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淺說物理課堂實驗教學(xué)
物理學(xué)是一門以觀察和實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)。課堂演示實驗是中學(xué)物理實驗教學(xué)的重要組成部分，它不僅是建立物理概念和規(guī)律、理解和掌握物理知識不可缺少的環(huán)節(jié)，還能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、探索精神以及良好的學(xué)習(xí)方法。也是變應(yīng)試教育為素質(zhì)教育，提高人才科學(xué)素質(zhì)的重要手段所謂實驗教學(xué)指的是運用實驗法進行教學(xué)。它是新課標實施以后的重重之重，與一切有目的的行為一樣，規(guī)范而有趣的實驗具有十分重要的意義。實驗教學(xué)的主要任務(wù)是在學(xué)習(xí)者和新的實驗之間創(chuàng)設(shè)情景，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和愿望，只要學(xué)生有了學(xué)習(xí)的興趣和愿望，才能學(xué)的快而牢固。實驗教學(xué)是物理教學(xué)的主要方法。筆者在物理教學(xué)中主要采用以下幾種方法，現(xiàn)舉例說明，與同行們討論。
一、什么要改革物理實驗教學(xué)
物理實驗教學(xué)，從18世紀德國、法國建立了學(xué)校的演示實驗室，教師經(jīng)常用昂貴的儀器演示生動的現(xiàn)象，從此便開始了世界上的物理實驗教學(xué)，成為物理教學(xué)中重要的教學(xué)手段和有效的教學(xué)形式。
近年來中考物理試卷對實驗的考查，已從簡單的背誦實驗知識轉(zhuǎn)向考查對實驗的思想、原理、方法的理解上，重在考查學(xué)生的實驗?zāi)芰途C合分析能力。但是實驗題的得分率都不高，反映了目前在中學(xué)物理教學(xué)中，實驗教學(xué)是一個薄弱的環(huán)節(jié)。許多物理教師都不同地只重視理論的講授和解題能力的培養(yǎng)，而忽視了對學(xué)生動手能力的培養(yǎng)。不少學(xué)校教學(xué)經(jīng)費不足，儀器設(shè)備陳舊簡陋，地方陜小擁擠，嚴重制約了實驗教學(xué)的正常開展，對于大綱規(guī)定的實驗，不僅開出率低，而且演示實驗的作用和地位還在低水平下徘徊，使學(xué)生實驗動手能力普遍較低。近幾年我國中學(xué)生實驗素質(zhì)較差。又如1990～1995年期間，國家教委儀器研究所對一萬余名學(xué)生進行實驗?zāi)芰y試，結(jié)果是我國中小學(xué)生實驗動手能力幾乎都不及格。說明了我國中小學(xué)生實驗動手能力普遍較差。因此，為了培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能、觀察能力、思維能力和科學(xué)的思維方法，提高他們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，進一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和愛好，調(diào)動他們的學(xué)習(xí)積極性，發(fā)揮非智力因素的能動作用，引導(dǎo)他們從小愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)，激發(fā)他們樹立敢于攀登科學(xué)高峰的雄心壯志，縮小與世界先進國家實驗教學(xué)的差距，我們應(yīng)進一步改善實驗條件，改革實驗教學(xué)，直觀形象地為學(xué)生提供感性認識。
二、怎樣改革物理實驗教學(xué)
1、重視實驗教學(xué)，加強能力培養(yǎng)。
目前，學(xué)生普遍感到物理“難學(xué)”，其原因之一就是物理教學(xué)中缺乏實驗。而一些經(jīng)濟發(fā)達的國家，他們非常重視物理實驗教學(xué)和研究問題的方法，如日本初中物理的課時數(shù)只有75課時，但安排的學(xué)生實驗卻有20個，演示實驗有130個，并且絕大多數(shù)都是研究性實驗，基本形成以實驗為中心的課堂體系。可見，他們的學(xué)生在實驗方面得到訓(xùn)練和能力培養(yǎng)比我國的學(xué)生多得多，他們學(xué)生的實驗心理素質(zhì)比我國中學(xué)生強。因此，在當前我國中學(xué)教育由應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變過程中，我們對物理實驗教學(xué)，必須引起高度的重視，為了研究好這些課題，教師必須研究教材中哪些地方學(xué)生感到抽象、容易混淆、接受困難，并結(jié)合教學(xué)實際，研究解決的方法，努力開發(fā)一些直觀的演示，同時在教學(xué)中引進近代物理學(xué)的某些思想方法和現(xiàn)代科學(xué)的新成就，例如“分子間作用力”的演示，可在兩只乒乓球間夾上一段彈簧，球的外側(cè)套上橡皮筋，平衡時，引力等于斥力；增大球距時，引力大于斥力；縮小球距時，引力小于斥力。這樣不僅培養(yǎng)學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣，更多地拓寬學(xué)生視野豐富他們的想象，而且能有效地提高了學(xué)生的觀察能力、分析問題和解決問題的能力。
2、變驗證性實驗為探索性實驗。
中學(xué)物理實驗可分為驗證性實驗和探索性實驗，而大部分是驗證性實驗。驗證性實驗是對知識的正確與否加以驗證，鞏固和加深對基本規(guī)律和基本原理的認識。但是，對學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度方面不能得到鍛煉，也不利于培養(yǎng)學(xué)生主動探索物理規(guī)律的能力，而探索性實驗對培養(yǎng)學(xué)生思維能力、創(chuàng)造能力、自學(xué)能力、觀察實驗?zāi)芰敖鉀Q實際問題的能力有獨到的作用。正如愛因斯坦所說：“對真理的探索比占有更加寶貴”。
因此，在教學(xué)中可把一些驗證性的實驗變?yōu)樘剿餍缘膶嶒灐Ｔ趯嶒灲虒W(xué)中，要盡量再現(xiàn)實驗的設(shè)計過程，多讓學(xué)生想想：“為什么要這樣做？”“換種方法行不行？”以此滲透物理思想，啟迪學(xué)生思路。讓學(xué)生用實驗探索和理論探研兩種方法自我進行推證，在推證過程中學(xué)生就自然而然地對核定的研究對象、成立條件、使用范圍、注意事項搞得一清二楚。讓學(xué)生由學(xué)知識變?yōu)橹鲃犹剿髯匀灰?guī)律，對知識學(xué)得更扎實更牢固，同時使學(xué)生受到科學(xué)方法的熏陶。
3、合理運用多媒體，優(yōu)化演示實驗教學(xué)。
利用常用儀器、教具進行演示是一種最基本的手段，而利用多媒體教學(xué)，是教學(xué)現(xiàn)代化的重要標志，是教學(xué)改革的重要組成部分。因為多媒體教學(xué)是指在教學(xué)過程中運用系統(tǒng)科學(xué)的觀察和方法，組織多媒體信息，形成合理的教學(xué)結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)教學(xué)優(yōu)化，使學(xué)生真正體會到物理學(xué)科的學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)生觀察及分析問題的能力。如應(yīng)用多媒體展示課堂實驗無法演示的宏觀的、微觀的、極快的、極慢的物理過程，從而突破時間以及空間的束縛，進行逼真的模擬，靈活地放大或縮小物理場景，將物理過程生動形象地展現(xiàn)于學(xué)生眼前，使學(xué)生認識加強，理解透徹。
利用多媒體進行物理實驗教學(xué)，不但為教和學(xué)增添了信息的傳輸和接收通道，而且為教學(xué)創(chuàng)設(shè)了良好的情境，師生們置身于“情”、“景”中，以“物”思“理”，又以“理”認“物”，這對物理的各種題型的實驗教學(xué)有著積極的意義，對提高物理課的素質(zhì)教育教學(xué)有著廣泛的前景。
總之物理實驗要與學(xué)生有機地結(jié)合起來，努力培養(yǎng)學(xué)生的下面幾個方面的基本實驗要素：一是儀器使用的一般知識；二是測量誤差與數(shù)據(jù)處理的知識，其中特別是圖線處理數(shù)據(jù)中，區(qū)分已知規(guī)律與未知規(guī)律的不同方法；三是間接測量的基本知識，要從測量出發(fā)理解實驗裝置、原理、方法、條件保證、操作步驟以及數(shù)據(jù)的記錄與處理；四是驗證性實驗的驗證思想，特別是要懂得將理論結(jié)論與實驗結(jié)論比較的思想。同時加強學(xué)生對基本實驗方法的遷移和靈活運用能力的訓(xùn)練，多角度、全方面地讓中學(xué)物理實驗教學(xué)提高到一個新的水平。
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