摘要：有效的物理實驗教學(xué)是指學(xué)生以飽滿的熱情投入實驗教學(xué)的整個過程中，歷經(jīng)各個環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)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(xué)中，要以學(xué)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(xué)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(xué)；演示實驗；分組實驗
有效的物理實驗教學(xué)是指學(xué)生能夠以飽滿的熱情投入實驗教學(xué)的整個過程中，歷經(jīng)各個環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)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(xué)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(xué)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(xué)生主動地參與物理實驗教學(xué)活動是實施有效實驗的重要前提，是提高學(xué)生的實驗技能的重要手段，也是學(xué)生享受實驗、快樂學(xué)習(xí)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(xué)。
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(xué)，具有真實、形象、生動、有趣和示范性功能，給學(xué)生以最直接的感官剌激，最大限度地激發(fā)學(xué)生的求知欲，使學(xué)生在觀察實驗中獲得深刻的感性認識，促進學(xué)生理解和鞏固知識，提高教學(xué)效率。教學(xué)中要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)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(xué)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(xué)“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(xué)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(dǎo)學(xué)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(xué)生可以從中學(xué)習(xí)到正確、規(guī)范的實驗方法。在此基礎(chǔ)上，激發(fā)學(xué)生積極思考，通過對比、分析、討論，啟發(fā)學(xué)生總結(jié)規(guī)律得出結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和解決問題的能力，提高學(xué)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(xué)生通過動手練習(xí)，學(xué)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(xué)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(xué)都能看清。但有些演示實驗要觀察目標的現(xiàn)象很細微，學(xué)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(xué)生中，讓每一位學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)生才能看清楚。
4.由教師演示變?yōu)閷W(xué)生演示
傳統(tǒng)的實驗演示教學(xué)常常是教師表演，學(xué)生觀看。教師在臺上做實驗，學(xué)生在臺下看實驗?，F(xiàn)代的教學(xué)理念是把學(xué)生的主體放在首位，教師充當組織者、引導(dǎo)者作用。對于比較簡單且容易操作的實驗，最好是教師引導(dǎo)，讓學(xué)生來演示。因為讓學(xué)生演示時，學(xué)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(xué)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(xué)生上講臺來演示，教師在旁邊組織指導(dǎo)：兩名同學(xué)用絲綢跟玻璃棒摩擦，另兩名同學(xué)用毛皮跟橡膠棒摩擦。由于有幾名同學(xué)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(xué)生用身邊的學(xué)習(xí)用具與頭發(fā)、衣服磨擦后自己來演示。學(xué)生學(xué)習(xí)熱情高漲，不論是操作實驗的同學(xué)還是從在下面觀察的同學(xué)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(xué)生來協(xié)助完成演示，學(xué)生會更興奮，更有激情，實驗更有趣，教學(xué)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(xué)生分組實驗，是鍛煉學(xué)生的動手動腦能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維和實驗操作技能的有效途徑。以學(xué)生為主體，使學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)生進行有效合作、交流和討論的保證，也是實施學(xué)生有效實驗的關(guān)鍵。分組時，先由學(xué)生自愿分組，教師再根據(jù)學(xué)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(xué)生更好地進行合作與交流，筆者把學(xué)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(xué)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(xué)習(xí)，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(xué)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(xué)生的實驗情況，對學(xué)生的指導(dǎo)更有針對性。
2.組織學(xué)生科學(xué)地進行實驗
傳統(tǒng)教學(xué)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(xué)生進行實驗。表面上學(xué)生都很容易完成實驗，學(xué)生也能夠歷經(jīng)動手操作過程，但學(xué)生沒有學(xué)到科學(xué)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(xué)中應(yīng)當創(chuàng)造機會讓學(xué)生積極參與，學(xué)習(xí)和掌握科學(xué)的實驗方法，在科學(xué)探究的各個環(huán)節(jié)中實現(xiàn)最大的功效。
(1)鼓勵學(xué)生大膽地提出問題
在學(xué)生進行實驗時，注意設(shè)計情境或小實驗，不但能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過觀察和思考，還可以產(chǎn)生不少問題，應(yīng)鼓勵學(xué)生大膽地提出問題，讓學(xué)生養(yǎng)成提問的習(xí)慣。在平時的教學(xué)中要教給學(xué)生提問題的方法。讓學(xué)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(xùn)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(xué)習(xí)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(xùn)練學(xué)生學(xué)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(dǎo)學(xué)生合理地猜想，鼓勵學(xué)生大膽猜想。有些教師因為怕學(xué)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(xué)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(xué)習(xí)總需要一個過程，不要急于求成。開始學(xué)習(xí)物理的時間段，學(xué)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(dǎo)學(xué)生猜想，教給學(xué)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(xué)習(xí)是一個循序漸進的過程。經(jīng)過多次實驗后，學(xué)生養(yǎng)成猜想的習(xí)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(xué)生在快樂地猜想。學(xué)生積極參與實驗的猜想活動的過程，激活了學(xué)生的思維。
（3）組織學(xué)生設(shè)計實驗方案
由學(xué)生主動設(shè)計實驗方案最能培養(yǎng)學(xué)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(xué)生做實驗，雖然學(xué)生能很順利地做完實驗，而且節(jié)省時間。但學(xué)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(xué)生真正完成了實驗。在學(xué)生進行探究實驗教學(xué)時，鼓勵學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)生思考設(shè)計或者討論，結(jié)果學(xué)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(xué)生的創(chuàng)造思維的發(fā)展。
4.鼓勵學(xué)生敢于實驗，善于發(fā)現(xiàn)
創(chuàng)造寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境，減輕學(xué)生在實驗活動過程的心理壓力。鼓勵學(xué)生積極實驗，讓學(xué)生在實驗中獲得新知，在實踐中敢于創(chuàng)新。在實驗中學(xué)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(xué)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(xué)生或紀律不好的學(xué)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(xué)生，不能橫加指責，要肯定他做出的努力，引導(dǎo)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(dǎo)，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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)生做示范實驗。大多數(shù)學(xué)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(xué)生分組實驗，每位學(xué)生經(jīng)過動手進行操作，學(xué)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(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力、實驗?zāi)芰Γ苡行崿F(xiàn)物理教學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)生分組實驗，學(xué)生按科學(xué)實驗探究的幾個要素進行實驗，學(xué)習(xí)掌握采用控制變量法進行實驗。由于學(xué)生能親自動手，學(xué)習(xí)更有精神，深刻地理解實驗過程和方法，結(jié)果學(xué)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(xué)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??？發(fā)動學(xué)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(xué)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(xué)中，要想方設(shè)法讓學(xué)生真正“動”起來。讓學(xué)生積極參與實驗，親自體驗科學(xué)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(xué)的質(zhì)量。
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