梁永才

摘要： 物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，因此，物理實驗教學(xué)在中學(xué)物理教學(xué)中占有舉足輕重的地位。本文從加強儀器管理搞好物理實驗教學(xué)，發(fā)揮教師主導(dǎo)作用上好物理實驗課，在物理實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生實驗技能和創(chuàng)造思維能力等方面進行詳盡的闡述。

關(guān)鍵詞： 物理實驗教學(xué)儀器管理教師作用實驗技能創(chuàng)造思維能力

物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，回顧物理學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的過程，可以看出物理實驗自始至終都占有極其重要的地位。物理課在提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)方面起著無可替代的作用，實驗在物理教學(xué)中更是占有舉足輕重的地位。因此加強物理實驗教學(xué)，增強物理教學(xué)效果和開發(fā)學(xué)生創(chuàng)造能力，顯得尤為重要。通過多年的教學(xué)實踐，我認為要搞好中學(xué)物理實驗教學(xué)應(yīng)從以下幾個方面著手。

一、加強儀器管理搞好物理實驗教學(xué)

1.加強儀器管理，提高儀器完好率。儀器管理規(guī)范化，要建立和健全各種規(guī)章制度，落實各種表、冊、賬、單的使用。對損壞的儀器要迅速修理補充。儀器在使用中的管理要做到“嚴(yán)”和“細”?！皣?yán)”就是對學(xué)生要求嚴(yán)格，使學(xué)生養(yǎng)成良好的習(xí)慣，為上好實驗課打下良好的基礎(chǔ)?！凹殹本褪枪芾硪唧w，檢查要認真。在實驗中，嚴(yán)禁各組隨便調(diào)換儀器，實驗必須按操作規(guī)程進行；實驗后，各組長要細心檢查，認真整理器材，值日班長還要逐組檢查、登記各組的儀器完好情況，這就確保了小件儀器無遺失，大件儀器無損壞。這樣才能充分保證儀器的完好無缺，杜絕不正常的損耗，對于正常的故障，也能隨時發(fā)現(xiàn)及時修復(fù)，使儀器保持良好狀態(tài)。

2.搞好實驗教學(xué)，提高實驗開出率。要使實驗教學(xué)堅持下來，既要解決思想觀念問題，又要解決方法問題。思想觀念不解決，就堅持不了實驗教學(xué)，方法問題不解決則做不好實驗。在教學(xué)實踐中，要認識到實驗在物理教學(xué)中的重要作用：它不僅能幫助學(xué)生掌握新知識，更能提高學(xué)生的操作技能和培養(yǎng)整體素質(zhì)。新知識包括儀器的用途、結(jié)構(gòu)、實驗?zāi)康暮驮?、實驗步驟與合理的操作順序等?；舅刭|(zhì)則包括嚴(yán)格的科學(xué)精神和良好的工作習(xí)慣等。這對學(xué)生一生的成長都會產(chǎn)生重大的影響。觀念問題解決后，方法問題也就迎刃而解了。在實驗方法上，堅持做到：第一，每一個實驗都提前做好準(zhǔn)備。對學(xué)生，要求課前進行實驗預(yù)習(xí)，明確實驗?zāi)康?、實驗要求和實驗原理，了解實驗的方法和步驟，設(shè)計好實驗所用的表格。教師課前要對所用器材進行認真的檢查和調(diào)試，該修的修，該換的換，把實驗中易出現(xiàn)的問題解決在上課之前。第二，在實驗課上，要先做好示范，把實驗中易出現(xiàn)的問題給同學(xué)們講清楚，在學(xué)生實驗時加強巡視，隨時掌握實驗進度，統(tǒng)計完成情況，督促對現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的記錄，推廣好的方法等。課后，特別要幫助實驗失敗的小組分析問題、查找原因，并盡快安排他們補做實驗。第三，要留給學(xué)生繼續(xù)研究的余地。要求大家在認真完成教材任務(wù)的基礎(chǔ)上，爭取人人動手，重復(fù)練習(xí)，多次操作，以期知識轉(zhuǎn)化為技能。實踐證明這是升華知識、提高興趣、培養(yǎng)基本技能的有效方法。

3.開放實驗室，提高儀器利用率。在做好教材要求的分組實驗后，要更充分地發(fā)揮教學(xué)儀器的作用，開放實驗室是一個很好的做法。這就是每個小組、每個同學(xué)隨時都可以到實驗室去做自選的實驗。有的同學(xué)補做還存有疑問的分組實驗，有的做老師課堂上做過的演示實驗，有的做課后的小實驗，還有的做習(xí)題上的實踐性實驗……總之，只要同學(xué)們提出申請，都應(yīng)盡力給予安排。這樣做雖然麻煩了一些，卻極大地調(diào)動了同學(xué)們的學(xué)習(xí)積極性，有力地深化了對物理知識的理解。

二、發(fā)揮教師主導(dǎo)作用上好物理實驗課

1.認真?zhèn)湔n。有些老師認為實驗課好上，學(xué)生喜歡上實驗室，積極性高，因而不認真?zhèn)湔n，或者說不知道怎樣備實驗課，甚至沒有教案就匆忙上實驗課。其實有經(jīng)驗的教師都知道，真正上好實驗課很不容易，不下一番工夫是很難達到預(yù)期效果的。上實驗課應(yīng)當(dāng)和其他課一樣備好課，寫好教案。除此之外，教師還應(yīng)該提前預(yù)做實驗，以便取得第一手資料，懂得每一個實驗的關(guān)鍵，這樣才能取得主動權(quán)，做到心中有數(shù)。許多老教師雖然講課多年，對每個實驗都了如指掌，每次上課前仍要認真預(yù)做。因為時間條件變了，因素也隨著變化，只有預(yù)做才能做到萬無一失。為了使每一位學(xué)生都能做好實驗，上課前要認真檢查每一組儀器。首先從數(shù)量上規(guī)格上檢查，其次看每一件儀器能否用。還應(yīng)有一些備用器具，以便及時補充更換。

2.要求學(xué)生預(yù)習(xí)實驗。提倡學(xué)生預(yù)習(xí)實驗是一個很好的辦法，但不能停留在一般的號召上，要布置預(yù)習(xí)提綱，且要采取多種方式檢查預(yù)習(xí)情況，逐步做到不預(yù)習(xí)不準(zhǔn)進實驗室。例如可采用提問檢查，進實驗室前檢查筆記等形式；也可以將權(quán)力下放到小組長，由他們檢查后匯報。對于無故不預(yù)習(xí)的學(xué)生，可采取停做實驗先預(yù)習(xí)，課外補做實驗的辦法。這樣要求幾次就逐步走上正軌了。

3.充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用。在實驗課上，應(yīng)抽適當(dāng)時間，講清儀器的使用方法和容易發(fā)生的故障，點出本次實驗的關(guān)鍵所在，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會自己排除故障。這樣既能減少盲目操作造成儀器的損壞，又能使教師不陷于被動地解答學(xué)生的問題之中。例如《練習(xí)使用打點計時器》等四個實驗，都用到打點計時器，而它的故障率最高。這就要講清它的基本原理及可能出故障的幾種情況，啟發(fā)學(xué)生自己排除故障。這樣引導(dǎo)，學(xué)生反映收獲大，遠遠不止學(xué)到一點知識，更重要的是鍛煉了獨立工作的能力和分析、解決問題的能力。同時老師也解脫了因排除故障而所致的忙亂，有了指導(dǎo)學(xué)生的主動權(quán)。在實驗課上，學(xué)生是活動的主體，教師要充分發(fā)揮其主導(dǎo)作用，認真觀察學(xué)生實際操作的全過程，仔細分析實驗中存在的問題，及時給予指導(dǎo)。教師是在學(xué)生獨立完成實驗的過程中進行教學(xué)工作的，工作的重點，不是一般的講解和輔導(dǎo)，而應(yīng)有計劃、有針對性地個別指導(dǎo)。特別對于基礎(chǔ)薄弱、動手能力差的學(xué)生，要耐心指導(dǎo)，引導(dǎo)他們分析出現(xiàn)問題的原因，確定努力改進的方向。

三、在物理實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生實驗技能和創(chuàng)造思維能力

1.學(xué)生實驗技能的培養(yǎng)。

（1）培養(yǎng)學(xué)生實驗技能的方法。首先是培養(yǎng)學(xué)生使用基本儀器的技能。掌握基本儀器的使用，是做好物理實驗的基礎(chǔ)，基本儀器主要有：刻度尺、量筒、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、秒表、天平、溫度計、測力計、壓強計、打點計時器、安培表、伏特表、滑動變阻器、萬用表等。物理大綱要求“學(xué)會正確使用儀器進行觀察、測量和讀數(shù)”。要讓學(xué)生了解這些儀器的構(gòu)造、原理、用途，掌握儀器的量程、使用方法和使用規(guī)則，達到熟練地、正確地讀數(shù)，在介紹這些基本儀器使用方法時，應(yīng)抓住各種基本測量儀器的共性加以指導(dǎo)：第一，各種基本測量儀器都有一定的量程。必須要求學(xué)生在使用各種基本儀器前，搞清儀器的量程，并且能估計被測對象的情況，選用適當(dāng)量程，避免超過量程而可能損壞儀器。第二，使用測量儀器前通常都要調(diào)節(jié)零點或校正零點，否則測出的數(shù)據(jù)就不準(zhǔn)確。如：對安培表、伏特表等應(yīng)學(xué)會調(diào)整零點，對游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、刻度尺之類的儀器，還要學(xué)會零誤差修正，讓學(xué)生懂得零點是相對的，零誤差的修正在生產(chǎn)上有普遍意義。第三，會正確讀數(shù)。要讓學(xué)生掌握讀數(shù)的一般方法，關(guān)鍵是會讀出儀器的最小刻度值，會從最小刻度之間估計出一位有效數(shù)字。同時，要學(xué)會正確讀數(shù)的姿勢。如：從量筒上讀數(shù)時，眼視線應(yīng)與液面保持相平，不能仰視或俯視，若是凹液面讀凹處，凸液面讀凸處，從安培表、伏特表讀數(shù)時，視線應(yīng)與刻度盤垂直，并且正對指針，估計讀數(shù)四舍五入等。第四，根據(jù)儀器的構(gòu)造原理，掌握它的使用方法和使用規(guī)則。如：天平是根據(jù)杠桿的平衡條件制成的，因此，使用前和稱量時都要做到橫梁平衡，同時必須嚴(yán)格保護刀口，要讓學(xué)生理解保護刀口的重要性，從而自覺遵守使用方法和規(guī)則；溫度計是利用液體的熱脹冷縮性質(zhì)制成的，所以，根據(jù)熱平衡原理，測量液體時，溫度計不能離開液體，而且要在溫度計內(nèi)液柱穩(wěn)定時讀數(shù)。顯然，培養(yǎng)學(xué)生使用基本儀器的技能，必須注意把掌握儀器的使用方法與理解儀器原理結(jié)合起來，這樣既有利于鞏固基礎(chǔ)知識，又能幫助學(xué)生理解為什么這樣使用儀器。只有理解了儀器原理，使用起來才會更加自覺和主動。

其次是培養(yǎng)學(xué)生進行試驗過程必須掌握的技能。第一，培養(yǎng)學(xué)生掌握實驗的一般原理、進行實驗設(shè)計和實驗方法的技能。首先要求學(xué)生明確各個實驗的目的、原理或理論根據(jù)，根據(jù)實驗的原理、要求對實驗進行設(shè)計，包括用什么物理定律、公式，電學(xué)實驗用什么電路圖等。還要搞清哪些是已知量、被測量，然后選擇所需的儀器和實驗條件，進而設(shè)計好實驗步驟，畫好記錄表格等。其次，培養(yǎng)學(xué)生正確調(diào)整和安裝儀器、正確連接電路的技能。正確的實驗，首先是安裝、調(diào)整好儀器或正確連接電路。如：在電學(xué)實驗中，依照電路圖連接線路，連線時，應(yīng)將電路分為主回路和支路，從電源一端開始沿主回路按順序進行，其次為支路；主回路中必須有開關(guān)（先斷開）；導(dǎo)線最好選用幾種顏色，主、支回路分別用一種顏色。往接線柱上接導(dǎo)線時，應(yīng)按順時針方向?qū)?dǎo)線纏上。電路連接后，必須復(fù)查，確認正確后方能通電。第二，培養(yǎng)學(xué)生正確記錄實驗數(shù)據(jù)，并能進行運算和分析，得出正確結(jié)論的能力。這是實驗?zāi)芊癯晒Φ年P(guān)鍵。要培養(yǎng)學(xué)生這方面的技能，要求學(xué)生集中精力，按實驗步驟有條不紊地操作和讀取測量數(shù)據(jù)，有的實驗則要求測量或操作時動作迅速，把握時機，如：溫度測量、電學(xué)測量。要按實驗先后順序?qū)⑿枰獪y定的各量測出，并記錄下來。一般要求學(xué)生實驗前列出表格，表格設(shè)計要求：能記錄直接測出的各物理量，能記錄各次測出的量，能填寫計算出來的中間數(shù)據(jù)和最后數(shù)據(jù)等內(nèi)容。進行數(shù)據(jù)處理、運算，對實驗結(jié)論進行分析。在整理數(shù)據(jù)時，如發(fā)現(xiàn)有不合理的數(shù)據(jù)，就應(yīng)對該數(shù)據(jù)補測。要指導(dǎo)學(xué)生按有效運算法處理數(shù)據(jù)，對實驗結(jié)果進行適當(dāng)分析討論。第三，要使學(xué)生了解誤差概念，并學(xué)會初步的誤差計算和分析。實驗后，要指導(dǎo)學(xué)生對實驗的系統(tǒng)誤差和偶然誤差進行分析。系統(tǒng)誤差主要是由于儀器本身的缺陷，實驗原理、裝置不完善而引起的，如：螺旋測微器零點不準(zhǔn)；風(fēng)的吹動使天平產(chǎn)生誤差；電表指針不對準(zhǔn)零刻度等。減少系統(tǒng)誤差的方法是校準(zhǔn)儀器，或是改進實驗方法。改進實驗方法，可改變儀器的位置或儀器的布置，撤換某件儀器，改變所選取的某個參數(shù)，改變實驗方法乃至改換實驗操作人員等。例如將物體放在天平左、右盤上，分別稱衡，可以發(fā)現(xiàn)天平不等臂引入的誤差。偶然誤差是在實驗條件不變的情況下，對某一物理量進行多次重復(fù)測量時，由于各種偶然因素產(chǎn)生的誤差。減少偶然誤差的辦法是多次重復(fù)測量取算術(shù)平均值，以其平均值為最終的結(jié)果。第四，會寫一般的實驗報告。學(xué)生在實驗結(jié)束后，應(yīng)根據(jù)原始記錄和實驗時的體會，寫出實驗報告。實驗報告內(nèi)容主要有：實驗名稱、目的、器材、原理、方法和步驟、實驗數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)計算和處理、實驗結(jié)論及誤差分析等。這是一個很重要的技能，對實驗報告的寫法、格式等要嚴(yán)格要求，書寫時，要求層次清楚，語言流暢，文字精練、正確，圖文并茂，要總結(jié)出實驗成功的經(jīng)驗或?qū)嶒炇〉脑?，使學(xué)生將來進行科學(xué)實驗時能寫出自己的實踐成果，并讓別人看懂。第五，養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣，包括愛護儀器，遵守安全操作規(guī)則和尊重實驗事實的習(xí)慣等。如：做電學(xué)實驗結(jié)束時，應(yīng)將儀器調(diào)到最安全的狀態(tài)再切斷電源，然后拆除連接線，整理好儀器和導(dǎo)線。

（2）培養(yǎng)學(xué)生實驗技能的途徑。實驗課是培養(yǎng)學(xué)生實驗技能的基本途徑。實驗課包括演示實驗和分組實驗。演示實驗是教師使用儀器，進行實驗操作典范，它教給學(xué)生正確的實驗方法。如：如何正確使用儀器、安排實驗步驟、操作、讀數(shù)和記錄數(shù)據(jù)、列表和作圖線、分析和推理，得出正確結(jié)論及分析誤差等。通過大量的演示實驗，學(xué)生可以在長年累月的耳聞目睹中，潛移默化地學(xué)到實驗技能。在分組實驗中，學(xué)生的活動是多方面的，既有思維，又有操作，這就需要教師發(fā)揮主導(dǎo)作用。實驗時，教師可先介紹實驗?zāi)康?、方法及注意事項，然后在臺上做示范，學(xué)生在臺下跟著教師做，這種方法對于起始年級的學(xué)生是合適和有效的。學(xué)生在教師的步步指導(dǎo)下，形成良好的實驗方法、實驗修養(yǎng)。隨著實驗技能的不斷提高，逐步培養(yǎng)學(xué)生自己設(shè)計實驗、獨立實驗的能力。

2.學(xué)生創(chuàng)造思維能力的培養(yǎng)。

（1）在實驗教學(xué)中突出探索方法的培養(yǎng)。物理教學(xué)常用的有實驗歸納法和實驗驗證法。在教學(xué)中，應(yīng)有意識地采用這兩種方法加強訓(xùn)練。例如，在總電阻教學(xué)中，就可進行這兩種方法的訓(xùn)練。①應(yīng)用實驗歸納法探索電阻串聯(lián)。首先，教師要求學(xué)生根據(jù)歐姆定律設(shè)計一個電路，測定各個電阻的阻值，然后由學(xué)生進行實驗，并從實驗中歸納出R＝R+R的結(jié)論。接著，教師根據(jù)串聯(lián)電路中電流電壓的特點和歐姆定律，從理論上加以推導(dǎo)，得出同樣的結(jié)果。這樣，在獲得關(guān)于串聯(lián)總電阻與分電阻關(guān)系的知識的同時，學(xué)生學(xué)習(xí)到自己設(shè)計電路、總結(jié)規(guī)律、從理論上論證的初步方法，即實驗歸納法。②應(yīng)用實驗驗證法探索電阻并聯(lián)。在并聯(lián)電路的探索中，先由教師從理論上推導(dǎo)出1/R＝1/R+1/R的關(guān)系，接著由學(xué)生自己設(shè)計電路操作實驗，然后驗證這一關(guān)系。最后，教師進行總結(jié)，聯(lián)系電阻與導(dǎo)體截面積的關(guān)系對并聯(lián)作出解釋。這樣，在獲得關(guān)于并聯(lián)電阻知識的同時，學(xué)生學(xué)習(xí)了實驗驗證法。

（2）通過設(shè)計物理實驗，進行思維能力的培養(yǎng)。學(xué)生對自然界的事物懷有好奇心，對還不懂的現(xiàn)象總喜歡問為什么。教師應(yīng)該愛護學(xué)生的這種精神，可以和學(xué)生一起設(shè)計實驗，組織他們觀察現(xiàn)象，引導(dǎo)他們積極思考。例如“判定感應(yīng)電流方向的楞次定律”的教學(xué)，課前可先留給學(xué)生一個思考題：如何判定感應(yīng)電流方向？怎樣通過實驗加以歸納得出？強化學(xué)生的創(chuàng)造意識。在此基礎(chǔ)上，將學(xué)生帶到實驗室，根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的知識，共同設(shè)計一個用線圈、電流表、條形磁鐵組成的實驗線路。讓學(xué)生自己動手連接線路，觀察實驗現(xiàn)象，并做好記錄。引導(dǎo)學(xué)生邊觀察，邊思考，邊發(fā)現(xiàn)問題，邊解決問題，并根據(jù)實驗記錄加以分析、歸納和總結(jié)，幫助學(xué)生從中得出感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙原來磁場的變化的結(jié)論。然后，引導(dǎo)學(xué)生將磁鐵換成通電螺線管再做實驗，或把通電螺線管放在線圈中，改變通電螺線管電流的大小，并觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗結(jié)果。最后，歸納得出上述不同情況下的電磁感應(yīng)現(xiàn)象所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場，總要阻礙原來磁場的變化的結(jié)論，即楞次定律。通過啟發(fā)誘導(dǎo)，大部分學(xué)生都能熟練應(yīng)用楞次定律，收到良好的教學(xué)成效。

（3）重視課外實驗，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力。學(xué)生的課外實驗（包括小制作），主要是以擴展知識面、發(fā)展創(chuàng)造力為主要目的的。學(xué)生在課外實驗中，不可能一帆風(fēng)順。教師要適當(dāng)引導(dǎo)，不使他們過多地碰壁。但是，教師也不可包辦代替，要讓學(xué)生經(jīng)受挫折，從中總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，不斷改進實驗，發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性，從而獲得成功。這樣將會增加學(xué)生學(xué)習(xí)的樂趣，使學(xué)生得到更多鍛煉。