高中物理实验在教学中的研究

杨永生　徐志成

在众多的学科中，物理学是自然科学中一门重要的、范围极其广泛的、以实验为基础的基础学科.以实验为基础是物理学这门自然学科的主要特征，物理教学在培养学生的科学素养，拓展学生的思维，强化学生的创新意识，培养学生的创造能力，提升学生的创新能力方面具有举足轻重的作用.随着新课程全面实施向纵深发展， 新课程理念指导下的物理课堂教学也发生了深刻的变化.高中物理教学的一种重要的行之有效的手段是物理实验， 其作为学生自主性学习和科学探究的重要载体与平台，在教学中发挥着重要的作用.当前高中物理教学在实验教学方面还存在着一些亟待解决问题， 我们必须从思想认识、实验技能、实验手段等方面加以改进与强化.

1 物理实验的核心概念及其意义

何谓“物理实验”？ 物理实验是人们根据需要研究的目的，利用科学先进的仪器设备，人为地进行控制、创造或者纯化某种自然过程，使之按照预期的进程发展，能够重复探究物理规律的一种科学的活动.物理实验是建立物理理论的基础和源泉， 同时也是检验物理理论正确与否的惟一标准.物理实验教学能促进学生理解和掌握物理学的理论， 是提高学生分析问题和解决问题能力不可缺少的环节， 更是在物理教学中培养学生科学素质的重要手段.学生通过仔细观察自然现象、精心的现场演示和认真的实践，可对物理知识获得更为具体和明确的认识，这是学生理解物理概念和掌握物理规律的必要前提.高中三年，是学生在身体、思想、性格、心理等方面迅速发展走向成熟的时期，在这样一个重要阶段，学生所产生和形成的一系列学习、生活的行为习惯，会对其终身发展产生重要的影响.因此，高中物理教师应根据学生的心理生理特点， 充分发挥其在启迪思维等方面的重要作用， 在教学过程中以实验来最大限度地开发学生的思维能力和培养学生的创造能力.

2 当前高中物理实验教学存在的问题

作为物理教学的主要方法和手段之一的实验， 应该得到高度的重视.当前，尽管高中物理教师对演示实验的作用都普遍比较重视，也能够让学生亲自动手演示实验，然而，在绝大多数情况下， 学生的这种实验是按照某一特定的或者是常用的套路按部就班地进行，起主导作用的仍然是教师，学生只是依然根据教师的要求，实施既定的实验步骤.这样的实验有悖于物理学启迪学生创造力作用的目的.我对一些学校高中物理教学中的实验情况进行了问卷调查，结果也验证了这一点.调查显示，对于物理教材上的学生实验只是基本上让学生做过，让学生全部做过的实验只占58.5%.教师对学生布置的课外实验比较少，一个学期加起来仅占32.6%，教师把实验作为一种学习方法教给学生的只占32.1%，从调查反映的数据可见教师对物理实验的作用重视程度还远远不够.

高中物理教学中大多有演示实验， 然而仍有一些学生却认为没有什么演示实验， 出现这种认识在很大程度上是因为做演示实验的效果不太理想，同时学生也认为教师课外实验布置得少，做得也少.调查表明，即使是同一个班，“关于学生实验是否做过”的选择也存在很大的分歧，这充分地说明一部分学生自己并不动手操作，而只是作为旁观者看着别的同学做实验.

3 强化实验教学是提高物理教学质量的关键

3.1 物理实验对学生创造能力培养有巨大的促进作用

物理教学的一个重要目的， 既要使学生了解和掌握物理学的昨天和今天， 又要培养他们主动去探索物理学明天的兴趣和精神.教师应当把高中物理的整个教学过程由封闭型转向开放型， 切忌认为物理学是严密的自然科学系统而向学生灌输过多的非此即彼的结论.教师应当更多地倾向于物理过程的具体展现， 更多地关注和重视正在发现与研究的具有前沿性或具有争议性的物理学问题， 让学生充分认识到物理学是一门处于不断地发展的学科， 以激发学生学习物理的强烈兴趣，挖掘他们的创新潜能.因此， 高中物理教师应充分认识和高度重视实验教学对培养学生探究科学兴趣的重大意义和巨大作用， 在教学活动过程中加大实验教学的力度和分量， 多做和做好课堂演示实验，最大限度地给学生提供和创造必要的科学探究的机會.教师要引导学生结合课外物理活动的延伸， 让学生通过自己的思维与探索获得知识.必须注意的是在物理实验教学中，教师不仅要让学生学会实验的具体操作方法， 娴熟地掌

握好一些基本的实验技能，更要引导学生理解、学会和懂得研究物理的实验方法， 为培养他们自主创新性学习物理的能力奠定坚实的基础.对于学生的实验，教师要确保必须由学生亲自动手操作整个实验过程，必须要求学生仔细观察演示实验，并对观察到的现象进行认真的整理、归纳和分析研究.学生在自己探索物理规律的实验过程中把手和脑都结合起来，充分地利用起来，这样就能有效地锻炼和培养创新能力.例如， 物理教学中学生普遍感到的难点之一是静摩擦力方向的判别， 究其原因是因为学生日常生活中缺乏这方面的感性认识， 他们很难想象出两个相对静止而又有相对运动趋势的物体接触面间的情况.在教学中，教师可用两只板刷，把它们刷毛相对地重叠在一起置于粗糙的桌面上， 用手水平方向推动上面的一只板刷，此时可以看到上、下物体间刷毛形变的方向相反.由此学生可以推想得出上、下物体所受静摩擦力的情况.这样的实验化抽象为形象，培养了学生的创新能力.

3.2 重视培养学生物理实验的技能

确保物理实验效果的根本是实验技能.在教学中，教师要注重培养学生以下几个方面的实验技能： 一要了解和掌握基本实验仪器的结构原理及其使用方法， 能够正确地使用仪器进行一系列观察、测量和读数活动；二要懂得教材中相关实验的有关原理和实验方法；三要能够详细正确地记录实验数据，而且能够正确地进行运算和分析，并形成正确的结论；四要懂得了解误差概念，并且学会初步的误差计算和分析方法；五要会撰写一般的实验报告.教师在物理实验中，要针对教学内容设计适当的实验，并且选择适当的实验步骤和方法，还要鼓励学生畅所欲言提出自己的意见和建议.

3.3 运用多媒体提高实验教学效果

物理教师要充分运用多媒体教学手段来演示实验.其不仅可以增强对学生视觉上的冲击力， 增加课堂的趣味性和对学生的吸引力，而且可以把各种物理现象都客观地表现出来，把物体的整个运动和变化的全过程全部展示， 为学生提供大量而且丰富的感性材料，彻底突破传统教学手段在时间、空间上的限制，取得良好的教学效果.教师可以用计算机给学生展现宏观或者微观世界， 生动形象地模拟行星运动、布朗运动等.有些演示实验，对于其最后的结果我们很容易看到，却很难看到其形成结果的原理，用计算机就可以显示实验的全过程.例如， 在教学显微镜原理时， 教师可以用计算机显示出光线折射的整个过程和最后的结果，条理非常清晰.此外，用计算机还可以扩大演示实验的内涵和外延， 把演示实验的原理在现代技术中的应用展现出来，让学生初步接触一些物理知识的前沿问题，这对于拓展学生视野，丰富他们的知识具有重要的意义.

总之，在物理课程的实验教学中，“将实验与科学探究有效地结合起来”成为了新课标下主旋律.物理教师应将传统的菜单式实验转变为探究式实验， 根据教材要求， 选择适合探究的实验，并对探究过程进行科学合理的规划，引导学生进行科学探究，培养他们的创新意识、实践能力和科学素养.