徐曉舟

摘 要：本文結(jié)合普通中學(xué)高中物理實驗教學(xué)存在的問題，從改進課堂演示實驗和學(xué)生分組實驗、加強實驗習(xí)題的開發(fā)和利用等方面入手進行探索，循序漸進，不斷提高和完善物理實驗教學(xué)的有效性，從而使學(xué)生能夠從物理實驗中得到更多的思維鍛煉和能力培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：實驗教學(xué)；課堂演示實驗；學(xué)生分組實驗；實驗習(xí)題

在全面實施新課程后，高中物理實驗教學(xué)狀況已悄然發(fā)生了變化，教學(xué)手段的現(xiàn)代化、教學(xué)資源的多元化也給物理實驗教學(xué)改革帶來了諸多的便捷。但目前仍有很多教師受傳統(tǒng)教學(xué)模式的深刻影響，實驗課堂始終籠罩在傳統(tǒng)講授式、灌輸式的陰影下，可謂是“穿著新鞋走老路”。物理學(xué)的根基在于實驗，一切理論都要用實驗進行檢驗。為了盡快扭轉(zhuǎn)實驗教學(xué)的不利局面，提高高中物理實驗教學(xué)的質(zhì)量，應(yīng)該從以下幾個方面聯(lián)合入手，同步推進，使實驗教學(xué)真正發(fā)揮作用。

一、改進課堂演示實驗

課堂演示實驗無論是用實物演示還是用模型來演示，都能形成生動、鮮明、具體、真實的直觀形象，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有助于學(xué)生更好地掌握概念和規(guī)律。所以，課堂演示實驗的改進對于提高物理實驗教學(xué)有效性來說有著無可替代的作用。

1.探究式演示實驗

傳統(tǒng)的演示實驗教學(xué)一般都是先由教師介紹儀器，然后開始實驗，讓學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，然后根據(jù)現(xiàn)象得出結(jié)論。這樣的演示實驗缺少啟發(fā)性，缺少學(xué)生的參與，不利于學(xué)生思維能力的提高。

在物理學(xué)中，許多自然事物的本質(zhì)屬性要通過實驗才能揭示。只有善于分析實驗的宏觀現(xiàn)象和實驗中數(shù)據(jù)的變化，才能透過現(xiàn)象看到本質(zhì)，并通過數(shù)據(jù)的變化抽象出概念或規(guī)則。為了有效地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實驗?zāi)芰?，我們?yīng)改變傳統(tǒng)的方式，把探究的教學(xué)方法應(yīng)用于演示實驗，在實驗過程中不斷啟發(fā)學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生對實驗現(xiàn)象進行分析，對探究的結(jié)果進行闡述交流，促使其積極思考，并逐漸養(yǎng)成獨立探究的習(xí)慣。

例如在學(xué)習(xí)“電磁鐵磁性的強弱與什么因素有關(guān)”的知識點時，我們在課堂演示實驗中，可以提出“如果改變通過電磁鐵的電流或者改變電磁鐵的匝數(shù)，它的磁性強弱是否會改變”這一問題，來啟發(fā)學(xué)生相互討論：

假設(shè)通過電磁鐵的電流由0.1A增加到0.2A，電磁鐵的磁性會怎樣？是否可以這樣推測：導(dǎo)線中的0.2A電流是兩股0.1A電流匯合而成的，每股電流都產(chǎn)生一個磁場，兩個相同磁場合在一起，電磁鐵的磁性增強了。

如果電磁鐵的電流不變，線圈由200匝增加到400匝，它的磁性又會怎樣？是否可以這樣推測：400匝線圈是由兩組200匝線圈組合而成的，每組線圈都產(chǎn)生一個磁場，兩個相同磁場合在一起，電磁鐵的磁性就增強了。

通過以上推測，學(xué)生可以想到：電磁鐵的線圈匝數(shù)越多，通過的電流越大，電磁鐵的磁性將越強。

而這些推測和假設(shè)在演示實驗中得到證明時，就可以給學(xué)生創(chuàng)造更多的探究點和興奮點，使課堂實驗的整個過程中都有探究活動參與其中。

2.對比式演示實驗

對于不同的演示實驗項目，教師可以有意識地綜合比較相同實驗器材的使用方法和某些共同的特性；對于同一個演示實驗，我們也可以采用不同的實驗方法，對比實驗現(xiàn)象和結(jié)果，以加深學(xué)生對概念規(guī)律的理解和掌握。

比如，在學(xué)習(xí)“自由落體運動”這一知識點時，為了幫助學(xué)生正確建立自由落體運動的模型，可以設(shè)計如下實驗。

實驗一：教師先從同一高度同時由靜止釋放一個鐵球和一張紙片，結(jié)果鐵球下落得快。（學(xué)生看到這一實驗現(xiàn)象后認為：重物下落得快。）再取一張紙片，剪成大小相同的兩張，將其中一張揉成紙團，再次從同一高度由靜止釋放紙團和紙片，結(jié)果紙團下落快。（學(xué)生看到實驗結(jié)果后，又迅速推翻了之前的觀點。）然后從同一高度釋放鐵球和紙團，兩者下落速度幾乎相同。（到這時候，學(xué)生帶著疑問，開始真正探索思考自由落體運動的規(guī)律了。）

說明：通過對比實驗，展示了物體重量和下落速度之間關(guān)系的矛盾，為進一步探究矛盾的根源創(chuàng)造了條件。

實驗二：取三只量筒A、B、C，并排放在水平桌面上，B、C分別裝上清水和肥皂液，將三只相同的鐵球從量筒口同時釋放，觀察鐵球運動的快慢。然后在量筒A中加入清水，用鐵球和塑料球分別在量筒A、B中重復(fù)以上操作，觀察兩球下落的快慢。

說明：通過上述對比實驗，可以得出：阻力對物體下落有影響，阻力越大影響也越大；阻力相對重力越小，則影響越小。

實驗三：做“牛頓管”實驗，將管抽空則可以看到羽毛與鐵片下落速度相同。

說明：通過羽毛和鐵片的對比實驗，可以得出關(guān)鍵性的結(jié)論：如果沒有阻力，物體只受重力由靜止開始下落的運動的快慢都相同，物理上將這種運動定義為自由落體運動。

通過這一系列的對比實驗，學(xué)生基本就能透徹理解自由落體運動的概念了。

對比式演示實驗，可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，有助于學(xué)生形成正確的物理概念，深入理解物理規(guī)律。

3.多媒體輔助實驗

客觀條件下，一些實在無法完成的課堂實驗，就必須借助多媒體輔助教學(xué)的方法了?？梢杂糜嬎銠C模擬顯示實際操作難以演示的實驗現(xiàn)象，通過電腦課件動畫模擬實驗內(nèi)容，將微觀的、不可見的、抽象的、難以解釋清楚的實驗形象地展示在學(xué)生面前。

例如在“練習(xí)使用打點計時器”實驗時，我們制作了“打點計時器工作原理”的動畫。通過電流表的指針偏轉(zhuǎn)來表現(xiàn)交流電的大小與方向的變化，通過與永久磁鐵對應(yīng)的顏色變化來反映振片的磁極變化，通過周期為0.02s的一個小時鐘來表達打點周期。

又如在“測定玻璃的折射率”實驗時，由于學(xué)生還沒有實際看大頭針像的經(jīng)驗，教師很難用語言表達清楚物像“遮擋”及其本質(zhì)，而通過制作動畫很好地突破了這一教學(xué)難點。

生動形象的圖像乃至動畫，大大提高了學(xué)生的注意力，整個學(xué)習(xí)過程更加順利，教學(xué)效率大大提高。

二、改進學(xué)生分組實驗

1.挖掘?qū)W生實驗中的探究功能

學(xué)生探究實驗是在教師的指導(dǎo)下去探究尚未認識的現(xiàn)象、規(guī)律的教學(xué)活動，一般來說，它具有確定的結(jié)果。探究效果與學(xué)生的知識水平、參與程度密切相關(guān)。

下面以“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”實驗為例，說明如何發(fā)揮探究性學(xué)生實驗的探究教學(xué)功能。

由上表可以看出，同一個探究性實驗就實驗本身而言的探究點有多個，由該實驗輻射的發(fā)散點也是多方面的，這些都是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的良好素材。

我們要讓學(xué)生學(xué)會探究，在探究的過程中成長，通過實驗觀察和探索活動發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的觀察實驗?zāi)芰ΓB(yǎng)成科學(xué)的態(tài)度。

2.改部分演示實驗為探究性學(xué)生實驗

“百聞不如一見，百見不如一練?！毖菔緦嶒炇抢蠋熥?、學(xué)生看。普通中學(xué)的學(xué)生整體素質(zhì)一般，注意力容易分散，致使有些演示實驗效果很差。但如果把部分合適的演示實驗改為學(xué)生實驗，讓學(xué)生從觀眾變成演員，學(xué)生的積極性一下子就被調(diào)動起來了。改部分演示實驗為探究性學(xué)生實驗，不僅可以增加學(xué)生在課堂上動手動腦的機會，加強實驗基本功的訓(xùn)練，而且還可以幫助學(xué)生通過實驗探求知識，培養(yǎng)能力。

如在學(xué)習(xí)“楞次定律”時，教師可以先做演示實驗：導(dǎo)線在蹄形磁鐵中切割磁感線閉合回路中有電流，電流的方向可用右手定則確定。然后引導(dǎo)學(xué)生思考：當(dāng)閉合圓形線圈靜止在磁感應(yīng)強度逐漸增大的磁場中時，方向如何判斷？

當(dāng)有學(xué)生猜想感應(yīng)電流的方向與磁通量變化有關(guān)時，可以引導(dǎo)學(xué)生用實驗驗證自己的猜想。在實驗之前，先用一節(jié)舊電池檢查電流的方向與靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)方向關(guān)系，然后用靈敏電流計與副線圈相連，將條形磁鐵在線圈中插入和抽出，觀察這兩個過程中感應(yīng)電流的方向與原磁場的方向及磁通量變化的關(guān)系。

根據(jù)實驗結(jié)論，學(xué)生自己就總結(jié)出“當(dāng)磁通量增加時，感應(yīng)電流磁場方向與原磁場方向相反；當(dāng)磁通量減少時，感應(yīng)電流磁場方向與原磁場方向相同”的道理，從而得出楞次定律。

通過這樣的引導(dǎo)和探究，學(xué)生在獲取基礎(chǔ)知識的過程中，又學(xué)會了科學(xué)思維的方式，掌握了學(xué)習(xí)的方法。

三、加強實驗習(xí)題的開發(fā)和利用

實驗習(xí)題不應(yīng)總是以教師的講授為主，也可以讓學(xué)生親自參與實驗設(shè)計并通過實驗驗證，從而培養(yǎng)學(xué)生的問題意識及創(chuàng)新能力。

例如：在力的分解教學(xué)時，要根據(jù)力的作用效果確定分力的方向，力的作用效果學(xué)生往往想不出來，但可以用實驗把它顯示出來。如下圖（a）所示，重物掛在支架上，把重物對支架的拉力分解，

為了啟發(fā)學(xué)生看到力的“效果”，可把支架的AB改用橡皮條A′B′代替見圖（b），C處改為活動而在豎桿中打穿一個孔，橫桿B′C′插入并在孔的外邊封一塊橡皮，這樣，重物一掛，A′B′被拉伸，C′橡皮凸出。借助了這一實驗現(xiàn)象，化解了確定分力方向這一難點。把這個實驗設(shè)計告訴學(xué)生，作為周末作業(yè)讓學(xué)生完成，既能變廢為寶又能科技創(chuàng)新。對優(yōu)秀的作品予以表彰，留存實驗室作為教具。

總之，物理實驗是物理教學(xué)的根基，我們要不斷改進物理實驗教學(xué)的方式方法，加強對學(xué)生的實驗意識教育，引導(dǎo)學(xué)生踏踏實實做好每一個探究實驗，追求實驗教學(xué)效果的最優(yōu)化。