán)節(jié)中學生進行有效合作、交流和討論的保證，也是實施學生有效實驗的關(guān)鍵。分組時，先由學生自愿分組，教師再根據(jù)學生的能力差異和個性特點進行合理調(diào)整。為了在實驗中讓學生更好地進行合作與交流，筆者把學生分為：小組和單元組兩種。由于實驗器材不充足，一般是2～3人為一個小組，相鄰的兩個或三個小組作為一個單元組。在單元組中選定一位能力較強、工作較負責的學生為組長，以便于在實驗的一些環(huán)節(jié)中作為總負責。如：組長組織組員分工，交流、實驗方案并討論評估；小組內(nèi)不能排除的故障，組長負責協(xié)助排除；各單元組在互幫行動中合作學習，討論交流完成實驗。
在實驗過程中有哪些的發(fā)現(xiàn)，及時記錄下。在要求的實驗完成后，單元組可以共同研究解決新發(fā)現(xiàn)的問題或利用課外時間繼續(xù)探索實驗。這樣分組的好處：學生在實驗中的合作交流更有實效，實驗的收獲更豐富；實驗課堂更容易管理；教師在巡視時，需要幫助的面更少，能及時了解全班學生的實驗情況，對學生的指導更有針對性。
        2.組織學生科學地進行實驗
        傳統(tǒng)教學中，一些教師，為了圖方便，向?qū)W生講清楚怎樣做實驗，并演示一番，然后就讓學生進行實驗。表面上學生都很容易完成實驗，學生也能夠歷經(jīng)動手操作過程，但學生沒有學到科學實驗的方法，不利于培養(yǎng)他們的思維能力和創(chuàng)新能力。顯然不符合物理新課標的要求。在物理實驗教學中應(yīng)當創(chuàng)造機會讓學生積極參與，學習和掌握科學的實驗方法，在科學探究的各個環(huán)節(jié)中實現(xiàn)最大的功效。      (1)鼓勵學生大膽地提出問題
        在學生進行實驗時，注意設(shè)計情境或小實驗，不但能激發(fā)學生的學習興趣，通過觀察和思考，還可以產(chǎn)生不少問題，應(yīng)鼓勵學生大膽地提出問題，讓學生養(yǎng)成提問的習慣。在平時的教學中要教給學生提問題的方法。讓學生可以從日常生活中提出問題；從自然現(xiàn)象中提出問題；從觀察的實驗現(xiàn)象中提出問題。針對實驗的內(nèi)容，有計劃地加以訓練和鼓勵。如：冬天洗澡時，屋里有很多白氣，墻壁了有許多水珠。這些水珠是怎樣來的呢？白氣是汽化還是液化？教材中的插圖有好多自然現(xiàn)象，仔細觀察往往可以發(fā)現(xiàn)許多新的問題。在學習了電壓、水果電池后，水果電池的電壓大小可能與什么因素有關(guān)？
        （2）訓練學生學會合理地猜想
        合理的猜想就是對自己提出的猜想要有依據(jù)。對于一些探究實驗，要引導學生合理地猜想，鼓勵學生大膽猜想。有些教師因為怕學生亂猜，與教師原先設(shè)想不一樣，怕浪費時間影響做實驗，就索性由教師包辦。這樣不利于發(fā)展學生思維能力，大大削弱了物理實驗的功效。其實猜錯了或猜得不合理總比不猜、不思考強得多。我們都知道，學習總需要一個過程，不要急于求成。開始學習物理的時間段，學生的猜想往往很不合理。在平時的實驗，包括小實驗或演示實驗有意識地引導學生猜想，教給學生猜想的方法。猜想時要能簡單說出依據(jù)，依據(jù)可以從實驗現(xiàn)象中獲取，也可以是自己的生活經(jīng)驗，或是已有的知識。學習是一個循序漸進的過程。經(jīng)過多次實驗后，學生養(yǎng)成猜想的習慣。如：“探究串聯(lián)電路的電流規(guī)律”時，流過的電流大小是否一樣，你猜想的依據(jù)是什么？A.L1比L2大，（依據(jù)是L1更靠近電源的正極，而電流是從電源的正極流出的）；B.流過L2比L1大（因為閉上開關(guān)時，L2比L1亮）：C.流過L1電流與L2一樣大（串聯(lián)只有一條路徑，象一條水管中的水一樣，流過L1的電流也流過L2）……學生在快樂地猜想。學生積極參與實驗的猜想活動的過程，激活了學生的思維。
        （3）組織學生設(shè)計實驗方案
        由學生主動設(shè)計實驗方案最能培養(yǎng)學生的思維能力和創(chuàng)新能力。如果教師給出設(shè)計好的實驗方案讓學生做實驗，雖然學生能很順利地做完實驗，而且節(jié)省時間。但學生沒有歷經(jīng)設(shè)計實驗方案的過程環(huán)節(jié)，沒有獲得體驗和實踐的經(jīng)驗，情感上得不到充分滿足。這樣不能稱得上學生真正完成了實驗。在學生進行探究實驗教學時，鼓勵學生采用多種實驗方案甚至改進教材的實驗方案。動手操作實驗前給出適當?shù)臅r間讓學生獨自設(shè)計實驗方案，再由小組交流實驗方案或單元組討論方案的可行性。也可以由小組代表展示實驗方案，全體同學討論評價方案是否合理，可行、優(yōu)點。如：測量形狀不規(guī)則的固體的密度時，給一定的時間讓學生思考設(shè)計或者討論，結(jié)果學生們一共提出了三種與課本不同實驗方案。筆者再讓他們用自己發(fā)現(xiàn)的方案進行實驗，有效地促進學生的創(chuàng)造思維的發(fā)展。
        4.鼓勵學生敢于實驗，善于發(fā)現(xiàn)
        創(chuàng)造寬松的學習環(huán)境，減輕學生在實驗活動過程的心理壓力。鼓勵學生積極實驗，讓學生在實驗中獲得新知，在實踐中敢于創(chuàng)新。在實驗中學生往往有許多教師意料不到的新問題新發(fā)現(xiàn)。筆者鼓勵學生在實驗時把發(fā)現(xiàn)的問題及時記錄下來，繼續(xù)進行探究或利用課外時間實驗研究。對于能力弱一些的學生或紀律不好的學生，鼓勵他們敢于動手去做。不怕不會做，就怕不去做，因此對做錯了的學生，不能橫加指責，要肯定他做出的努力，引導他找出失敗和做錯的原因，鼓勵他尋找合適的新方法。巡視時多些關(guān)注，耐心指導，注意保護他的積極性。實驗時，要充分發(fā)揮單元組的職能，對實驗結(jié)論、新發(fā)現(xiàn)進行交流。例如：學生做凸透鏡成像的實驗時，在完成課本要求實驗后。有一組學生，用一支筆貼近凸透鏡后，發(fā)現(xiàn)光屏上沒有出現(xiàn)筆的像，燭焰的像大小和形狀都沒有變化，好象燭焰的像比原來暗了一點。筆者對他們的發(fā)現(xiàn)給予充分肯定，表揚他們愛想好做。結(jié)果后他們更來勁了，索性用物理課本擋住凸透鏡的一半，還是發(fā)現(xiàn)燭焰的像大小和形狀都沒有變化，好象燭焰的像比原來暗了。學生的思維是活躍的，只會有好的平臺、機會、條件，就可能被釋放出來。
        三、變演示實驗為學生分組實驗，創(chuàng)造更多的動手機會
        演示實驗是教師或?qū)W生代表利用實驗器材、儀表向全體學生做示范實驗。大多數(shù)學生只能通過觀觀察，對實驗的可信度不高。若將演示實驗改為學生分組實驗，每位學生經(jīng)過動手進行操作，學生對實驗結(jié)論的理解會更深更全整，可信度更高。有利于培養(yǎng)學生的思維能力、創(chuàng)新能力、實驗?zāi)芰�，能有效實現(xiàn)物理教學的三維目標。
        如：探究“壓力的作用效果與什么因素有關(guān)”時，課本的編排是演示性的探究實驗。把小桌子分別正放、倒放在平整的沙面上，看小桌對沙面的印痕深淺程度。由于學生看不到水平放置的沙面，實驗效果不明顯。筆者把演示實驗改為學生分組實驗。筆者用海綿塊代替沙子，市面上容易買到海綿塊。在厚紙板或小木塊上釘上四顆小鐵釘作為小實驗用的小桌子。組織學生分組實驗，學生按科學實驗探究的幾個要素進行實驗，學習掌握采用控制變量法進行實驗。由于學生能親自動手，學習更有精神，深刻地理解實驗過程和方法，結(jié)果學生很容易掌握影響壓力作用效果的因素，獲得對壓強比較深入的理解。
        在探究“重力勢能的大小與什么因素有關(guān)”時，進行分組實驗，由各組學生自己設(shè)計實驗方案。特別要開清楚怎樣判斷重力勢能的大小？發(fā)動學生利用生活中、身邊的物品進行實驗。對有困難的小組，教師可以建議學生通過觀察物體的破壞作用來顯示現(xiàn)象。如：觀察掉入沙中的深度。
        在物理實驗教學中，要想方設(shè)法讓學生真正“動”起來。讓學生積極參與實驗，親自體驗科學實驗探究的各個環(huán)節(jié)，切切實實地感受實驗過程和方法，主動地獲得知識。在體驗實驗成功的喜悅的同時，使他們的收獲更充實、更豐富，有效地提高實驗教學的質(zhì)量。 
參考文獻：
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[3]淺談如何進行物理實驗教學[BE/OL].
http://www.zxxk.com/Article/0906/73658.shtml

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