高中物理有效实验教学思考

1、高中物理有效实验教学思考 摘要高中物理中，实验理念、实验策略和实验效果三者之间有着密切的关系。有效的实验是以有效的思维为基础的，没有了思维过程，只按指令去进行实验是没有灵魂的操作。因此在实验教学中，立足于思维过程进行实验，才是有效实验教学的途径。 关键词高中物理；实验；有效；思考 中图分类号g623 文献标识码a 文章编号2095-3712（2013）29-0072-02 作者简介许志刚（1978），男，江苏如皋人，本科，江苏省如皋市江安镇高级中学教师，中学一级。 物理是一门实验科学，观察与实验被称之为学好物理的两大手段。关于实验，我们曾经在教学中遭遇过尴尬，那就是做实验不如讲实验，讲实验不如

2、背实验。当这样的事实与实验教学的理论之间发生矛盾时，我们不得不回过头来思考：为什么讲实验有效？为什么做实验有时无效？ 一、实验理念与实验效果之间的关系 在理论学习中我们常常接受一种理念的熏陶，那就是“实验一定是需要做的”。我们并不否认这一理念的正确性，但我们要强调的是，实验不仅仅是做出来的，实验更是想出来的。本质上，实验是思维的结果。也就是说，我们常常说应当通过实验来提高学生的实验素养和物理素养。但不能忘记的是，如果仅仅通过“做”实验来提高学生的实验素养和物理素养的话，那实际上我们培养的是一种技术。显然，素养不只是指技术，更是指物理思维。因此，我们在理解“实验需要做”这一理论的时候，要将这句话

3、放到整个物理学习当中去，将做实验前的实验设计，将设计前的实验动机等，纳入到整个实验教学当中来，这样我们才能得到一个完整的实验教学过程。 从这个角度讲，实验理念以及对实验理念的理解与实验效果之间都存在着密切的关系。我们对实验的理解不能局限于“实验是做出来的”，更要考虑实验是设计出来的。作为这一理念的重申，我们可以来看看历史上著名的实验例子：在著名的卡文迪许实验室里，物理学家麦克斯韦在担任该实验室教授期间，曾经提出这样的观点：学生必须会自己设计和制造仪器，用自己制作的仪器却总是做错了的学生，时常比那些用经过仔细调整好的和易于让人相信的仪器却不敢将它拆成部分的学生，学到的东西更多。 应当说这段话对我

4、们的高中物理实验教学是非常有启发的。作为世界著名实验室的教授，其在建室理念中提出这样的观点意味着什么呢？在笔者看来，就是让学生学会设计和制造仪器，实际上是让学生了解一个仪器被发明是服务于什么实验目的，从而可以加深对实验的理解。而这一点与教学中的实验是不一致的，学生实验中所用的器材恰恰是麦克斯韦教授所说的“经过仔细调整好的和易于让人相信的”，由于缺失了前面的设计与制造过程，那学生对物理实验的理解就少了很重要的前奏。当然，由于教学的特殊性，学生不可能有设计与制造实验仪器的过程，但我们认为学生是可以参与这个过程的。比如说我们可以提供多种仪器，让学生有一个“选”仪器的过程；我们可以提出需要，让学生在思

5、维中有一个“虚拟设计”的过程。这一过程与实际的设计无关，却非常有价值。 二、实验策略与实验效果之间的关系 实验策略是实验由计划变成现实的重要途径，但是我们的实验教学中，策略意识往往不强。从确定实验目的到实验器材选择，从设计实验步骤到完成实验，从实验数据记录到实验结果评估，往往都是程序化的。这种程序式的实验教学看起来思路清晰、过程完美，但实际上却是将学生的实验思路进行肢解的过程，往往不利于学生对实验的整体把握。我们认为，实验程序化应当是最终的产物，此前的实验设计过程才是重心，而最后的做实验则只是将思维结果变成实际操作的过程，其思维含量远不及前面的实验设计。当然，在实验过程中可能会产生新的问题，从

6、而需要新的解决办法，但这正是实验设计的价值所在，同时也是真正有效的实验策略的价值所在。 以“测电阻”实验为例，一般情况下选择伏安法，其实验原理是欧姆定律，只要测出元件两端的电压和通过元件的电流，就可以测定出元件的电阻。高中阶段对此实验要求的重点在于分析误差来源以及减小误差的方法，而电流表内接法与外接法则是分析、减小误差的重要知识点。在笔者看来，在这一实验教学中我们应当采取的策略是这样的：先跟学生提出实验的目的测元件的电阻。基于学生原有的物理知识，他们会顺理成章地想到伏安法。在此基础上，提出分析实验的误差来源，学生就会从电压和电流两个角度来思考。当学生发现因为电流表内接而导致电流表分压以及发现由

7、于电流表外接而导致电压表分流时，便发现了误差原因。那么，有没有一种方法能够减小上述原因带来的误差呢？问题的提出可以让学生的思维进一步展开，于是一些新的方法就可能应运而生，如学生有可能设计出这样的电路：待测电阻与已知阻值电阻串联，电流表测其电流，电压表通过单刀双掷开关分别测总电压和已知阻值电阻的电压（具体图略），然后通过wtbxrx=u2i2-u1i1wtbz求得待测电阻的阻值；当然，学生还有可能用等效替代的思想设计出另一种方法：将待测电阻与已知阻值电阻（如电阻箱）并联，通过调节电阻箱的阻值，使通过它的电流与通过待测电阻的电流相等，那么电阻箱的阻值就是待测电阻的阻值。测电阻实验到了这一步，便进入

8、了思维的深水区，也进入了实验价值的凸显区。 我们也可以发现，遵循这样的实验思路，选择步步深入的实验分析设计策略，可以从很大程度上调动学生已经学过的知识，将零散的知识通过“测电阻”的实验串联起来。而实验教学到了这一步，学生就会普遍感觉后面的做实验已经不是最重要的了，因为实验的过程已经在大脑中完成了。而这正是我们需要的结果，因为无论是新课教学，还是面对考试，学生需要的都是用思维中的知识来应对问题。至于实验考查，自然也不在话下。 三、实验教学的有效性再思考 实验教学要想有效，靠的是我们对实验教学的理解。实验过程作为一种现实过程，其实际上是思维结果的呈现。那种边设计边实验的教学策略在高中物理教学中是难以实行的（耗时耗力），而利用学生已经学过的知识去逐步推理，最终形成科学的实验方案则是现实的。这恰恰是帮学生在思维中先完成实验的过程，是让学生在操作之前完成实验认知的过程，是保证学生拿到实验仪器之后能够顺利进行实验的过程。 总的来说，有效的实验是以有效的思维为基础的，没有了思维过程，只按指令去进行实验是没有