鄒祥華

物理是一門以觀察和實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理概念、規(guī)律及公式都是在大量的觀察、實驗的基礎(chǔ)上，運(yùn)用邏輯思維的方法，集中一些事物本質(zhì)的共同特征、加以概括而形成的。因此實驗教學(xué)在物理教學(xué)中發(fā)揮著極其重要的作用。

一、農(nóng)村高中物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀

物理教師大都能夠認(rèn)識到物理實驗教學(xué)在物理教學(xué)中的重要性，但因農(nóng)村學(xué)校本身的一些特點(diǎn)，導(dǎo)致高中物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀不容樂觀，主要表現(xiàn)為：1.受客觀條件的制約，大多數(shù)農(nóng)村高中物理實驗器材、設(shè)施相對缺乏；2.物理課時緊張，實驗教學(xué)會占用不少課時，影響教學(xué)進(jìn)度，不少教師認(rèn)為把時間花在習(xí)題上效果可能會更好；3.受高考“指揮棒”影響，將實驗習(xí)題化，變演示實驗、學(xué)生分組實驗為教師講解實驗，學(xué)生背實驗，而非做實驗；4.實驗教學(xué)需要占用教師大量的時間和精力，導(dǎo)致教師不愿鉆研實驗教學(xué)方法，從而影響物理實驗的正常開展。

二、研析實驗，課前精心準(zhǔn)備

教師課前準(zhǔn)備的質(zhì)量會直接影響實驗教學(xué)的效果，要提高實驗教學(xué)的有效性，應(yīng)做到以下兩點(diǎn)。

1. 教師自制教具及改進(jìn)實驗。課前，教師要認(rèn)真研究、分析實驗，并尋找實驗室中現(xiàn)有的、與實驗相關(guān)的器材，如果沒有，教師可以自制相關(guān)教具。對于課本中一些測量次數(shù)較多的，可測可不測的，有更好測量方法的物理量，我們完全可以簡化實驗步驟和器材。如在高二物理“變壓器”的教學(xué)中，由于學(xué)校實驗室僅剩下一個非常破舊且無法正常使用的教學(xué)用變壓器，只能拿去教室讓學(xué)生了解其構(gòu)造，所以我改裝了從黑白電視機(jī)上拆下的一個變壓器作實驗器材。在教學(xué)“變壓器”時，先跟學(xué)生詳細(xì)介紹相關(guān)器材及接線方法：變壓器原線圈接額定電壓為220V的小夜燈，副線圈一端接在一節(jié)干電池的負(fù)極，另一端暫時不接。之后將副線圈另一端的導(dǎo)線不斷地接觸干電池的正極又不斷地拿開。學(xué)生看到的現(xiàn)象是：一節(jié)1.5V的干電池竟然點(diǎn)亮了額定電壓為220V的小夜燈（燈是不停閃爍的）。這時學(xué)生心中有了疑問：這是什么原理，老師沒介紹的器材是什么？這就順其自然地引出了變壓器的概念，在我講完其相關(guān)變壓原理后，學(xué)生又接著提問，他們的學(xué)習(xí)積極性非常高，這比用實驗室的變壓器來演示的效果還要好。

2. 利用信息技術(shù)手段提高學(xué)生實驗預(yù)習(xí)的效率。在做分組實驗前，教師一般會要求學(xué)生先通過預(yù)習(xí)了解實驗原理、器材、步驟、數(shù)據(jù)處理及注意事項等，但農(nóng)村高中生基礎(chǔ)薄弱，自我預(yù)習(xí)的效率不高。進(jìn)入實驗室后，在教師講解實驗相關(guān)原理時，他們的注意力早已被實驗器材裝置所吸引，這導(dǎo)致實驗沒有達(dá)到預(yù)期效果，甚至?xí)l(fā)生損壞實驗器材等現(xiàn)象。針對這種情況，教師可以在課前利用信息技術(shù)手段幫助學(xué)生提高預(yù)習(xí)的效率，如結(jié)合學(xué)生實際，利用錄制的微課、制作的課件、下載的實驗視頻等幫助學(xué)生預(yù)習(xí)。如在高一物理“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的分組實驗中，我事先錄制了兩節(jié)微課，其中第一節(jié)微課內(nèi)容包括實驗原理、實驗器材、實驗步驟、數(shù)據(jù)處理及注意事項；第二節(jié)微課是關(guān)于實驗操作及數(shù)據(jù)處理過程的示范。我要求學(xué)生先自行預(yù)習(xí)教材，然后我把微課發(fā)到班級微信群，要求他們在實驗開始之前必須先看第一節(jié)微課，在實驗室操作過程中遇到問題時可以看第二節(jié)微課，當(dāng)然也可以直接請教老師。從這次現(xiàn)場實驗來看，效果還是比較明顯的，因為在實驗過程中遇到問題而膽子又不大的學(xué)生會帶著問題看第二節(jié)微課，第一遍不懂，再重看，直到看懂為止。

三、研讀學(xué)生，課中引導(dǎo)創(chuàng)新

要提高實驗教學(xué)的有效性，教師在研讀學(xué)生，創(chuàng)新實驗方法，掌握學(xué)生知識和能力的特點(diǎn)，再結(jié)合各個具體實驗的特點(diǎn)，確定實驗方案等細(xì)節(jié)。

1. 教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生正確理解實驗。很多實驗教學(xué)，尤其是農(nóng)村高中的實驗教學(xué)，一般都是教師在講臺上演示一遍，或者學(xué)生進(jìn)實驗室按課本操作一遍，實驗教學(xué)就大功告成了。但是，實驗過后學(xué)到了什么，是否弄懂實驗原理，為什么要這樣選實驗器材，哪些物理量是一定要測量的，哪些物理量是可以不用測量的，是否可以用別的方案取代教材中的方案，實驗注意事項為什么要這樣，數(shù)據(jù)該怎么處理，誤差該如何分析，這些問題很多學(xué)生都回答不出來，實驗教學(xué)的有效性就可想而知了。如在高一物理“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗教學(xué)中，對于實驗原理及器材的選取，我經(jīng)常對學(xué)生說：“給你一個任務(wù)，如驗證機(jī)械能守恒定律，再給你一把實驗室鑰匙，中學(xué)物理常用的實驗器材實驗室里面都有，要求你最后把實驗結(jié)果帶回來，你該怎么做？”既然要驗證機(jī)械能守恒定律，那么就得創(chuàng)設(shè)具體物理情景，在什么情況下機(jī)械能守恒？只有在重力或彈力做功的情況下。哪些實例滿足只有重力或彈力做功？最簡單的實例就是自由落體運(yùn)動。我引導(dǎo)學(xué)生想象某個物體從起始點(diǎn)下落到某一點(diǎn)的情景，如果機(jī)械能守恒的話，物體重力勢能的減小量就會等于動能的增加量，這就需要測量物體從起始點(diǎn)到該點(diǎn)的豎直高度和物體經(jīng)過該點(diǎn)的瞬時速度了。豎直高度可以用刻度尺測量，瞬時速度可以用打點(diǎn)計時器測量，做自由落體運(yùn)動的物體可選常用的鉤碼，把紙帶與鉤碼用夾子連接，打點(diǎn)計時器用鐵架臺固定，而重力勢能減小量及動能增加量的式子里面都含有鉤碼質(zhì)量的因子，所以鉤碼的質(zhì)量可以不用測量。通過這樣的引導(dǎo)，學(xué)生對實驗原理及實驗器材選取的理解水到渠成。我想，如果實驗教學(xué)能這樣引導(dǎo)學(xué)生，給他們一把實驗室鑰匙，讓他們帶著問題去操作實驗，那么他們也許會帶回滿意的結(jié)果。

2. 教師應(yīng)注重創(chuàng)新實驗方法。教師認(rèn)真研析實驗，在課本提供的實驗方案的基礎(chǔ)上尋找新的、更簡單的方案，或者尋找更精密的儀器設(shè)備，更高效的數(shù)據(jù)處理方式（如計算機(jī)軟件等）。如果教師能夠設(shè)計出比課本還有效的方案，那么教師也不用操心學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣問題了。如在高一物理“探究功與速度變化的關(guān)系”實驗教學(xué)中，需要測量小車在橡皮筋拉力做功結(jié)束后獲得的速度，常用的方法是使用打點(diǎn)計時器測量，但我改用“運(yùn)動傳感器”來輔助，這樣就可以通過計算機(jī)直接顯示小車運(yùn)動的速度，還能在幾秒內(nèi)自動繪出小車運(yùn)動的功與速度的圖像。在高一物理“向心力”教學(xué)中有一個“用圓錐擺粗略驗證向心力的表達(dá)式”演示實驗，按照課本的方案，這個實驗需要測量鋼球的質(zhì)量、鋼球做勻速圓周運(yùn)動的半徑、鋼球做勻速圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)n圈所用的時間及鋼球做勻速圓周運(yùn)動時球心到懸點(diǎn)的豎直高度等物理量。通過改進(jìn)實驗方法，我運(yùn)用激光筆巧妙地解決了鋼球做勻速圓周運(yùn)動時球心到懸點(diǎn)距離難以測量的問題，并且經(jīng)過推理將需要測量的物理量減少至兩個。創(chuàng)新實驗方法，能提高實驗教學(xué)的有效性。

四、研判理念，課后延伸拓展

要提高實驗教學(xué)的有效性，不僅在于課前準(zhǔn)備和課中引導(dǎo)，還在于課后延伸拓展。實驗教學(xué)在課后的延伸拓展，可以促進(jìn)整個實驗教學(xué)效率的提高。

1. 教師應(yīng)加強(qiáng)引導(dǎo)學(xué)生課后進(jìn)行小實驗、小制作。教材里面會安排一些小實驗、小制作，如《自由落體運(yùn)動》有做一做“看看你反應(yīng)的快慢”；《向心力》有做一做“感受向心力”；《電容器的電容》有做一做“用傳感器觀察電容器的放電過程”和《探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件》有做一做“搖繩能發(fā)電嗎”等，這些小實驗和小制作有利于提高學(xué)生的動手能力。我們要充分利用好這一資源，鼓勵學(xué)生自己獨(dú)立完成，特別鼓勵學(xué)生用身邊的廢棄物做實驗，對空礦泉水瓶、廢紙、廢舊電器等進(jìn)行廢物利用，使物理更貼近生活，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。在高二物理“反沖運(yùn)動 火箭”的教學(xué)中，我引導(dǎo)學(xué)生試著制作一些水火箭，學(xué)生通過查閱資料、請教老師等制作了很多有創(chuàng)意的作品，并于周五下午放學(xué)后在學(xué)校操場集中“展示演練”。當(dāng)學(xué)生看到自己的作品成功發(fā)射時，臉上都充滿了喜悅，該演練得到全校師生的一致好評，最后我把這些小制作放到實驗室供師生參觀、借鑒使用。

2. 教師應(yīng)創(chuàng)造更多的機(jī)會讓學(xué)生接觸使用實驗器材。無論是演示實驗還是分組實驗，實驗完成后教師都會及時將實驗器材歸還實驗室，學(xué)生基本上只能接觸一次。長此以往，學(xué)生對實驗的印象不深，難以真正掌握實驗的原理，更談不上改進(jìn)實驗、創(chuàng)新實驗了。為此，教師應(yīng)該轉(zhuǎn)變理念，盡可能多地創(chuàng)造機(jī)會讓學(xué)生接觸實驗器材，或者將實驗器材帶進(jìn)教室讓學(xué)生接觸。學(xué)校可以在配備指導(dǎo)老師的情況下定期開放實驗室，或者把一至兩套實驗器材放在教室的固定位置上，在相應(yīng)章節(jié)教學(xué)內(nèi)容結(jié)束后，及時更新，這樣學(xué)生操作實驗就變得方便多了，有疑問的時候就可以通過實驗來解決。在高二物理“電學(xué)實驗”教學(xué)期間，每個實驗教學(xué)結(jié)束后，我都留一套實驗器材在教室圖書角的書柜里，供學(xué)生操作使用。特別是教學(xué)完游標(biāo)卡尺、螺旋測微器和多用電表的讀數(shù)及操作時，我會在每個班上各留三套器材，每個小組一套，讓學(xué)生利用課余時間來練習(xí)讀數(shù)和操作使用。效果超出預(yù)期，學(xué)生在考試中有關(guān)“三表三尺”的讀數(shù)及操作考點(diǎn)的得分率很高。

總之，如何使物理實驗教學(xué)更好地發(fā)揮其培養(yǎng)學(xué)生動手動腦能力，提高物理教學(xué)有效性的作用，是每個物理教師必須思考的重要問題。教師應(yīng)積極提高物理實驗教學(xué)的有效性，讓學(xué)生通過實驗來體驗物理知識的形成過程，感受物理定律的發(fā)現(xiàn)過程，探索和經(jīng)歷物理問題的解決過程。

責(zé)任編輯 羅 峰