如何抓好物理实验教学

1 / 15 如何抓好物理实验教学 摘要关键词物理学科实验教学抓好 如何抓好物理实验教学 云南 .文山刘兴林 前言物理学是以实验为基础而建立的一门学科，实验是探索物理知识的源泉。无论是物理概念的建立，还是物理规律的探索与验证，都离不开实验。因此，实验是使学生获得物理知识，培养观察能力、动手能力、物理思维能力等的基本途径。素质教育要求全面发展学生素质，提高学生观察实验能力，培养学生科学思维能力和创新能力，这就必须普及实验教学，抓好实验教学。实验教学的要务是创设情景、启迪思维、巩固 “ 双基 ” ；是让学生更好地理解知识、感悟知识，体验科学探究的艰辛与乐趣；培养实事求是、坚持不懈的严谨而科学的治学精神；让学生通过实验过程学习认识自然、探索自然的方法；主动获取和巩固科学知识。一句话：实验教学的任务就是培养实验能力、发展科学素养、促进知识深化。 一、实验教学的现状和存在的问题 本地区的实验教学起步相对较晚，仍处于较为落后和闭塞的状态，许多方面还是一片空白，还需要大家的共同努力、相互探讨，需要大家付出艰辛的劳动和心血。存在的问题主要有： 1对实验教学的重要性和必要性认识不足 许多学校的专任教师 (特别是边远地区的农村中小学的理、化、生等科目 ),基本上是中师毕业在小学任教，后参加函授学习，取得专科文凭而调入中2 / 15 学任教的，大家基本没受过多少有关实验教学的较为专业的训练，对实验教学的理解不够深，教学中没有足够的切实可行的方法、手段和技巧，对如何搞好实验教学心中没底，做起来就带有很大的盲目性和随意性，有时连自己在做什么都搞不清楚，更别说指导学生搞好实验了。近年大专院校本专科毕业生大量下放和补充到农村中学，这种不利的局面和情形得到一定程度的缓解，但还远远不够。 实验教学并不是真的让 学生参与到科学实验中去，也不是像科学家发现真理那样去做复杂的科学实验，实验教学的目的是创设情景、巩固 “ 双基 ” ；更好地让学生理解知识、感悟知识，体验科学探究的艰辛与乐趣；是培养学生动手操作能力、观察实验能力，培养实事求是坚持不懈的严谨而科学的治学精神；是发展学生科学素养，促进知识深化。 2演示教具可见度不高 本地区农村中小学的实验器材，主体上是九四年世行贷款项目所配发，属 类配备，受当时条件的限制，所配仪器数量少、差缺大，一些应有的常用仪器没有配齐，许多演示内容只能使用规格小、可见度低的学生分组 实验用的器材，距离稍远便看不甚清，严重影响了演示的效果，限制了实验教学的正常开展。 3演示教学当调料，降低了实验教学的层次与品味 部分教师忽视了演示教学的目的和意义，为教学而教学，为演示而演示，把演示教学当成课堂教学的调料，当学生注意力不集中、精力分散或想打瞌3 / 15 睡时，即兴插个段子、做个小实验，以博学生开心一笑，当学生注意力集中时马上打住实验，继续往下讲课。这算不上真正的实验教学，顶多就是一种调节，一种动与静的结合。 4实验教学类型单一 总体上说 ,农村中小学的实验教学，受器材短缺等因 素的限制，开出的实验课类型相对单一，多年以来，许多学校的实验教学基本限于演示实验，其它课型如学生分组实验、课外实验等开展得很少。大家谈论的、思考的、完善的、改进的是演示实验，头脑里装的、意识里藏的也是演示实验。因此，只有演示实验还可算是农村中小学的强项和优势。经过多年的积累和摸索，理、化、生、地、劳等科目的任课教师已掌握了比较扎实的演示教学基本功，已形成了具有个人特色的教学模式、教学方法。然而，一枝独秀不是春，农村中小学的实验教学发展很不平衡，是一种单一的缺乏支撑的畸形发展：演示实验长势喜人，分组实验、课外 实验瘦小单薄、缺乏营养。这样一种畸形的发展，是与新形式的要求相背的，是与实验教学的初衷和目的相背的，必须切实改变这种与新课标不符的不良现状，使农村中小学的实验教学良性发展、相互长善，更好地服务于我州的教育教学。 二、加强物理实验教学的几点意见 根据本地区物理实验教学的现状，当前要做的工作还很多，既要巩固和完善演示教学，更要在学生分组实验和课外实验上积极探索、大胆实践，把本地区的实验教学早日推上新的台阶，及4 / 15 早填补本地在实验教学上的空白，使演示实验、学生分组实验、课外实验相互促进、相互提高，共同服务 于本地的实验教学，可以从以下几个方面加以努力。 第一、了解实验教学的类型 中学实验教学的类型主要有：演示实验、学生分组实验、课外实验等三类。演示的内容除了演示实验，还包括展示挂图和模型，观看幻灯、教学电影和录像等。演示实验是以教师为主导学生积极参与的互动教学，教师的主导和学生的主体相辅相成、不可偏废，缺了教师的主导，演示不成其为演示，少了学生的主体，演示不可能取得预期的效果，必须是教师的主导与学生的主体并重。随着教育的发展和办学条件的改善，电脑、多媒体、校园局域网等教学手段已逐步走进中小学课堂， 成为学校教育不可缺少的有力工具，演示的内容和手段也将大大提高，表现力极为丰富的演示文稿等多媒体课件正扮演越来越重要的角色；学生分组实验是以学生的实践活动为主的教学形式，虽然数量不多，但对于培养学生实验能力、观察能力、促进学生深刻理解概念和规律，形成实事求是的科学态度和团结协作守纪律的优良品德，起着十分重要的作用，也是实验教学的重要组成部分。学生分组实验大体分为：验证性实验、探究性实验、测定性实验、组装调试性实验、练习使用性实验等五类。 第二、把握实验教学的任务 在各门自然学科中，科学实验的目的主 要是认识自然、发现规律，证实相关的理论或猜想，而5 / 15 实验教学的目的则是创设情景、启迪思维；让学生通过实验过程学习认识自然、探索自然的方法；主动获取和巩固科学知识，培养实验能力和实事求是、团结协作的科学态度和科学精神。一句话：实验教学的任务就是培养实验能力、发展科学素养、促进知识深化。 第三、教给学生观察方法，培养学生观察能力 观察能力是搞好学习、提高效益必备的一种基本能力。学会观察、善于观察，将使人对周围的一切变化更加敏锐，更能抓住事物的本质，深刻理解和洞察事物的本来面目。 初中阶段对观察的 要求主要有：能够有目的地观察，能够辨明观察对象的主要特征，认识观察对象所发生的变化及条件。观察能力的培养是一个长期而艰辛的过程，需要教师有目的、有计划、有步骤地引导学生 ,启迪学生 ,注意对周围事物的观察 ,让学生做生活的有心人 ,勤于思考、善于观察，逐步养成良好的观察习惯，形成良好的观察方法。 如：影子是生活中常见的一种现象，在讲影子的形成时，教师应尽量唤起学生的感知、启迪学生的思维，让他们注意现象发生的条件：一般在晴天或灯光下可以看到影子，但一定是在不透明物体背光一侧，如果介质是透明的，则物体背后没有影子 ，如果任意方向都有均匀光照，则影子也不出现。因此，要想消除影子，可在各个角度、各个方向加上均匀光照。一般情况下教室的前后左右均有日光灯，在这样的教室里基本上看不到影子，这就是无影灯的道理，同6 / 15 时影子的形成也说明了光在均匀介质中沿直线传播。再如滚摆实验，教学时应让学生明白观察的对象是滚摆的运动变化，观察的目的是弄清在运动过程中能的转化。演示过程应让学生着重注意滚摆的高度变化及速度变化：放手后滚摆旋转着向下运动，速度越来越大，高度越来越小。在此基础上引导学生分析：动能是物体运动时具有的一种能量，滚摆下旋的速度越来 越大，表明它的动能在增加 ;高度越来越小，表明它的重力势能在减小，说明下旋过程是滚摆的重力势能转化成了它的动能，相反的过程则是动能转化成重力势能，进一步的分析表明动能和势能在一定条件下可以互相转化。 透过现象看本质，从事物的表象出发，经过一系列的分析、思考，抓住事物的要害，洞察事物运动变化的条件及内在联系，这就是观察的要义。第四、继续完善和巩固物理演示实验教学演示实验是指教师在课堂教学中，为组织学生观察、思考而进行的实验操作演示活动。它为学生学习物理提供感性认识，是激发学生学习兴趣的有效方法。由于地区、 学科、年级、阶段等的不同，我们对演示实验的目的、任务、方法、要求等也会有所不同、有所差异。因此，我们必须根据具体情况而采用灵活多样的教学方法，做到有的放矢、因地制宜。长期以来，本地区的实验教学都是以演示为主的，所以，各任课教师都在演示教学方面积累了不少的经验，形成了自己的教学风格，但这还远远不够，还需要在方法、手段、技巧7 / 15 等方面狠下功夫、花大力气，使我们的实验教学精益求精、不断完善。为了演示实验的巩固和完善，需要在提高演示实验可见度方面继续努力（一）采用多种教学手段提高演示效果 演示实验是最直观的教学手 段，在物理教学中占有非常大的比重，如果任课教师真正喜欢物理，真正把物理教学中的演示实验当作一回事，能以认真负责的态度对待教学，那么，光是初二物理应当做而且能够做的演示实验就有一百多个。因此，抓好演示实验对初中物理教学具有重要的意义和作用。我们必须因地制宜、因材施教，根据本地区的实际和条件，积极创造条件，打好实验教学的攻坚战。教师做演示实验时，要做到现象明显，准确直观，可见度大，以求最佳效果。但有些演示实验，教师的操作过程，实验发生的现象，可见度非常小，无法直接让全班学生都能观察到 ,可用实物投影仪进行演示。如 温度计、测力计的操作过程及读数方法；各种电学实验中的操作过程及电表指针的偏转情况等。 实物投影仪的最大优点是能把较小的实物投影到大屏幕上，提高实验可见度，增强实验效果。教师在实物投影仪上演示操作方法及读数方法，全班同学都能够详细、全面地观察到教师的具体操作过程和读数的方法（如温度计和测力计的操作过程及读数方法）。 在边远贫困地区，政府对教育的投入严重不足，多数学校办公经费紧缺。基本的办公设备都无法备齐，哪有多少经费去购买像电脑、摄像机、8 / 15 投影仪这样的高档设备供大家在教学上使用？因此，多数学校的实验 器材都比较紧缺，可供演示用的规格大可见度高的实验器材很少，大部分演示内容只能寻找一些替代品或辅助手段，因地制宜、因陋就简，寻找一些替代品或辅助手段以便完成教学任务。 如在讲温度计的使用时，手持温度计在教室里巡回讲解它的结构，而在讲刻度及读数时则把它放大到黑板（挂图）上，或自制可见度高的 “ 温度计 ” ：用一把有均匀刻度的长木尺（尺上的刻度仿照温度计的刻度，零刻线选在尺的中下部，其清晰度达到在教室的任一角落都能看清）当作 “ 温度计 ” 的刻度，尺的下端拴个小沙袋当作液泡，尺上卡个可上下移动的夹子当成液柱的高低变化。这一变通使学生感到新奇有趣，注意力比较集中，教学效果令人满意；在讲天平的使用时则只能用巡回讲解和放大刻度的办法；在讲电流（压）表的读数时可利用数学教具 “ 半圆 ” （带有指针），将其刻度仿改成电流（压）表的刻度，在中部写上 “A （ V） ” ，并在下部画上三个代表电流（压）表量程的接线柱，这就制成了电流（压）表的 “ 读数面板 ” ，利用这个 “ 面板 ” ，教学效果也不错。 就目前的条件，寻找替代品、利用辅助手段、自制简易教具等办法，只能解决部分可见 度不高的问题，许多尚未突破和克服的难题有待大家在今后的教学工作中探索、解决。（二）将演示实验改为实生实验，培养学生动手能力针对本校物理实验器材的配备条9 / 15 件，在力所能及的条件下，将某些课堂演示实验改为学生实验，使某些物理现象、物理规律、物理公式经过学生自己动手，在老师的指导下总结出来。这样一来，既使学生对所学的知识印象深刻、理解透彻，又能锻炼学生的动手能力，激发学习兴趣。例如，在初二物理 “ 熔化和凝固 ” 这一节的教学中，将晶体的熔化的演示实验改为学生随堂实验，具体做法是：将学生分为 25 组，每组一套实验仪器，在老师指 导下，学生同老师一起做这个实验，最后得出晶体熔化的规律。这一样一改，效果大不相同，由看老师做实验为自己动手做实验，变被动接受知识为主动探求知识，既调动了学生的学习积极性，又增加了教学效果。又如，在光学 “ 平面镜成像的规律 ” 的教学中，教材安排的是由老师通过演示实验总结平面镜成像规律。为了增强教学效果，我们可将演示实验改为学生分组实验，让学生通过自己动手操作亲自实验，并根据实验结果分析归纳，最后自己总结出平面镜成像规律： 像距等于物距 像物等大 像物连线垂直于镜面。再如，在光学 “ 凸透镜成像规律 ” 的教学中，教材安排 的同样是由老师通过演示实验总结凸透镜成像规律。我们也可依葫芦画瓢，将演示实验改为学生分组实验，让学生通过自己动手操作亲自实验，并根据实验结果分析归纳，最后自己总结出凸透镜成像规律： u 2f，成倒立缩小的实像； f u 2f，成正立放大的实像； u f，成正立放大的虚像。这样教学，10 / 15 学生印象深刻，记忆牢固，为后面的光学学习打下了扎实基础。 第五、探索并抓好学生分组实验 学生分组实验虽然数量不多、次数有限 ,但它却是物理实验教学中的一个重要部分 ,一个不可缺少的重要组成部分，它对培养学生的动手操作能力、 实验分析能力，对培养学生勤于思考善于思考的严谨治学的科学精神，团结协作、共同发展的科学态度，有着不可替代的重要作用，在实验教学中我们地区的学生分组实验尚处于起步阶段，当前我们对分组实验的手段、模式、技巧等相关内容还不太熟悉，要想抓好学生分组实验，对我们来说不是一件容易的事，我们必将面临着严峻的考验 ,但是，凭着大家的热情和闯劲，我们一定能战胜困难，迎来胜利。（一）学生实验的教学方法不同类型的学生实验具有各自的特点，教师应根据不同实验类型、目的、任务和要求，灵活地、科学地、创造性地采用最适宜的教学方法。 1观察 分析 总结法观察物理现象的实验目的是使学生了解现象产生的条件，观察现象发生的过程，从而加深对现象的理解。（）学生的观察在教师的指导下，学生通过对物理现象的观察，深入了解物理现象发生、发展、变化的全过程。（）师生的分析在学生对物理现象进行全面、系统、具体观察的基础上，在教师的引导下，对物理现象产生的原因和条件进行理论分析，找出物理现象产生的条件，解释现象产生的原因。（）师生的总结在学生对物理现象进行观11 / 15 察和分析的基础上，教师和学生一起，要对观察实验的方法与技巧、物理现象的本质以及如何利用这个物理现象 解释有关物理问题，进行归纳和总结，有利于提高学生观察实验的能力。 2示范 练习 总结法练习使用物理仪器的实验的目的是要求学生掌握物理仪器的使用方法或读数方法。（）教师的示范在学生练习使用某种物理仪器之前，教师要对这种仪器的操作方法、读数及使用时应注意的问题等讲清、讲明、讲透，并做好示范。如在练习使用天平测物体质量时，可采用实物投影仪，教师将天平的使用方法及读数方法投影到大屏幕上，使全班学生都了解天平的使用方法及读数方法。（）学生的练习在教师的指导下，学生自己练习物理仪器的使用方法或读数方法。只有通过 学生自己的实际练习，才能更好地掌握物理仪器的使用方法或读数方法。（）师生的总结在学生实验练习了某种物理仪器以后，教师要引导学生及时总结使用方法及读数方法，找出其难点问题，师生共同分析，得出解决方法。 3引导 实验 分析法 ­­测物理量的实验目的是通过物理实验，测出某些物理量的数值，有利于学生加深对这些物理量的理解。（）教师的引导在学生做实验之前，教师要引导学生分析被测物理量与哪些因素有关；采用什么方法测量最方便、准确；如何去测量等等。（）学生的实验在确定实验方法之后，要指导学生按照实 验步骤进行具体实验操作，按12 / 15 要求测出有关数据。此时，教师要加强个别指导，对学生中有创造性的好方法及时予以肯定和表扬，对学生中错误的操作方法予以及时纠正。只有让学生通过实验训练，才能提高实验能力。（）实验数据分析学生通过实验测出有关数据之后，教师要指导学生对实验数据进行分析处理。处理实验数据通常有两种方法：解析法和图像法。解析法准确，但运算繁琐；图像法形象直观，但有时不够精确。要根据具体实验要求选择不同的数据分析方法，得出被测物理量的结果。4将验证性实验改为探索性实验，培养学生探索物理知识的能力 中学 物理实验一般都是验证性实验，都是在老师讲解了有关的规律以后，让学生通过实验去验证这一规律。为了培养学生探索物理知识的能力，我们将某些验证性实验改为探索性实验。具体做法是：在老师的指导下，将实验的有关数据测出来，再对数据进行处理，分析，总结出有关的物理规律。 （二）抓好学生分组实验的三个阶段 1、实验前的准备阶段实验课前必须有充分的准备，学生通过认真阅读实验教材后，首先要明确本次实验的目的和原理，需要测量的物理量、验证的结论、用到的公式等。其次是弄清要用到哪些仪器，包括仪器的功能、调节、读数等，第 三要清楚实验的过程、操作步骤、应注意的事项等，并让学生通过预习设计出简明的实验记录和数据处理图表。 2、实验进行阶段做实验时尽量放手让学生操作，不要对学生限制13 / 15 太多，让学生有充分的时间仔细操作、记录和思考。教师在各组间巡视指导，及时发现操作良好、数据准确的小组和情况相反的小组，并给予纠正和辅导。测量完毕后，收拾好仪器，填写实验记录表格和实验报告。实验报告以简明为原则，必要时可以讨论。实验中要强调：遵守操作规则、爱护仪器设备、保证人身安全等。 3、实验后的分析总结认真阅读实验报告，结合课堂情况，选出 好的实验报告来做示范 ,指出好在何处；对不太好的实验报告，应指出具体的问题所在及如何改进等。总结时应让学生互相学习成功的地方，自我检查不足的地方。通过总结进一步巩固和提高学生的实验技能，激发做实验的兴趣和学习的积极性。（三）指导学生设计实验方法和步骤，培养学生的实验设计能力在教学中，选择恰当的实验课题，给出实验所需的器材，让学生去设计实验的方法和步骤，然后用实验去验证其方法和步骤是否正确和恰当，以培养学生的实验设计能力。例如：给你一台天平、一个量筒、一杯水，一根细线和一个待测小石块。要求利用以上器材设计出测石 块密度的方案。这道设计题有一定的难度和综合性，要求学生理解并掌握密度知识，能够承前启后 ,应用所学的密度知识解决生活中的物理问题。我们知道，密度公式为 =m/v ，如果测出了