实验教学是中学物理教学的基础

1、实验教学是中学物理教学的基础物理学是从科学实验中发展起来的自然科学，从伽利略(Galileo Galilei 15641642意大利)创立用实验方法研究物理现象以来，物理学得到了飞速的发展。近代物理学的兴起和发展都是在实验的基础上取得的，实验是物理学研究的一个重要方法，也是物理学的重要基础。中学物理教学的目的，是使学生比较系统地掌握学习现代科学技术和从事社会主义建设需要的物理基础知识，了解这些知识的实际运用，要培养学生的观察，实验能力，思维能力，分析和解决实际问题的能力。因此，中学物理教学必须以实验教学为基础，这也是由这门学科的本身特点以及实验教学在中学物理教学中的重要作用所决定的。一、实验教

2、学是使学生获取物理知识的重要来源中学物理是建筑在现象观察和实验分析基础上的自然学科，物理教学的全部过程应该是实验的。从辩证唯物论的认识论来看，观察和实验是取得感性材料的方法，也是使学生认识自然的基本手段。科学开始于实验观察。物理学的发展史表明，离开了科学的实验观察，根本不可能建立起当今的科学大厦。没有大量的天文观察，哥白尼(Ncolaus Copernws14731543)的日心学说的理论基础就无法建立起来。开普勒(Johannes Kepler 15711630)正是以第谷(Brahc Tycho，15461601)大量观测数据为基础，总结出了行星运动三大定律。哈雷(Hallcy 16561

3、742)根据牛顿(Newton16421727)的引力学说，收集大量的慧星观测纪录，并亲自进行天文观测，成功地预测了哈雷慧星的周期。在同学们的生活中，他们开始注意到物体的各种运动和状态的变化。但是，他们往往并未进行深入的探讨和研究，更不会运用一定的有效手段，排除不必要的干扰因素。在人为的控制和模拟物理现象的条件下，突出物理现象的主要因素和本质特征，从而发现客观物理过程的规律性。中学物理实验教学正是帮助学生认识光现象、声现象、热现象、电现象、磁现象等等物理现象。实验教学，不仅可以使学生具备一定的感性认识，更重要的是可以使学生进一步加深理解物理概念和定律是在怎样的实验基础上建立起来的，因此能更好地

4、帮助学生形成概念，导出物理规律，掌握理论，正确而深刻地领会物理知识。有人认为，在学习物理概念和规律时，可以通过课堂讲述，利用学生的生活经验来代替课堂实验。这种想法是片面的，也不妥当。因为学生的生活经验有其局限性、片面性，甚至于是错误的。如果单凭学生的生活经验来建立物理概念和定律，往往会产生错误的结论。例如每个人从小到大，每天都在运动和用力，对力和运动都有着丰富的实践经验，但他们常常注意的是力和运动的某些外部现象，而不能抓住问题的实质，因而在大脑中形成的是一些不完整的概念。例如，学生看见人力车停在路上不动，人一使劲就可以使之运动起来，于是认为：物体运动一定要外力维持，没有外力，物体就不会运动起来

5、。这样就把力和惯性的概念混淆了。实践证明，理论教学在学习物理中是很重要的，但实验教学也应有其同样重要的地位。物理实验教学能创造一种适合于课堂教学活动的物理环境，能使学生以最快捷、最有效的方式掌握前人已经认识到的真理。教学经验丰富的物理教师，一般都十分重视实验教学，他们通过一些精心设计的实验，使学生形成正确的、完整的物理概念，奠定牢固的物理学知识基础。二、实验教学能有效地培养学生能力中学生经过物理课的学习之后，无论将来是走向社会，或是走向高一级学校深造，都应该具备三种能力。这三种能力就是：观察能力、动手能力、探索能力。1.实验教学能有效地培养学生的观察能力。观察是一种有目的、有计划、有思维的知觉

6、活动，是动员有关感官参加的有意识感知过程。从认识的过程来说，人们感觉外部世界时的最初直觉只能是混沌的印象，不会一下子就形成明确的知觉，必须在观察的同时进行初步思维，才能对对象的细节及其关系形成感性认识。所以，观察又被称为“思维的知觉”。对实验现象的观察有三个阶段：看见看清看懂。这三个阶段对应着的认识过程是：直觉感知理解。完成这三个过程需要良好的观察能力。所谓观察能力，是指准确、迅速、深入、全面地捕捉对象特征的能力，是善于察觉事物之典型而不显著特征的能力。达尔文曾经说过：“我既没有突出的理解力，也没有过人的机智。只是在觉察那些稍纵即逝的事物并对其进行精细观察的能力上，我可能高于众人”。显然，没有

7、过人的观察能力，伦琴不会发现X射线，居里夫妇也不会发现铀。毫无疑问，过人的观察能力只会来自于实践。学生的实践，主要来自于课堂上的实验教学(教师应该怎样通过实验教学培养学生的观察能力将在本章2.4讨论)。不同的物理现象，需要不同的观察仪器；同一物理现象，可以用不同的观察方法。这一切，学生在日常生活中不容易做到，也不可能在书本上培养出过人的观察能力。达尔文、伦琴、居里夫妇正是经过了远远多于普通人的实验之后，才锻炼出超乎常人的观察能力。2.实验教学能培养学生的动手能力这里的动手能力，主要是指实验的基本操作技能。实验的基本操作技能有三：较准确熟练地使用基本物理仪器(包括对仪器的原理、构造和性能的了解)

8、；能用基本的常用仪器对有关实验进行配套组装和简单故障的排除；能自行设计展示简单物理现象与规律的“小制作”。实验教学必须以学生为主体，除了教师的演示实验，其它实验教学应考虑让学生能充分发挥主观能动性。学生动手就必须动脑，实验是手脑并用的实践活动。俗话说“心灵手巧”。这里“心”就是大脑。没有大脑的灵活思维，就不可能使手运用自如。怎样才能“心灵手巧”呢？有一句俗话正好是这个问题的注解，这句话说“熟能生巧”。这里“熟”即是通过大量实验教学让学生逐渐熟练掌握实验的基本操作技能！3.实验教学能培养学生的探索能力关于物理实验的探索能力，主要是指运用实验手段去探索物理知识的本领。教学实验应该让学生掌握探索物理

9、规律所进行的科学实验方法。教学实验与科学实验并不相同，后者要经过漫长而曲折的过程。教学实验却有两个显著的特点走捷径与高效率。显然，谁也不会强求教师将真正的科学实验过程搬到讲台上重演。但是，实验教学却可以通过教学实验，培养学生掌握科学实验的探讨方法。例如：怎样通过发现问题而确定研究课题；怎样根据需要研究的课题来确定实验研究的方法；怎样由实验研究方法来确定实验研究的器材；怎样设计实验；怎样判定某一理论的真伪；怎样进行观测；怎样进行数据处理；怎样检验所得出的结论是否正确等等。新编中学教材中，增加了大量的学生“小制作”，其良苦用心在于培养学生创造性的探索能力。笔者曾通过实验教学发现，同一“潜水艇”模型

10、，学生选用的材料五花八门，制作的模型也形形色色。在某些细微的地方，甚至于会为学生的探索能力大吃一惊！这里要说明一点：对学生物理实验能力的培养，过去往往强调对实验仪器的操作技能的培养，这种观点有些片面。从现代教学思想的观点看，只有在加强对实验仪器的基本操作技能培养的同时，着眼于对学生实验探索能力的培养，致力于改善学生的智能结构，发展学生的创造能力，才能培养出勇于接受世界新技术革命的挑战，勇于开拓与勇于创新的一代新人。三、实验教学能培养学生的科学态度与科学作风科学是在实事求是的基础上才得以发展起来的。伽利略正是本着实事求是的态度，才否定了亚里士多德(Aristo letes前382前322)的许多

11、谬论。牛顿正是本着实事求是的科学态度，才登上了自然科学史上的第一座山峰。物理实验教学首先推崇实事求是，如果不是求是精神，那么实验观测就失去意义。倘若胡乱编几个数据来敷衍，物理学就永远也不会向前发展，科学将停滞不前。实验教学应该注意培养学生尊重事实、严肃认真、按科学规律办事的科学态度。教师应该按实验规则操作，实事求是地对待实验结果。鼓励学生从实际出发，独立思考，精心实验，如实记录，严肃地对待学习。实验中不可避免会出现许多偶发事件。当一些突如其来的事件出现在面前时，既不能把它当作微不足道的小事轻易放过，也不能未经缜密思考而妄下结论。在这一点上，我们教师的素质更是显得十分重要。另外，科学需要献身精神。在物理学发展史册上，记载着许多科学家为了追求真理，不惜奉献毕生的心血甚至于生命。谁也不会忘记布鲁诺(Giordano Bruno，15481600)，是他积极宣传哥白尼学说，面对教会的迫害始终捍卫科学的真理，以至于1600年2月17日被活活烧死于罗马鲜花广场。谁也不会忘记利赫曼，是他为了证明空中的闪电与实验室里的电现象是同一现象，在雷雨交加的旷野，用金属丝放风筝捕捉闪电，不