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中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的探討
物理是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)既是物理知識(shí)教學(xué)的基礎(chǔ)，也是物理課堂教學(xué)中實(shí)施素質(zhì)教育的一種主要渠道和有效手段。著名物理學(xué)家楊振寧也曾對(duì)中、美兩國學(xué)生進(jìn)行一番比較后指出：“中國的學(xué)生學(xué)習(xí)非�？炭�，基礎(chǔ)知識(shí)豐富、扎實(shí)，且善于考試。但他們卻普遍存在動(dòng)手能力差，不善于提出問題等缺陷�！贝罅康馁Y料信息表明：中國基礎(chǔ)教育最為突出的弊端之一，就是忽視了對(duì)學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手能力的培養(yǎng)�！案叻值湍堋闭窃趹�(yīng)試教育思想的長期熏陶下結(jié)出的苦果。臨近21世紀(jì)，作為基礎(chǔ)教育學(xué)科之一的物理教學(xué)如何從應(yīng)試教育轉(zhuǎn)向素質(zhì)教育？加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)力度，加強(qiáng)學(xué)生的觀察能力和動(dòng)手能力的培養(yǎng)，是全面提高人的素質(zhì)必不可少的一個(gè)方面。近幾年來，各級(jí)政府和教育行政部門花大力氣進(jìn)行中、小學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器、電教設(shè)備的配套建設(shè)。重點(diǎn)中學(xué)的儀器設(shè)備已經(jīng)相當(dāng)完善，一些普通中學(xué)的儀器設(shè)備也得到了較大的充實(shí)，這為我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)�！皩�(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)擺在物理教學(xué)中的首要地位”已成為廣大物理教師的共識(shí)。不少中學(xué)物理教師正在自覺地朝著大力加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方向努力，紛紛開展著各種“以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)”的跟蹤對(duì)比教改試驗(yàn)。
然而，由于長期受應(yīng)試教育思想的影響，在很大范圍內(nèi)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在某種程度上仍然處于“講起來重要，教起來次要，考起來不要”的狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)因長期未受到應(yīng)有的重視而成為物理教學(xué)中的薄弱環(huán)節(jié)。采取“以講代做”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式大有人在。教學(xué)大綱上規(guī)定的演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)未得到真正的重視和落實(shí)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室和儀器設(shè)備使用效率十分低下，教育資源嚴(yán)重浪費(fèi)。
實(shí)踐證明：只有通過訓(xùn)練有素的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，才能使學(xué)生在獲取物理知識(shí)的同時(shí)，潛移默化地形成良好的科學(xué)素養(yǎng)。如：嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)LL同樣，只有加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，才能培養(yǎng)出具有較強(qiáng)動(dòng)手能力的學(xué)生。而這種能力正是日后成為合格勞動(dòng)者所必需的勞動(dòng)技能素質(zhì)的基礎(chǔ)。
如何來加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)力度，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、提高教學(xué)效果以推進(jìn)物理素質(zhì)教育，我認(rèn)為可以從以下幾點(diǎn)入手：
一、切實(shí)重視演示實(shí)驗(yàn)，提高課堂教學(xué)質(zhì)量
物理演示實(shí)驗(yàn)具有形象真實(shí)、生動(dòng)有趣的特點(diǎn)，能為學(xué)生在形成物理概念、得出物理規(guī)律前營造出活生生的物理情景，使學(xué)生感受倍深。心理學(xué)研究表明：人的動(dòng)作記憶效率比語言文字記憶效率要高好幾倍�！鞍俾劜蝗缫灰�，百看不如一做”說的就是這個(gè)道理。經(jīng)驗(yàn)告訴我們：一個(gè)成績優(yōu)秀的物理尖子對(duì)物理現(xiàn)象和物理過程具有很強(qiáng)的“悟性”，這種“悟性”源于對(duì)日常生活豐富的感性認(rèn)識(shí)。對(duì)物理學(xué)習(xí)有障礙的人，其最大的障礙不在于智力因素，而在于缺少對(duì)日常生活的用心觀察，頭腦中缺乏感性經(jīng)驗(yàn)，而這些感性經(jīng)驗(yàn)恰恰是物理思維的基礎(chǔ)。因此，作為一名物理教師，首要任務(wù)就是：盡一切可能，在課堂上為學(xué)生展現(xiàn)出豐富多采的物理現(xiàn)象和活生生的物理情景。教師不僅要用好課程標(biāo)準(zhǔn)上規(guī)定的演示實(shí)驗(yàn)，甚至教材上的一段話、一幅插圖、一道習(xí)題也可以將它搬上“講臺(tái)”，進(jìn)行演示。演示的形式不能僅僅是“教師演，學(xué)生看”，還可以是“教師導(dǎo)，學(xué)生演” ? 即邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)。
例如：利用雞蛋做實(shí)驗(yàn)。雞蛋很容易找到，若引導(dǎo)學(xué)生利用雞蛋做實(shí)驗(yàn)，既可說明物理道理，又可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
（1）做壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)
雞蛋握在手中，使勁握也難以破碎，但手拿雞蛋在碗邊輕輕一敲即破。說明：雞蛋緊握在手中時(shí)，受力面積大，壓強(qiáng)小；而在碗邊輕敲時(shí)，受力面積小，壓強(qiáng)大�？梢�，壓力的作用效果不僅跟壓力大小有關(guān)，還跟受力面積有關(guān)。
（2）做大氣壓實(shí)驗(yàn)
將浸濕酒精的棉花放在廣口瓶內(nèi)，點(diǎn)燃棉花，并讓它燃燒一會(huì)兒，然后將一只剝殼的熟雞蛋（稍大于瓶口）置于瓶口上，熟雞蛋在瓶內(nèi)、外壓強(qiáng)差作用下，被壓入了瓶里。
（3）做物體的浮沉實(shí)驗(yàn)
將一只雞蛋放入濃鹽水中，然后緩緩倒入清水稀釋、攪拌，隨著鹽水的不斷稀釋，雞蛋排開液體的體積隨著增大，由漂浮狀態(tài)慢慢變成懸浮狀態(tài)，最終沉入杯底。這說明：浸在液體中物體的上浮和下沉，決定于它所受浮力和重力的合力。
世界上許多發(fā)達(dá)國家重視演示實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)值得我們借鑒。德國物理教育界流傳著這樣一種說法：“沒有演示實(shí)驗(yàn)的課，不算是一堂成功的課”德國的物理教師除了極少數(shù)純理論課沒有演示實(shí)驗(yàn)外，一般每堂課要做2~3個(gè)實(shí)驗(yàn)。美國物理教師普遍都很重視演示實(shí)驗(yàn)。在他們上的每一節(jié)課中至少要做一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)。而且這些實(shí)驗(yàn)都是他們自己設(shè)計(jì)，所用器材都是他們自己動(dòng)手制作的。日本的物理教學(xué)也非�；钴S，學(xué)生課堂上動(dòng)手活動(dòng)量較大，有半數(shù)以上的課是在實(shí)驗(yàn)室渡過的。大量的信息資料顯示：國際物理教育界正在流行這樣一種趨勢，即衡量一堂物理課的好壞，很大程度上取決于這堂課中演示實(shí)驗(yàn)的數(shù)量和質(zhì)量。
二、認(rèn)真上好學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)課，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維和實(shí)驗(yàn)操作技能
分組實(shí)驗(yàn)多以測量性、驗(yàn)證性和實(shí)用性實(shí)驗(yàn)為主。要提高學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果，就必須使學(xué)生真正進(jìn)入角色，手、眼、腦并用地進(jìn)行有目的的探索活動(dòng)。根據(jù)教育心理學(xué)的觀點(diǎn)，課堂教學(xué)的目的不在于教師完成某種過程，而在于通過某種活動(dòng)促使學(xué)生在行為上發(fā)生某些重要的變化，如在學(xué)生身上引起的認(rèn)識(shí)上、理解上、技能上、態(tài)度上的變化。如果學(xué)生通過主動(dòng)參與教學(xué)，在教師的積極指導(dǎo)下獲得物理知識(shí)，則會(huì)印象更加深刻，并增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。
根據(jù)這一思想，我進(jìn)行了一些探索，將初中物理第一冊中電學(xué)的一節(jié)課《電路的連接方法》由原來的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生的探索性實(shí)驗(yàn)，教學(xué)中采用啟發(fā)式教學(xué)和有控開放。
引入時(shí)通過演示窗簾被自動(dòng)拉開、合攏的現(xiàn)象，讓學(xué)生觀察并思考：“為什么閉合一個(gè)電鍵，只有一個(gè)窗戶的窗簾被拉動(dòng)，而其它窗戶的窗簾不受影響？”
在新課教學(xué)過程中：
1、教師啟發(fā)學(xué)生思考：如何利用桌上現(xiàn)有的器材連接成一個(gè)電路，使兩個(gè)小燈泡同時(shí)發(fā)光，并提示連接的方法可能不止一種。學(xué)生利用器材自己探索進(jìn)行連接電路的實(shí)驗(yàn)。
2、教師從中選擇幾個(gè)相類似的電路，組織學(xué)生通過比較的方法進(jìn)行討論，找出相同之處進(jìn)行歸納，由此得出電路的一種連接方法：串聯(lián)。此后進(jìn)一步提出問題：如果取走其中的一個(gè)小燈泡，其余小燈泡還能不能繼續(xù)發(fā)光？學(xué)生會(huì)進(jìn)行猜測，此時(shí)教師示意可通過自己所連接的電路加以實(shí)驗(yàn)，由此通過實(shí)踐操作加深對(duì)串聯(lián)電路的理解。
3、由于有極少數(shù)的學(xué)生有不同的連接方法，當(dāng)取走其中的一個(gè)小燈泡時(shí)，另一個(gè)燈泡仍然發(fā)光，此時(shí)他們會(huì)提出異議，當(dāng)投影他們連接的電路時(shí)，大多數(shù)同學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)他們所連接的電路與前面所示的電路有區(qū)別，教師由此組織他們進(jìn)行簡短的討論，分析它的連接特點(diǎn)，并示意學(xué)生利用手里的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)下來大家發(fā)現(xiàn)用這種方法也能使兩個(gè)小燈泡同時(shí)發(fā)光，教師再組織學(xué)生進(jìn)行比較、討論，找出相同之處進(jìn)行比較，得出電路的另一種連接方法：并聯(lián)。此后進(jìn)一步提問：如果取走其中的一個(gè)小燈泡，其余小燈泡還能不能繼續(xù)發(fā)光？并示意用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)，學(xué)生由此通過實(shí)踐操作加深對(duì)并聯(lián)電路的理解。
4、結(jié)束學(xué)生實(shí)驗(yàn)后，組織學(xué)生通過討論，自己得出串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，并利用電腦多煤體的手段進(jìn)行一些電路的識(shí)別練習(xí)，進(jìn)一步鞏固所學(xué)到的知識(shí)。
5、進(jìn)一步組織學(xué)生比較兩個(gè)相類似的電路，讓他們了解電鍵的控制作用，然后自己解釋“各個(gè)窗戶窗簾之間的電路是怎樣連接的？”并為今天的回家作業(yè)提供范例。
通過學(xué)習(xí)，學(xué)生們基本能較好的達(dá)到教學(xué)所預(yù)期的目標(biāo)，但是，要取得這樣的效果，就要求教師在每次實(shí)驗(yàn)前必須做好大量的準(zhǔn)備工作（包括知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方面的準(zhǔn)備）。對(duì)于實(shí)驗(yàn)中學(xué)生初次接觸的儀器、實(shí)驗(yàn)操作中的難點(diǎn)和關(guān)鍵之處，實(shí)驗(yàn)開始前教師必須給予適當(dāng)?shù)闹更c(diǎn)。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)的過程中，必須注意培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，如正確使用儀器，謹(jǐn)慎操作；尊重客觀事實(shí)，不拼湊數(shù)據(jù)；實(shí)驗(yàn)完畢后自覺整理并愛護(hù)儀器等等。實(shí)驗(yàn)后，還必須及時(shí)反饋，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)補(bǔ)救。
三、充分發(fā)揮教材中“小實(shí)驗(yàn)”的作用，訓(xùn)練學(xué)生動(dòng)手制作的能力
當(dāng)前在物理教學(xué)過程中，有不少教師認(rèn)為教材中的“小實(shí)驗(yàn)”是課外知識(shí)，與考試無關(guān)，因此常被視為可有可無，或被棄之不理。然而這些小實(shí)驗(yàn)卻往往具有取材容易、貼近生活、直觀明了、便于操作的特點(diǎn)，不僅能加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，而且能極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手制作能力和獨(dú)立操作能力，發(fā)展智力。
例如：初中物理第一冊中的《電磁鐵》一節(jié)中，提供了如何自制電磁鐵的方法，我讓一個(gè)班級(jí)的同學(xué)利用假期進(jìn)行制作，并要求以作品的形式加以展示。在此后的幾天中陸續(xù)有不少同學(xué)前來詢問如何能提高電磁鐵的磁性，以求自己制作的電磁鐵磁性最佳，這樣在他們制作的過程中，對(duì)電磁鐵的特點(diǎn)有了更深刻的印象。事實(shí)表明，這個(gè)班級(jí)的學(xué)生在《電與磁》一節(jié)的學(xué)習(xí)中，絕大多數(shù)同學(xué)對(duì)“電磁鐵特點(diǎn)”這一知識(shí)掌握較好。
四、不定期地開放實(shí)驗(yàn)室，給學(xué)生創(chuàng)造更多的動(dòng)手機(jī)會(huì)
由于人的個(gè)性差異，一些學(xué)生往往不滿足于課堂上所看到的或書本上所接觸到的實(shí)驗(yàn)，他們往往表現(xiàn)出較強(qiáng)的動(dòng)手欲，很多想法都想付諸實(shí)施；而另有一些學(xué)生動(dòng)手能力不強(qiáng)，在實(shí)驗(yàn)中往往處于旁觀者的地位，有時(shí)想自己試著做實(shí)驗(yàn)，又怕周圍的同學(xué)譏笑。因此不定期地開放實(shí)驗(yàn)室，既可以給學(xué)生施展身手、創(chuàng)造動(dòng)手的機(jī)會(huì)，又可以為動(dòng)手能力較差的同學(xué)提供鍛煉自己，提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ膱鏊�。�?shí)行的辦法可以采取自愿參加，全方位開放的形式，或根據(jù)興趣愛好組織專題研究和探討，學(xué)生在這種環(huán)境下或復(fù)習(xí)已學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作，或做些自己設(shè)計(jì)的小實(shí)驗(yàn)，將能極大地增進(jìn)學(xué)習(xí)物理的興趣，有益他們動(dòng)手能力的增強(qiáng)，有利于創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。
綜上所述，要大面積提高物理教學(xué)質(zhì)量，全面提高人的素質(zhì)，真正實(shí)現(xiàn)由應(yīng)試教育向素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)化，就必須在物理教學(xué)中加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)的力度。
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