第一篇：中學(xué)物理實驗教學(xué)目標(biāo)的分類

中學(xué)物理實驗教學(xué)目標(biāo)的分類、測量與評價初探

實驗教學(xué)目標(biāo)的制訂和實施，是中學(xué)物理教學(xué)改革的重要組成部分，也是中學(xué)物理教學(xué)由應(yīng)試教育轉(zhuǎn)向素質(zhì)教育的重要的改革實踐。實驗教學(xué)目標(biāo)對實驗教學(xué)起到導(dǎo)向、反饋和調(diào)節(jié)作用。它有利于實驗教學(xué)目的明確化，實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)的具體化；有助于提高實驗考試的科學(xué)性，保證實驗教學(xué)效果評價的客觀性和有效性，從而有助于改進實驗教學(xué)。大面積提高實驗教學(xué)的質(zhì)量，促使廣大學(xué)生更好地達(dá)到教學(xué)大綱的基本要求。實驗教學(xué)目標(biāo)既是實驗教學(xué)的出發(fā)點和歸宿，也是實驗教學(xué)測量和評價的基本依據(jù)。因此，如何制訂實驗教學(xué)目標(biāo)，如何對學(xué)生實驗教學(xué)目標(biāo)達(dá)到的程度進行測量和評價，是一個值得研究的重要課題。

一、中學(xué)物理實驗教學(xué)目標(biāo)的分類和要求

物理實驗教學(xué)是中學(xué)物理教學(xué)的重要組成部分。通過實驗教學(xué)應(yīng)使學(xué)生掌握實驗的基本理論、方法和操作技能，并具備一定的科學(xué)素養(yǎng)，初步養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣。因此，物理實驗教學(xué)目標(biāo)不應(yīng)僅僅局限在操作領(lǐng)域，還應(yīng)包括認(rèn)知領(lǐng)域和情感領(lǐng)域。根據(jù)我國中學(xué)目前的實際情況，我們對中學(xué)物理實驗教學(xué)目標(biāo)提出如下的分類和要求。

（一）認(rèn)知領(lǐng)域的實驗教學(xué)目標(biāo)

有關(guān)實驗原理、方法、步驟，實驗儀器的工作原理和讀數(shù)方法，誤差分析和實驗的設(shè)計等各項理論知識都屬于認(rèn)知領(lǐng)域。這一領(lǐng)域的教學(xué)目標(biāo)又可分為四個層次。

1．知道──指的是能記住學(xué)習(xí)過的實驗內(nèi)容。它是對實驗內(nèi)容、實驗過程的回憶和識別。主要包括：

（1）知道基本儀器的用途、主要構(gòu)造及各部件的作用。

（2）記述基本儀器的操作方法。

（3）記住測定基本物理量的實驗?zāi)康?、方法、簡單的步驟和結(jié)論。

（4）知道實驗中要觀察的對象及基本現(xiàn)象，記住現(xiàn)象說明的基本問題。

2．理解──指的是能初步理解實驗的原理、步驟、方法、操作規(guī)程、注意事項以及要點，主要包括：

（1）懂得常用儀器的構(gòu)造原理和讀數(shù)方法。

（2）理解重要實驗的原理。即明確實驗中所運用的物理知識和所要觀察的物理現(xiàn)象，以及所要觀測的物理量，知道觀察和測量的方法。

（3）能夠?qū)τ^察的現(xiàn)象和測量的結(jié)果，運用所學(xué)的物理知識進行正確地判斷、解釋和分析。

3．掌握──指的是能運用學(xué)過的實驗知識和方法，去解決新情況下的簡單問題。主要包括：

（1）會設(shè)計實驗步驟，會選擇實驗儀器，并會用不同的方法進行實驗。

（2）會通過觀察、分析、計算得出結(jié)論，并用來解釋其它有關(guān)簡單的問題。

（3）會對實驗結(jié)果進行分析，找出在教材范圍內(nèi)影響測量結(jié)果準(zhǔn)確性的因素。

（4）能根據(jù)要求，寫出完整的實驗報告。

4．評價──是指對有關(guān)的重要實驗，掌握其設(shè)計思想，提出改進的方法，并能設(shè)計一些新的實驗。主要包括：

（1）能夠正確理解實驗?zāi)康?、原理、方法與步驟之間的關(guān)系。

（2）能對實驗誤差進行簡單地分析。

（3）能夠指出一個實驗系統(tǒng)產(chǎn)生錯誤的原因。

（4）理解一個實驗系統(tǒng)的局限性，并力求尋找改善的方法。

（5）根據(jù)實驗的結(jié)果，提出新的假設(shè)，設(shè)計出新的實驗方案。

（二）操作領(lǐng)域的實驗教學(xué)目標(biāo)

有關(guān)儀器的使用及實驗過程中的觀察與操作技能都屬于操作領(lǐng)域。這一領(lǐng)域的教學(xué)目標(biāo)又可分為四個層次：

1．模仿操作──是指能在教師講解或示范下進行的動作。這一層次的動作機械，協(xié)調(diào)性差，意識參與程度不深。主要包括：

（1）知道實驗中所用基本儀器的名稱和實驗的操作方法，操作規(guī)程和讀數(shù)方法，并能比較正確的讀出測量的示數(shù)。

（2）能明確觀察對象的主要特征及其變化的條件。

（3）能用適當(dāng)?shù)恼Z言對觀察到的現(xiàn)象進行描述。

（4）能重復(fù)教師的示范操作。

2．意識操作──是指學(xué)生完全在獨立意識控制下進行的操作。這一層次的操作，動作不夠熟練，但能獨立地完成操作過程，并在規(guī)定時間內(nèi)完成實驗任務(wù)。主要包括：

（1）能按照基本儀器的操作步驟和規(guī)程，對基本儀器進行調(diào)試和操作。即做到“會拿”、“會放”、“會調(diào)”、“會接”、“會讀”。

（2）能按照實驗?zāi)康暮鸵?，正確地選擇儀器和器材，對儀器和器材能進行正確地組裝，并使儀器布局合理，便于觀察、讀數(shù)和操作。

（3）對組裝好的實驗裝置，能按照實驗內(nèi)容和步驟，按一定的程序進行正確地調(diào)試和操作。

（4）會正確地選擇觀察目標(biāo)，準(zhǔn)確地觀察、讀數(shù)，獨立地設(shè)計表格，認(rèn)真無誤地記錄實驗數(shù)據(jù)。

（5）能夠排除簡單儀器的故障，并了解產(chǎn)生故障的原因。

（6）實驗完畢后，能對實驗儀器和用具進行整理。

3．定型操作──是指對重要的實驗儀器和重要的實驗經(jīng)過，通過多次練習(xí)，已經(jīng)達(dá)到比較熟練程度的操作。這一層次的操作，動作比較熟練，且操作過程的時間短，質(zhì)量高。

（1）能夠熟練地調(diào)試和操作儀器。

（2）能在較短的時間內(nèi)組裝好儀器。

（3）能對組裝好的儀器放為熟練地進行調(diào)試和操作。

4．創(chuàng)新──是指在提高學(xué)生實驗探索能力的基礎(chǔ)上，要求他們有創(chuàng)新的意識。

（1）能改進實驗裝置和實驗手段。

（2）能獨立進行實驗和實驗設(shè)計。

（3）能根據(jù)實驗的目的設(shè)計出新的實驗方案，并能在操作過程中對原實驗方案的合理性、科學(xué)性進行檢驗。

（4）在課外實驗活動中，能應(yīng)用在課堂物理實驗中學(xué)到的物理知識，獨立思考，以設(shè)計出新的實驗方案，并動手操作。

（三）情感領(lǐng)域的實驗教學(xué)目標(biāo)

有關(guān)實驗中的動機、態(tài)度、習(xí)慣、興趣等都屬于情感領(lǐng)域。動機──知道做實驗的意義，并有做好實驗的愿望。

態(tài)度──在實驗過程中，具有尊重事實，專心致志，嚴(yán)肅認(rèn)真，一絲不茍的科學(xué)態(tài)度。

習(xí)慣──實驗前有預(yù)習(xí)的習(xí)慣，認(rèn)識儀器的習(xí)慣，實驗過程中有嚴(yán)格按規(guī)范操作的習(xí)慣，認(rèn)真觀察現(xiàn)象、記錄數(shù)據(jù)的習(xí)慣，手腦并用、隨時思考的習(xí)慣，愛護儀器、注意安全和整潔的習(xí)慣，并養(yǎng)成用實驗手段研究物理問題的習(xí)慣。

興趣──對實驗有濃厚的興趣，強烈的追求，具有克服困難的堅強意志。

品格──樹立為科學(xué)獻身，為人類造福的遠(yuǎn)大理想，培養(yǎng)為科學(xué)真理奮不顧身，勇往直前的優(yōu)良品格。

以上我們提出的物理實驗教學(xué)目標(biāo)的分類、分層次的要求，是對實驗教學(xué)的總體要求。

具體到每一個單元、每個實驗不可能都達(dá)到這些要求，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體內(nèi)容和學(xué)生可接受的程度，提出適當(dāng)?shù)拿鞔_具體的實驗教學(xué)目標(biāo)，且易于操作，便于實施。

需要指出的是，以上我們對實驗教學(xué)中提出的認(rèn)知領(lǐng)域和操作領(lǐng)域的教學(xué)目標(biāo)的層次要求中，前三個層次是達(dá)標(biāo)性的，是對學(xué)生實驗?zāi)芰Φ幕疽?，最后一個層次是發(fā)展性、提高性的，是對實驗?zāi)芰Φ妮^高要求。至于情感領(lǐng)域的教學(xué)目標(biāo)是對學(xué)生實驗素質(zhì)、實驗素養(yǎng)提出的要求，這些要求是長期的，教師應(yīng)當(dāng)有意識地在每個實驗中加以訓(xùn)練和培養(yǎng)。

二、實驗考試的內(nèi)容

為了發(fā)揮考試對實驗教學(xué)的正確導(dǎo)向作用，實驗考試的內(nèi)容應(yīng)與實驗教學(xué)目標(biāo)一致，應(yīng)著重考查學(xué)生對基本的實驗知識和基本的實驗操作技能的掌握程度，其重點應(yīng)加強對學(xué)生選擇儀器、組裝儀器、使用儀器的能力的考查，并滲透實驗習(xí)慣的考查。

（一）實驗原理的表述考查學(xué)生能否根據(jù)實驗課題運用已掌握的物理知識闡明實驗的理論根據(jù)，其中也包含有對測量儀器的工作原理、同定性實驗的設(shè)計思想的考查。

（二）實驗器材的選取考查學(xué)生能否根據(jù)實驗對象及各測試項已確定所需器材的名稱、規(guī)格、數(shù)量，能否裝配、調(diào)試儀器，是否會使用有關(guān)工具觀察、測量和讀數(shù)，其儀器的選取是否適當(dāng)，裝配儀器的布局是否合理等。

（三）實驗步驟的設(shè)計和編排考查學(xué)生能否根據(jù)實驗對象，測試項目和使用的器材，設(shè)計編排實驗步驟，其實驗步驟的編排是否科學(xué)有序，實驗過程的設(shè)計是否科學(xué)合理，技術(shù)細(xì)節(jié)是否嚴(yán)密可行，方法是否得當(dāng)。

（四）動手操作的熟練程度考查學(xué)生實驗操作是否規(guī)范熟練，對現(xiàn)象的觀察是否準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)記錄是否正確，表格的設(shè)計是否簡明清晰，處理偶發(fā)事件和排除故障是否機動靈活。

（五）數(shù)據(jù)處理和結(jié)論分析考查學(xué)生能否根據(jù)實驗對象和所測量的數(shù)據(jù)找出普遍特征，形成規(guī)律或驗證某些規(guī)律，能否依據(jù)數(shù)據(jù)處理的方法（包括數(shù)據(jù)的取舍、計算、制表、填表、讀圖、作圖等）分析數(shù)據(jù)，能否根據(jù)對數(shù)據(jù)的分析推斷出合理的結(jié)論，能否從觀察的現(xiàn)象中導(dǎo)出定性的結(jié)論，能否恰當(dāng)?shù)赜梦淖只驍?shù)字表述和報告實驗結(jié)果。

（六）實驗誤差的分析和實驗方法的研究考查學(xué)生能否分析測量工具和測量過程中的誤差及其產(chǎn)生的原因，能否在教材范圍內(nèi)找出影響測量結(jié)果準(zhǔn)確性的因素，或故意設(shè)計一些不規(guī)范的操作或提供一些不夠精確的數(shù)據(jù)，請學(xué)生辨析和糾正等。

以上各項考核內(nèi)容，可根據(jù)各階段的教學(xué)目標(biāo)和要求，作適當(dāng)?shù)倪x擇。每次考核的內(nèi)容可以有所側(cè)重，多次考核的結(jié)果應(yīng)能全面反映學(xué)生的實驗?zāi)芰瓦_(dá)到實驗教學(xué)目標(biāo)的程度。

三、實驗考核的方式

（一）試卷型

它是由教師把實驗的基本理論、觀察和操作技能，根據(jù)實驗教學(xué)目標(biāo)編成試題，組成書面試卷，由學(xué)生進行筆答，從答卷的成績評判學(xué)生實驗?zāi)芰Φ母叩汀＿@種考核方式簡單易行省時經(jīng)濟，但這種考核方式?jīng)]照顧到實驗考試的特殊性，不能全面反映學(xué)生實際操作技能的水平。

試卷型考核方式，實驗試題的編制是個關(guān)鍵，編得不好，易導(dǎo)致教師上課講實驗，學(xué)生考前背實驗的不良后果。因此，在選擇和編制試題時，除做到與實驗教學(xué)目標(biāo)一致，有一定的代表性和區(qū)分度外，還要堅持實踐第一的原則，盡量在與實際操作技能有關(guān)的問題方面進行命題。

（二）操作型

它是由教師根據(jù)操作領(lǐng)域的教學(xué)目標(biāo)進行命題，學(xué)生按試題要求進行操作。在操作過程中，教師進行觀察或輔以“口試”，然后，按評分標(biāo)準(zhǔn)記錄、評定成績。這種考核方式注意了實驗考試的特殊性，實踐性強。只要組織得當(dāng)，命題合理，能較全面地考核學(xué)生的操作技能。但這種考核方式工作量較大，也受儀器、設(shè)備、實驗條件等因素的限制，且評分主觀，隨意性大。

（三）試卷和操作結(jié)合型

教師根據(jù)實驗教學(xué)目標(biāo)進行命題，由學(xué)生在實驗操作的基礎(chǔ)上，完成試卷，在操作過程中，教師按事先制定的評定量表和觀察量表，進行適當(dāng)?shù)挠^察和記錄，然后綜合評定學(xué)生的成績。

我們認(rèn)為，根據(jù)我國目前的實際情況，對于小規(guī)模的實驗考試，就實踐性和可行性來說，這種考核方式是比較合理的。因為它能較全面地反映學(xué)生對實驗理論和實驗技能的掌握情況，并能對學(xué)生達(dá)到實驗教學(xué)目標(biāo)的程度作出較為準(zhǔn)確的判斷。

四、考核方法

考核方法可分為筆試部分和操作部分。

（一）筆試部分

以傳統(tǒng)回答試卷的方式進行。筆試部分主要考實驗的原理、方法、步驟、操作規(guī)程、設(shè)計思想、誤差分析等。其試題可以編制成問答題、選擇題、圖解題、計算題等。

（二）操作部分

1．觀察技能的考查

可以通過用實物演示、幻燈、投影、播放錄像等方式進行。根據(jù)目標(biāo)要求，觀察部分的考核內(nèi)容可以向?qū)W生顯示具體的物理現(xiàn)象，讓學(xué)生記述觀察到的現(xiàn)象，或指出現(xiàn)象產(chǎn)生的條件，或判斷現(xiàn)象變化的原因；也可以向?qū)W生顯示具體的測量儀器或器材或?qū)嶒炑b置，讓學(xué)生說出儀器的構(gòu)造、各部分的作用，讀出儀器顯示的數(shù)據(jù)，畫出實驗裝置的結(jié)構(gòu)圖示，或進行演示操作，讓學(xué)生指出操作中錯誤的地方，發(fā)現(xiàn)實驗操作中疏漏的步驟或違反規(guī)則之處等。

2．操作技能的考查

讓學(xué)生按指定的要求，選擇器材，組裝儀器；按指定的要求對實驗裝置進行調(diào)試，使之達(dá)到規(guī)定的狀態(tài)；或按實驗課題要求，設(shè)計出簡要的實驗步驟和數(shù)據(jù)記錄表格，在規(guī)定的時間內(nèi)進行操作和讀數(shù)，并進行數(shù)據(jù)處理，在此基礎(chǔ)上，完成實驗報告，并回答有關(guān)問題。檢查學(xué)生實驗步驟的設(shè)計是否科學(xué)合理，表格設(shè)計是否簡明，操作是否規(guī)范熟練，數(shù)據(jù)記錄是否可靠，數(shù)據(jù)處理方法是否得當(dāng)，結(jié)論是否正確，回答問題是否全面正確，并檢查實驗操作完畢后器材放置、整理的程度。

考試前，教師可根據(jù)操作領(lǐng)域的教學(xué)目標(biāo)，編好若干實驗操作題，并提供一定量的儀器設(shè)備，在學(xué)生全面準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上，由學(xué)生抽簽進行考核。試題要突出典型實驗，題目的形式可以是操作式，排除故障式，讀取數(shù)據(jù)式，設(shè)計實驗方案式，選擇儀器進行測量式等，題目按名稱、儀器、要求等欄目，寫成卡片并編號。評分原則主要看其過程是否規(guī)范，主要的標(biāo)準(zhǔn)要求是否達(dá)到。

總之，不管采用什么方式、方法進行實驗考核，都要保證測驗的可靠性和有效性。為此，在進行實驗考核時，首先要明確規(guī)定考核的目標(biāo)、內(nèi)容、范圍、要求、形式、步驟及評分細(xì)則；其次，對于操作型實驗考核，要根據(jù)操作領(lǐng)域的行為目標(biāo)和內(nèi)容，準(zhǔn)備好必需的儀器、用具等實驗材料。第三，實驗命題要注意科學(xué)性、代表性、全面性、實踐性、針對性和可行性。要突出典型實驗，要強調(diào)對實驗理論和技能的全面考查。第四，要圍饒考核目標(biāo)進行命題。對于試卷型實驗題應(yīng)根據(jù)考查目標(biāo)，結(jié)合常用題型的特點，合理選擇題型。第五，要及時對考核結(jié)果進行講評。

應(yīng)該指出，物理實驗教學(xué)目標(biāo)的分類、測量與評價是我國中學(xué)物理教學(xué)中關(guān)于實驗教學(xué)的測量與評價研究的新課題。近幾年來，在理論上確立了實驗教學(xué)在物理教育中的重要地位，使其成為物理教學(xué)過程中的中心問題之一。但應(yīng)該看到，物理實驗教學(xué)目標(biāo)的分類與制定和實施的可操作性之間也還存在著一定的距離。如何根據(jù)我國的國情，制訂出科學(xué)的切實可行的物理實驗教學(xué)目標(biāo)的分類和評價體系，仍需廣大物理教學(xué)工作者結(jié)合實踐加強理論研究，并在實踐的基礎(chǔ)上逐步加以提高和完善。

第二篇：中學(xué)物理實驗教學(xué)

中學(xué)物理實驗教學(xué)

摘要 物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和物理理論的建立都是以實驗為基礎(chǔ)的。通過實驗教學(xué)可培養(yǎng)學(xué)生觀察物理實驗現(xiàn)象和分析物理問題的能力、掌握用實驗來探究物理規(guī)律的基本方法，提高思維能力和動手能力，加深對物理概念和規(guī)律的理解，可見實驗在教育教學(xué)中的重要性。而現(xiàn)實中實驗又是中學(xué)物理教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié)，改革實驗教學(xué)以適應(yīng)素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的需求是我們中學(xué)物理教學(xué)中的重要問題。另一方面，“探究”是這次課程改革浪潮中的一個重要內(nèi)容，而實驗探究是科學(xué)探究的重要方式。

關(guān)鍵詞 探究

物理

實驗 教學(xué)

本人就中學(xué)物理探究性實驗教學(xué)的感覺與體會談一談之我見。

一、探究性物理實驗的設(shè)計要注意的兩個問題

1、實驗設(shè)計要具有探究性

考察我們當(dāng)前的實驗教學(xué)的現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)，不少課堂上，學(xué)生們也在忙于收集數(shù)據(jù)，解釋并求證結(jié)果，但是如何根據(jù)有限的線索確定證據(jù)收集的方向，如何在不止一個可能合理的解釋面前做出決策呢？這對于學(xué)生至關(guān)重要，但這個環(huán)節(jié)常常被教師替代，缺乏真正意義上的探究。例如，浸入液體中的物體所受浮力的大小與其排開液體的多少有關(guān)，如果把物體排開的液體收集起來稱一下，就會發(fā)現(xiàn)它的重量剛好等于浮力的大小。這樣的結(jié)果無疑可以作為著名的阿基米德定律的實驗事實基礎(chǔ)。但是問題的關(guān)鍵是，人們一開始怎么會想到要設(shè)法去收集那一部分剛好由于物體的浸入而被排擠開的液體呢？因此，實驗設(shè)計要具有探究性是指：所設(shè)計的實驗包含的物理規(guī)律往往隱藏在較深的層次，需要學(xué)生去挖掘。實驗的條件和結(jié)果之間往往存在較大的距離，需要學(xué)生去跨越。解決問題的方法與途徑往往不太明確．需要學(xué)生通過嘗試錯誤，得出假設(shè)并驗證假設(shè)來尋找。

2、探究性實驗教學(xué)設(shè)計要在內(nèi)容上把握主干，形式上注重質(zhì)量。

雖然探究學(xué)習(xí)方式開始會比較耗時，但由于學(xué)生對相關(guān)知識的理解較為深刻。完全可以在后續(xù)的學(xué)習(xí)中通過少花時間而補回。當(dāng)然在探究性實驗的設(shè)計上，我們不可能也沒有必要將所要求的內(nèi)容都設(shè)計成探究性的。選擇的應(yīng)該是對于學(xué)科來說具有核心和基礎(chǔ)地位的那些概念和規(guī)律性知識，因為學(xué)生真正理解了這樣的知識。就等于掌握了學(xué)科知識的主干，形成了擴充和擴展自己知識結(jié)構(gòu)的能力。

如何去評價一節(jié)探究性實驗教學(xué)課，探究性教學(xué)只不過是一種符合人們認(rèn)知規(guī)律和科學(xué)發(fā)展本性的教育追求，而我們的教學(xué)現(xiàn)狀中很多的考慮是是否完整地經(jīng)歷了探究的幾個環(huán)節(jié)，學(xué)生是否達(dá)到了自主探究的程度，其實活動的質(zhì)量才是關(guān)鍵。例如：α粒子散射實驗我們可以側(cè)重于讓學(xué)生分析實驗現(xiàn)象，總結(jié)得出結(jié)論。對測定電源的電動勢和內(nèi)電阻實驗，應(yīng)讓學(xué)生在電路設(shè)計上下工夫，如給定安培表、伏特表如何設(shè)計電路，給定兩塊安培表如何設(shè)計電路等等。因此，探究性實驗教學(xué)的設(shè)計應(yīng)當(dāng)挖掘?qū)嶒灡旧砭哂刑骄恳饬x的因素．考慮學(xué)生的實際狀

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況。當(dāng)然，自由式的探究實驗教學(xué)缺乏教師的設(shè)計與調(diào)控，會導(dǎo)致許多學(xué)生在課堂上無從下手．也失去了探究的意義。

二、教學(xué)實施方法

結(jié)合本人進行的課堂探究性實驗教學(xué)的實踐，從兩種基本實驗形式來談?wù)劇?/p>

1、演示實驗。

高中物理課本中安排了大量的演示實驗，其目的主要是讓學(xué)生在觀察的基礎(chǔ)上接受物理知識，為理解提供直觀材料。根據(jù)探究性實驗教學(xué)的設(shè)計原則，在演示實驗中，要通過增加演示實驗的創(chuàng)造成分，給學(xué)生提供更大的思考空間，把部分有探究價值的演示實驗改為學(xué)生的探究實驗。例如，平拋物體運動規(guī)律的演示，一個關(guān)鍵問題是如何在無法測定速度、加速度的情況下進行運動規(guī)律的研究，先給學(xué)生一定時間的思考，再由教師演示，讓兩小球從同一高度分別做平拋運動、自由落體運動，比較是否同時落地，讓學(xué)生分析這個實驗說明了什么，這個過程中教師不要輕易給出結(jié)論性提示。這樣做的目的是給學(xué)生提供探索思考的空間，使學(xué)生體會這種將定量研究轉(zhuǎn)化為定性研究的辦法，即實驗轉(zhuǎn)化法。以上實驗方法為學(xué)生提供了新的教學(xué)環(huán)境，在新環(huán)境下，學(xué)生獨立自主思考、探索問題，避免因教師先講或預(yù)習(xí)教材造成的“先入為主”的影響，要讓學(xué)生人人有自己的猜想、觀點、看法，并努力思考形成各自的實驗設(shè)計方案。依據(jù)教學(xué)時間安排和具體課堂教學(xué)進展，必要時教師讓學(xué)生思考并發(fā)表自己的實驗設(shè)計，并視具體情況讓一兩個同學(xué)上臺按照其中一個實驗設(shè)計進行操作（這必須課前要讓同學(xué)思考并設(shè)計，教師也要了解學(xué)生的實驗設(shè)計情況并適當(dāng)準(zhǔn)備必要的器材）。

2、學(xué)生實驗

在學(xué)生分組實驗中，要通過增加實驗的未知性，激發(fā)學(xué)生探究的欲望，如果某些實驗所驗證的規(guī)律符合學(xué)生認(rèn)知水平、思維水平，這類實驗可改為探究性實驗，實驗時間可放在知識教學(xué)之前。比如：“驗證平行四邊形法則”可以在教學(xué)“力的合成”一節(jié)內(nèi)容加入作為探究性實驗，讓學(xué)生在親身體驗、經(jīng)歷探究的過程中，得出合成法則?！皺C械能守恒定律的驗證”、“探索彈力和彈簧伸長的關(guān)系”也可以采取這種方式。對于不能超前于知識教學(xué)的實驗，如：“測量電源的電動勢和內(nèi)電阻”，可在實驗時讓學(xué)生多角度設(shè)計方案，并動手實踐，從中比較各類方法的優(yōu)劣，體會書中方法的獨特性。

對于練習(xí)使用儀器類實驗，如：“練習(xí)使用打點計時器”、“練習(xí)使用多用電表”、“練習(xí)使用示波器”這樣一些實驗，要通過學(xué)生自己閱讀使用說明，了解其基本原理和基本使用方法，并能夠應(yīng)用這些儀器進行相關(guān)量的測量。書中的學(xué)生實驗大多都把實驗器材、實驗原理、實驗步驟等敘述得非常細(xì)致，無論這些實驗是作為探究性實驗，在知識教學(xué)前完成，還是作為一般的學(xué)生實驗，在相關(guān)知識學(xué)習(xí)完之后去做，都不要先預(yù)習(xí)教材或由教師講解，即便是驗證性實驗或測量性實驗．如“測定金屬的電阻率”、“測定玻璃的折射率”等實驗，學(xué)生已具備一定相關(guān)知識，完全可以由學(xué)生自主設(shè)計實驗原理、實驗方案、并進行操作。但對于一些學(xué)生確實難以完成的實驗，可以通過教師適當(dāng)點撥或?qū)W生看書完成。

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應(yīng)當(dāng)說幾乎每一個實驗本身都蘊含著探究的成分，比如“物體內(nèi)能變化熱和功”一節(jié)的教學(xué)，利用壓縮空氣，使易燃物著火來演示空氣內(nèi)能的增加。這個實驗給學(xué)生留下許多的疑惑：實驗的研究對象是什么?筒內(nèi)空氣的內(nèi)能是否變化?事先放入易燃物，恰恰忽略了一個很好的探究環(huán)節(jié)。若先不放易燃物，壓縮空氣，然后提出問題：空氣的內(nèi)能是否增加?學(xué)生會感到疑惑：“是否增加怎么看得見？”于是教師可以不失時機地提出問題：“如何判斷？”這樣做不僅有效地調(diào)動學(xué)生自主地參與到實驗的設(shè)計中，而且實驗的目的更加明確。

三、實施探究性物理實驗教學(xué)的收獲

1、學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識加強。

在新課程中如何變學(xué)生“要我學(xué)”為“我要學(xué)”是一個很關(guān)鍵的問題，在探究性活動中．學(xué)生有了更多自主學(xué)習(xí)的空間，一位同學(xué)所說：“??這樣的實驗需要自己去猜想、去探究。通過實驗可以驗證自己的猜想和設(shè)計是否正確，這種方法既促使我們動腦又鍛煉了勇于猜想、大膽動手的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣”。另一位同學(xué)說：“如果問我哪一種形式的實驗好，我會毫不猶豫地說：‘自己動手，豐衣足食?！痹谶@樣的課堂教學(xué)活動中，他們習(xí)慣了自己提出問題，自己猜想假設(shè)，自己設(shè)計方案，并從自主學(xué)習(xí)的過程中增強了學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

2、學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化和完善。探究式物理實驗教學(xué)方法強調(diào)，讓學(xué)生自己設(shè)計方案，并具體實施實驗操作，這一系列的過程，使學(xué)生真正參與到實驗中來，使他們的物理概念表象得以更為有效地與基礎(chǔ)理論知識體系中的物理概念建立起實質(zhì)性的聯(lián)系。而過去的常規(guī)實驗方法，教師常常在草草做完一遍實驗后，緊接著進行分析，以引出概念。而沒有注意實驗過程、現(xiàn)象是否給出學(xué)生留下了深刻的印象。當(dāng)學(xué)生頭腦中還是殘缺的表象時，教師卻根據(jù)自己頭腦中早已存在的表象進行分析。結(jié)果，學(xué)生跟不上教師的思路，造成不得不機械背誦概念定義的現(xiàn)象，他們對概念的理解，往往是在以后的逐步練習(xí)、運用中獲取。探究性實驗教學(xué)方法，便是在于使學(xué)生在還沒有抓住物理概念本質(zhì)時，就會主動查閱資料，自己設(shè)計方案，增強遷移效果，優(yōu)化學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)。

3、教師的觀念發(fā)生了變化。在探究性實驗教學(xué)的實踐過程中，教師們對其在物理教學(xué)中的作用逐漸有了更為深刻的認(rèn)識，對教育過程本身也有了全新的感受。“過程即是知識”，過程是理解的基礎(chǔ)，過程中滲透著科學(xué)研究的方法．使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)是走向社會和終身發(fā)展的基礎(chǔ)。因此，教師是學(xué)生意義建構(gòu)的幫助者和促進者，教師要將教育過程看作是把凝固文化激活的過程。在實踐過程中，許多教師意識到經(jīng)驗型的教學(xué)已經(jīng)不能適應(yīng)新課程的要求，所以教師們還應(yīng)成為自己教學(xué)行為的研究者。

參考文獻：

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第三篇：第七章 中學(xué)物理實驗教學(xué)

§7.1 物理教學(xué)必須以實驗為基礎(chǔ)

中學(xué)物理教學(xué)必須以實驗為基礎(chǔ)。這是由實驗本身的特點及其在物理教學(xué)中的作用來決定的。

1.實驗?zāi)転閷W(xué)生學(xué)習(xí)物理提供符合認(rèn)識規(guī)律的環(huán)境

在學(xué)習(xí)物理過程中，要形成物理概念和認(rèn)識物理規(guī)律，首先必須要有一定的感性認(rèn)識。這種感性認(rèn)識可以來源于學(xué)生的生活環(huán)境，也可以來源于實驗提供的物理事實。通常，從生活中得到的感性材料多來自復(fù)雜的運動形態(tài)，力、熱、電、光現(xiàn)象交織在一起，本質(zhì)、非本質(zhì)的因素交融在一起。因此，僅通過這種途徑來使學(xué)生建立概念和認(rèn)識規(guī)律有時會遇到很大困難。運用實驗則可以提供精心選擇的、簡化和純化的素材，它能夠使學(xué)生對物理事實獲得明確、具體的認(rèn)識。例如，人們生活在空氣的海洋里，卻很難感受到大氣壓強的作用。做一個覆杯實驗或馬德堡半球模擬實驗，大氣壓存在的物理事實就展現(xiàn)在學(xué)生眼前，他們對這個概念就易于理解和掌握。又如，學(xué)生對物體所受靜摩擦力的方向常常難于辨認(rèn)，其主要原因是進行抽象思維活動時，頭腦中缺少表象的支持。如果應(yīng)用如圖7-1所示的方法，將有助于學(xué)生形成表象，以克服學(xué)習(xí)中的難點。

2．實驗?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，激發(fā)學(xué)生的求知愿望

為什么要特別強調(diào)實驗對培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的重要性？有如下的原因：

首先，實驗具有真實、形象、生動的特點，尤其對中學(xué)生有很強的吸引力，極易喚起他們的直覺興趣。例如，讓學(xué)生觀察“噴泉”、“煮金魚”等生動有趣的實驗，他們的注意力會高度集中，新奇的實驗現(xiàn)象常常出乎他們意料之外，使他們興趣盎然。這樣，就容易喚起他們的好奇心，激發(fā)他們的求知欲望，使學(xué)生的興趣不只是停留在被觀察物理現(xiàn)象的表面上。

其次，實驗是一種有目的性的操作行為。學(xué)生在觀察的基礎(chǔ)上，很自然會產(chǎn)生一種自己操作的欲望。讓學(xué)生動手實驗，不但可以滿足學(xué)生的操作愿望，還可以發(fā)展學(xué)生對探索知識和規(guī)律的興趣，進而發(fā)展學(xué)生的認(rèn)識興趣。

當(dāng)學(xué)生對物理產(chǎn)生濃厚興趣的時候，他們的學(xué)習(xí)欲望強烈，學(xué)習(xí)中會感到輕松愉快，從而有利于形成主動的、正確的學(xué)習(xí)方法。不斷地體嘗“發(fā)現(xiàn)”與“戰(zhàn)勝困難獲得成功”的喜悅，學(xué)生學(xué)好物理的信心就會越來越強．更為重要的是，由此可轉(zhuǎn)化為一種熱愛科學(xué)的素質(zhì)和志向，這對學(xué)生個性的發(fā)展具有重要的意義．

3．實驗是發(fā)展學(xué)生能力和使學(xué)生得到科學(xué)方法訓(xùn)練的重要途徑

圖7-2表示學(xué)生在實驗活動中的信息流程．從這個流程可以看出實驗對培養(yǎng)學(xué)生各種能力的影響：通過閱讀實驗資料，培養(yǎng)著閱讀、自學(xué)能力；通過感覺器官接受形象和數(shù)據(jù)信息，并傳遞到大腦，一方面進行思維加工，一方面輸出反饋信息、控制觀察和操作器官，以獲取更為廣泛和深入的信息．這個過程可以培養(yǎng)觀察能力和手腦并用的能力；與此同時，在大腦中抽調(diào)出貯存的有關(guān)信息，進行更深入的思維加工，從而加強了思維能力的培養(yǎng)；此外，把思維加工的結(jié)果以語言和文字的形式表達(dá)出來，又培養(yǎng)著表達(dá)能力．由此可知，實驗是一種綜合的能力培養(yǎng)過程． 由于實驗是一種科學(xué)的方法，它能夠創(chuàng)造”最確實、最少受干擾”、“保證過程以其純粹形態(tài)進行”的物理環(huán)境，它是理論密切聯(lián)系實際的學(xué)習(xí)過程，在這個過程中蘊藏著極其活躍的因素，能夠活化學(xué)生學(xué)到的物理知識，因此，實驗是對學(xué)生進行創(chuàng)造意識訓(xùn)練和科學(xué)方法訓(xùn)練的有效途徑．

4．實驗有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的道德素養(yǎng)和科學(xué)作風(fēng)

由于實驗本身是一個嚴(yán)格的科學(xué)過程，要想獲得實驗的成功，必須一絲不茍，來不得半點虛假，并且必須把各項活動安排得井井有條，這對培養(yǎng)學(xué)生實事求是的態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)十分有益，此外，在實驗過程中也不總是一帆風(fēng)順的．它以很強的吸引力磨煉學(xué)生的意志；加之實驗中存在著辯證唯物主義教育的豐富素材，這對學(xué)生科學(xué)世界觀的形成起著促進作用．我們不可低估實驗在這方面的作用，從某種意義上說，實驗的這種作用較之于學(xué)生掌握一些具體的知識和技能更為重要，對于提高人的素質(zhì)具有很大意義．

綜上所述，實驗在完成物理教學(xué)的任務(wù)中占有非常重要的地位，我們必須從培養(yǎng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)所需要的、有個性特征的、全面發(fā)展的人才的高度來充分認(rèn)識實驗教學(xué)的意義，切實改變某些不重視實驗的舊觀念，始終堅持以實驗為基礎(chǔ)的教學(xué)方向．

§7.2物理實驗的分類及各類實驗的作用

物理教學(xué)中的實驗，大體上可以分為如下幾類：（1）演示實驗（2）學(xué)生分組實驗；（3）課內(nèi)小實驗；（4）課外實驗．將上述各類實驗與一定的教學(xué)手段配合就組成了各種實驗教學(xué)課型：例如，將演示實驗穿插在教師的講授過程中可組成演示講授課；將教師的演示與學(xué)生的討論結(jié)合可組成演示討論課；將教師的演示與學(xué)生的練習(xí)結(jié)合可組成演示習(xí)題課；將學(xué)生的小實驗穿插在課堂教學(xué)活動中，可組成“邊教邊實驗”或“邊學(xué)邊實驗”；將教師的指導(dǎo)貫穿在學(xué)生獨立操作的分組實驗過程中，就構(gòu)成了學(xué)生分組實驗課型．各種實驗有各自的特點，各自的功能，實驗教學(xué)應(yīng)當(dāng)是各種實驗與各種教學(xué)手段有機結(jié)合的系統(tǒng)．應(yīng)當(dāng)根據(jù)物理教學(xué)的整體要求來選擇和組織實驗教學(xué)系統(tǒng)．下面，將演示實驗、學(xué)生分組實驗和課內(nèi)小實驗的特點和功能分別作一介紹（課外實驗將在第十一章中介紹）．

一、演示實驗的特點和作用

演示實驗是以教師為主要操作者的表演示范實驗．它的目的主要是把要研究的物理現(xiàn)象展示在學(xué)生的眼前，引導(dǎo)學(xué)習(xí)觀察思考；配合講授或穿插學(xué)生討論等方式使學(xué)生認(rèn)識物理概念和規(guī)律，或者通過演示的引導(dǎo)和示范作用，為學(xué)生獨立訓(xùn)練創(chuàng)造條件．它的主要作用如下：

1．引入課題，激發(fā)學(xué)生的求知欲望

教師常常選擇一些生動、有趣、新奇和使學(xué)生感到意外的演示實驗來引入課題，它能夠有效地激發(fā)學(xué)生的求知欲望．

例如，教師在講授動量定理之前，做如圖7-3所示的實驗：將一個生雞蛋用棉線在其上圍繞一周，再用透明膠帶將打結(jié)處的兩側(cè)貼牢．把線的另一端跨過鐵架上的鉤于，象升旗一樣把雞蛋緩緩地升到鐵鉤下端，然后把線松開，讓雞蛋從高處落下．學(xué)生緊張而又意外地看到雞蛋落下后反彈起來，被教師捉住，緊接著將雞蛋往桌面上輕輕一砸，使蛋汁流入玻璃杯內(nèi)．隨后教師提出問題：“為什么雞蛋從那么高處落下沒有砸碎，而在桌上輕輕一砸就殼破汁流呢？”??教師運用這個演示，創(chuàng)造了一個愉快學(xué)習(xí)的環(huán)境，使學(xué)生的思維活動處于積極狀態(tài)．

2．提供必要的感性素材，幫助學(xué)生建立概念和認(rèn)識規(guī)律

在課堂教學(xué)中，教師常用演示實驗展示物理的現(xiàn)象和變化的過程，特別是學(xué)生日常生活中難以見到的或者是與學(xué)生的經(jīng)驗相抵觸的現(xiàn)象和過程，使學(xué)生獲得豐富的感性知識，形成鮮明的表象，為學(xué)生建立正確的概念、認(rèn)識規(guī)律奠定基礎(chǔ)．

例如，物體的形變總是伴隨彈性力而產(chǎn)生的，然而，堅硬的物體，形變很小，學(xué)生無法察覺，因此在他們的觀念中形成了“有的物體能夠形變（如橡皮、彈簧），而有的物體不會形變（如石頭、玻璃）”的錯誤認(rèn)識．為糾正上述錯誤的認(rèn)識，教師可應(yīng)用如圖7－4的演示實驗．由于加接了細(xì)孔徑2毫米的玻璃管，而使形變的現(xiàn)象顯露出來．又由于選用了橢圓截面的大墨水瓶，沿短軸方向向內(nèi)擠壓時（a），可以看到玻璃管中的液柱上升；沿長軸方向向內(nèi)擠壓時（b），可以看到玻璃管中的液柱下降．學(xué)生在驚訝的發(fā)現(xiàn)中建立了正確認(rèn)識．

3．進行觀察和思維訓(xùn)練，鞏固和應(yīng)用物理知識

由于演示實驗中教師的可控制特點很突出，教師能夠有意識地選擇和設(shè)計實驗的內(nèi)容和程序．得心應(yīng)手地把需要的現(xiàn)象展示出來，因此演示實驗不僅可在學(xué)生形成知識的過程中發(fā)揮作用，而且可以在學(xué)生應(yīng)用知識的過程中發(fā)揮很好的作用．

例如，教師利用電學(xué)黑箱對學(xué)生進行觀察、思維訓(xùn)練，黑箱蓋上有兩個接線柱，箱內(nèi)只有兩個電學(xué)元件；一只大容量的電解電容器（1000微法）和一只數(shù)千歐姆的電阻并聯(lián)，用示教電流計的R×100的歐姆表進行測試，讓學(xué)生通過觀察，判斷元件的種類及其聯(lián)結(jié)的方式．盡管只有兩個元件，也必須非常仔細(xì)地觀察，既要把握電流變化的階段特征（先大后小），又要察覺電流變化瞬時特征（速率越來越小），以及終態(tài)電流的狀況，經(jīng)過認(rèn)真思考，才能得出正確的結(jié)論．

4．提供示范，為學(xué)生訓(xùn)練實驗技能創(chuàng)造條件

在演示教學(xué)中，教師的示范作用表現(xiàn)在兩個方面：一是通過演示實驗介紹學(xué)生將要使用的儀器和進行實驗的方法步驟、技能；二是通過教師操作過程中實事求是態(tài)度，嚴(yán)肅認(rèn)真一絲不茍的作風(fēng)的影響，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生良好的作風(fēng)、習(xí)慣．

總之，演示實驗是物理實驗教學(xué)中發(fā)揮教師主導(dǎo)作用的重要手段之一．成功的演示實驗，常常給學(xué)生留下難以磨滅的鮮明印象，使課堂氣氛異常活躍，從而獲得很好的教學(xué)效果．

二、學(xué)生分組實驗的特點和作用

學(xué)生分組實驗是學(xué)生在教師指導(dǎo)下利用整節(jié)課時間，在實驗室分組進行實驗的教學(xué)形式．它是學(xué)生親自動手使用儀器、觀察測量、取得資料數(shù)據(jù)，并親自分析總結(jié)的過程；是學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識、培養(yǎng)實驗技能和良好品德素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)．從教學(xué)目的的側(cè)重點來劃分，學(xué)生分組實驗大體上可以分為五類，即：研究性（探索性）實驗，驗證性實驗，測定性實驗，基本儀器使用訓(xùn)練性實驗和裝配技術(shù)訓(xùn)練性實驗．這些實驗的特點和作用如下：

1．研究性（探索性）或驗證性學(xué)生實驗

這兩類實驗是以學(xué)生獲取知識的不同途徑來劃分的，研究性（探索性）實驗的主要目的是，讓學(xué)生通過觀察測量活動和歸納概括的思維方式來建立物理概念和認(rèn)識物理規(guī)律，同時訓(xùn)練一定的實驗技能，它具有讓學(xué)生親自“發(fā)現(xiàn)”的意義．人們常稱其為“探索性實驗”．在中學(xué)物理教學(xué)中驗證性實驗的主要目的是讓學(xué)生通過實驗驗證由已知理論推導(dǎo)出的新結(jié)論的正確性，從而加深對新知識的理解，并訓(xùn)練實驗技能．這兩種實驗方法都是物理科學(xué)研究中的基本實驗方法，前者是從個別到一般，實驗在前，而結(jié)論在后，實驗成為探索規(guī)律的主要手段．后者則推理判斷在前，實驗驗證在后．在物理教學(xué)中，這兩種方法都各具重要的作用．研究（探索）性實驗之前，由于學(xué)生還不知道實驗的結(jié)論，要求他們自己去“發(fā)現(xiàn)”，因此學(xué)生的積極性是比較高的，能夠較好地激發(fā)學(xué)生通過手腦并用、探求知識的欲望和培養(yǎng)觀察、歸納、概括能力．驗證性實驗是傳統(tǒng)學(xué)生實驗中的主要類型，它能夠使學(xué)生更好地理解知識的內(nèi)在聯(lián)系，認(rèn)識理論的能動作用，培養(yǎng)推理、驗證分析能力．

2．測定物理量和物理常數(shù)的學(xué)生實驗

這類實驗在學(xué)生分組實驗中也占有相當(dāng)大的比例．它主要是讓學(xué)生利用已知的物理概念或物理規(guī)律并運用一定的儀器來測定某個物理量或物理常數(shù)，例如，利用自由落體的規(guī)律“測重力加速度”，利用完全非彈性碰撞中的動量守恒定律來“測定彈丸的出口速度”，利用歐姆定律以“狀安法測電阻”等．它可以幫助學(xué)生理解物理概念和物理量的意義，學(xué)會應(yīng)用物理規(guī)律，訓(xùn)練基本實驗技能，并學(xué)習(xí)間接測量的巧妙方法．

3．基本儀器使用訓(xùn)練性和裝配技術(shù)訓(xùn)練性的學(xué)生實驗

當(dāng)然在前述幾類實驗中都要運用一定的基本儀器和涉及某些裝配技術(shù)．但是對于某些重要的基本儀器和實驗技術(shù)，有必要對學(xué)生進行一定的實驗技能技巧訓(xùn)練．這就是這兩類實驗的目的．例如，“示波器的使用”實驗，可以使學(xué)生了解電子束在電場中偏轉(zhuǎn)的原理，知道示波器面板上各主要控制器件的名稱和作用，學(xué)習(xí)和初步掌握使用示波器的最基本方法．又如，“安裝簡單的收音機”實驗，可以使學(xué)生學(xué)習(xí)電子線路圖的認(rèn)識方法，熟悉簡單收音機的基本原理和接受電子裝配技術(shù)的初步訓(xùn)練． 總的說來，學(xué)生分組實驗的最主要特征是學(xué)生的獨立實踐活動，這種活動有系統(tǒng)的、統(tǒng)一的要求，并在實驗室內(nèi)完成．如果把教師的演示示范看成是帶路的向?qū)?，則單靠向?qū)吠_(dá)不到獨立認(rèn)路的目的，只有在自己實踐的基礎(chǔ)上，才能在沒有向?qū)r辨認(rèn)前進的方向．在這種意義上，學(xué)生分組實驗是任何其它的教學(xué)手段和方法所不能替代的．

三、課內(nèi)小實驗的特點和作用

課內(nèi)小實驗是穿插在課堂教學(xué)過程中的學(xué)生小實驗，它與演示實驗的不同點主要在它的操作者不是教師或者是協(xié)助教師的個別學(xué)生而是全體學(xué)生．它與學(xué)生分組實驗的不同，它不象學(xué)生分組實驗?zāi)菢佑谜?jié)課比較規(guī)范地完成教師在實驗室中準(zhǔn)備好的實驗，也不一定要履行“預(yù)習(xí)實驗-報告”的要求．通常它與教師的講解密切配合，比較小型靈活，可以根據(jù)教學(xué)需要，選擇不同性質(zhì)的實驗，可以是一個小實驗，也可以是一組系列的小實驗，或者是按照一定程序編排的系列階段實驗．實驗的時間可以由幾分鐘到幾十分鐘；組織形式，可以是同桌的兩人一組，也可以是更多一些人組成一組．實驗可以在實驗室進行，也可以在教室進行，可以用配套的正規(guī)儀器，也可以用自制教具、學(xué)具或者是隨手可取的日常生活用品進行實驗．這種實驗與教師的講授和學(xué)生的自學(xué)、討論結(jié)合組成“邊教邊實驗”或“邊學(xué)邊實驗”的課型，并具有如下的優(yōu)點：

1．由于讓學(xué)生通過自己動手來學(xué)習(xí)知識，而不只是看教師演示，有助于發(fā)揮學(xué)生的主動性，有利于克服課堂教學(xué)“滿堂灌”的現(xiàn)象．

2．由于在這類實驗的間隙穿插教師的啟發(fā)．引導(dǎo)、講解或教師與學(xué)生，學(xué)生與學(xué)生的討論，在這種物理環(huán)境中，有利于擴大課堂內(nèi)師生的信息交流，在教師的主導(dǎo)作用下，發(fā)揮學(xué)生的主體作用．

3．由于這類實驗小型靈活、運用方便，可以增加學(xué)生實驗在教學(xué)中的比重，因此，可以提供更多的機會來培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能和訓(xùn)練科學(xué)方法．

如果我們把以上三類課堂教學(xué)中的實驗按照教師施加影響的程度和學(xué)生的獨立活動量排一個隊，則如表所示：課堂實驗種類 教師影響程度 學(xué)生獨立活動量 演示實驗 大 小 課內(nèi)小實驗 中 中 學(xué)生分組實驗 小 大 由此可見，我們應(yīng)當(dāng)將它們有機地結(jié)合起來，以取得最佳的課堂實驗教學(xué)效果．

§7.3演示實驗教學(xué)

演示實驗在中學(xué)物理教學(xué)實驗中占有很大的比重，而且是一種深受學(xué)生歡迎的實驗形式．它是教師施展教學(xué)藝術(shù)的獨特手段，它能夠化枯燥為生動，化抽象為具體．演示實驗的內(nèi)容和方法有很大的靈活性．同一課題，教師可以用現(xiàn)成的儀器設(shè)備，也可以用自制教具進行演示．同一個演示儀器，教師可用于引入課題，也可用以鞏固新課．為更好地發(fā)揮其功能，必須深入研究演示實驗教學(xué)的基本要求．

一、演示實驗教學(xué)的基本要求

1．要有明確的目的 演示實驗運用于課堂教學(xué)的不同環(huán)節(jié)，有不同的目的，因此有不同的要求．有無必要演示，選擇什么樣的演示，怎樣進行演示，都必須首先從具體的目的出發(fā)．

例如，我們在學(xué)習(xí)習(xí)近平拋和斜拋的內(nèi)容時，可供選擇的演示實驗很多，拋出粉筆頭就是一個最簡單的演示，還有如圖7-5所示的“三球相碰”的演示，水流噴射的演示，以及利用閃光照相等等．

顯然，在運用演示引入課題或鞏固所學(xué)知識時，教師總要力圖增加實驗的趣味性，以更好地調(diào)動思維積極性．拋粉筆頭的演示雖然簡單，但在引導(dǎo)學(xué)生通過觀察定性地描述平拋運動的特征這一點上卻很好，好就好在它稍縱即逝，活躍課堂氣氛，并可較好地訓(xùn)練學(xué)生的觀察能力．如果需要讓學(xué)生認(rèn)識“平拋運動可以看成是水平勻速運動和自由落體運動的合成”，可用如圖7－5所示的“三球演示器”，并配合使用閃光照相圖片（或投影），效果就很好．原因就在于它們能夠清楚地顯示拋體運動的本質(zhì)特征．

由上可知，我們不能離開演示的具體功能來評價演示的好壞，演示實驗只有和一定的教學(xué)過程結(jié)合起來，才能發(fā)揮它的作用．

2．要明顯和直觀

可以說，演示實驗的一切功能都離不開觀察，觀察者只能在演示者所給觀象的基礎(chǔ)上進行觀察，因此演示實驗的直觀是最起碼的要求．

（1）演示的現(xiàn)象要明顯

一人演示，眾人觀察，所以現(xiàn)象必須明顯．能否使每個學(xué)生都看到要演示的現(xiàn)象，是教師心目中有無學(xué)生的表現(xiàn)．為使現(xiàn)象明顯，儀器的尺寸要足夠大，測量儀表的刻度線要適當(dāng)粗些，聲、光及觀察物體與背景的對比度要強，過程中的變化要顯著．必要時，可以借助投影、機械放大、光杠桿、放大電路等手段增強現(xiàn)象的明顯性．其次要注意放置儀器的位置，有足夠的高度，不平攤在桌面上，運動體所在的平面應(yīng)與黑板面平行．必要時，可借助演示小桌、演示墊凳、演示板、演示支架和磁性黑板等．

（2）儀器簡單，過程明瞭 我們力求演示儀器簡單，過程明瞭，其目的在于突出要觀察的物理現(xiàn)象和過程，降低無關(guān)因素的干擾，特別是在一些為建立、鞏固物理概念的定性演示中，沒有必要選擇精密復(fù)雜的實驗裝置．例如，用前面介紹的橢圓墨水瓶演示微小形變的現(xiàn)象，效果就比用復(fù)雜的光杠桿系統(tǒng)裝置好．又如，用如圖7-6所示的鐵絲軌道對比小球靜止和運動時對凸橋、凹橋橋面的壓力時，①把小球放在凸橋頂端，小球恰巧能從兩橋臂之間掉下去，但讓小球從斜面上滾下，再經(jīng)過凸橋頂端時，小球便不再從兩臂之間落下，而是沿橋面驚過．②把凹橋下方的搭鉤脫開，讓小球靜止地放在四橋的中心，顯示小球的壓力不足以將兩鐵絲橋臂擠開而下落，然后讓小球從斜軌上滾下，當(dāng)小球經(jīng)過凹橋底端時，小球即從兩軌道之間掉了下去．由上可見，這種凸橋、凹橋的裝置，可以說是簡單的出奇，然而演示說明的卻是學(xué)生平時將信將疑的一個難題．我們提倡用簡單的方法做演示，不僅有利于突出物理原理，而且易于引起學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造意識．

（3）視聽感官并用

有關(guān)資料表明：“在接受知識方面，單靠聽覺一般只能記住15％左右；單靠視覺，從圖象獲得知識，只能記住25％左右；如果兩者結(jié)合起來可記住65％”①．因此，調(diào)動學(xué)生各部分感官的協(xié)同作用，比用單一渠道要好．還應(yīng)考慮學(xué)生對各種感覺信息的分辨本領(lǐng)，以強化有用刺激．例如，用下面的方法幫助學(xué)生理解加速度的概念：

在一輛沿斜面滾下的小車后面，拖一條長約2米的磁帶，磁帶上錄有一段不變的樂音（如風(fēng)琴的c調(diào)），把錄音機的放音磁頭用導(dǎo)線接出來，裝在斜面的一定位置上，用貼有細(xì)氈的薄彈性金屬片將磁帶輕輕壓在磁頭上．當(dāng)小車沿斜面向下運動時，小車拖著磁帶運動，使錄音機發(fā)聲．這樣就可以使學(xué)生用視覺觀察到的速度變化為聽覺感受到的音高變化，用音高來理解速度，用音高變化的快慢來理解速度變化的快慢，即加速度的大?。捎谌硕鷮σ舾叩母惺莒`敏，而且對“變”的感受，比視覺更直接，因而對變化率的概念比較容易建立①．

3．要安全、可靠

課堂上的教學(xué)時間是極其寶貴的．如果教師在演示中出現(xiàn)失誤和差錯，不僅會貽誤時間，而且會引起學(xué)生對所得結(jié)論的懷疑，因此，教師在課堂上的演示實驗必須確保成功．（1）做好充分的準(zhǔn)備工作

這是確保演示成功的關(guān)鍵．教師在課前要選擇好所需的儀器和材料，仔細(xì)地進行檢查，并按照課堂上的實際程序預(yù)做一遍（甚至數(shù)遍），熟悉儀器的使用性能，了解實驗的準(zhǔn)確程度，估計實驗的時間，觀察教室里即將演示的環(huán)境等等．并在教案中寫明演示所需的每一件物品，以免課堂上演示失敗或失去良機．

（2）課堂演示時必須確保安全

演示時，教師必須按照安全操作規(guī)程去做，認(rèn)真仔細(xì)，確保人身安全和儀器設(shè)備的保全．可能存在不安全因素的實驗，一定不要讓學(xué)生上臺來操作．例如需要用到220V或380V市電的實驗，或者用高壓感應(yīng)圈、水銀的實驗，應(yīng)當(dāng)由教師自己操作，并做到萬無一失．

（3）正確對待課堂演示中的失誤，切忌弄虛作假 備課中做好充分準(zhǔn)備，可以提高演示的成功率，但不能保證課堂上一定不出問題．出了問題怎么辦？一是要鎮(zhèn)靜，切忌手忙腳亂，應(yīng)認(rèn)真思考和分析，盡可能及時找出原因，迅速排除故障；二是要實事求是．萬一不能及時排除故障，也不可用“儀器不行”來搪塞過去，更不可編造數(shù)據(jù)，弄虛作假．應(yīng)當(dāng)向?qū)W生如實說明實驗失敗的原因，并聲明在下節(jié)課重做．這樣的負(fù)責(zé)精神和科學(xué)態(tài)度，必將對學(xué)生產(chǎn)生良好的影響．

4．要有啟發(fā)性

演示實驗?zāi)軌蛱峁┴S富的感性材料，變抽象為形象，但它的最終目的是要通過觀察啟發(fā)思維，使學(xué)生更好地認(rèn)識客觀規(guī)律，發(fā)展能力，培養(yǎng)興趣．因此，在設(shè)計和編制演示程序時，必須在啟發(fā)性上下功夫．

演示中的啟發(fā)性，首先在于以趣激疑．當(dāng)生動的演示現(xiàn)象出乎學(xué)生意外之時，認(rèn)知的矛盾將轉(zhuǎn)化為思維的動力．例如，在“彈性碰撞”教學(xué)開始時，讓學(xué)生觀察用兩個等質(zhì)量的玻璃小球做成的兩個雙線擺：如圖7－7，先將左邊的擺球拉開，右邊的球靜止于平衡位置，再釋放左邊的小球，兩球相碰后，左球靜止，而右球彈起；當(dāng)右邊的球返回碰撞后，右球又靜止，而左球彈起．如此兩球反復(fù)碰撞，圖7－7在碰撞聲中，動靜交替．面對這一有趣的情景，問題油然而生．

運用演示引發(fā)問題，只是啟發(fā)思維的起點，雖然它是學(xué)生開展積極思維的突破口，但要推進思維活動的展開，仍須有教師不斷的引導(dǎo)．這樣，演示才能成為推進思維的向?qū)В虼搜菔窘虒W(xué)的啟發(fā)性應(yīng)體現(xiàn)在演示程序的精心設(shè)計之中．

例如，在高中學(xué)生學(xué)過氣體定律之后，教師用如圖7-8所示的浮沉子演示來訓(xùn)練學(xué)生的思維．

（1）用手壓容器上方的薄膜，原來浮在液面上的浮沉子開始下沉，當(dāng)下沉到某一深度時松開壓膜的手指，浮沉子上升[圖

7－8（a）（b）]，試解釋這一現(xiàn)象． 這是許多初中學(xué)生曾經(jīng)見到過的實驗，當(dāng)時對這個現(xiàn)象的解釋是很粗略的，只需要說明，壓膜時水進入浮沉子內(nèi)，重力增大，浮力小于重力，于是浮沉子就下沉，松膜時，水從浮沉子內(nèi)排出，重力減小，浮沉子就上浮．

（2）繼續(xù)壓膜使浮沉子下沉到更深的位置放手，見到浮沉子仍可上升．似乎上面的解釋還是完善的．

（3）繼續(xù)壓膜，使浮沉子達(dá)到比上一步更深的某一位置松開，出現(xiàn)了浮沉子不再上升的現(xiàn)象，并且一直沉到容器的底部[圖7－8（C）（d）］，這突然出現(xiàn)的現(xiàn)象，使學(xué)生感到意外，于是不得不重新審查以往解釋的不足之處．看來浮沉子中氣體的體積，不僅與容器上方氣體的壓強有關(guān)（這是由帕斯卡定律所決定的），而且還與浮沉子所處的深度有關(guān)．

（4）打開容器上方的橡皮膜，使液體上方的氣壓不變，用一根棒把浮沉子逐漸下壓至不同的深度，觀察浮沉子中氣體體積的變化，說明浮沉子所以在一定的深度不再上浮，是由于在下降過程中液體內(nèi)部壓強這個因素造成的．（5）在浮沉子沉至容器底部以后，打開容器下的出水閥門，或用虹吸管使水緩緩流出．可以看到，當(dāng)液面下降到一定深度時，浮沉子就從底部浮了起來［圖7－8（e）]．

從上述的程序設(shè)計可以反映出教師對學(xué)生思維的引導(dǎo)作用，它既調(diào)動了學(xué)生的積極性，又使觀察和思維緊密結(jié)合起來，從而使學(xué)生的認(rèn)識由表及里逐步深化．

二、演示實驗教學(xué)中的觀察指導(dǎo)

在演示方案確定以后，要想達(dá)到演示的目的，關(guān)鍵在對學(xué)生的觀察進行指導(dǎo)．同時，對演示觀察的指導(dǎo)又是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力的一個重要途徑．因此，在演示教學(xué)中應(yīng)十分重視觀察指導(dǎo)．這里所說的觀察指導(dǎo)，有兩層含義：一是演示本身應(yīng)能吸引學(xué)生的觀察注意；二是教師在演示過程中及時指導(dǎo)，教給觀察方法．所謂指導(dǎo)，絕對不是說教師指到哪里，學(xué)生就看到哪里．

1．明確觀察目的，做好觀察的思想準(zhǔn)備 草率從事是新教師在演示教學(xué)中常犯的毛病當(dāng)學(xué)生還沒有思想準(zhǔn)備時，演示已經(jīng)結(jié)束，因而達(dá)不到演示目的．在演示之前，一定要讓學(xué)生明確為什么要做這個實驗，以及打算怎樣進行；出示的儀器應(yīng)當(dāng)有所交待，例如，在演示液體內(nèi)部壓強規(guī)律時，應(yīng)當(dāng)使學(xué)生帶著兩個問題進行觀察：一是液體內(nèi)部壓強與深度的關(guān)系；二是液體內(nèi)部在各方向是否都有壓強（特別是向上的壓強）及它們的關(guān)系；同時還應(yīng)使學(xué)生在認(rèn)識U形管壓強計的構(gòu)造及功能的基礎(chǔ)上進行觀察．因為此時學(xué)生還不理解U形管壓強計的原理，所以應(yīng)當(dāng)用直覺的方法，如在橡皮膜上用手或重物壓，使學(xué)生了解U形管兩側(cè)液面高差越大，表示壓強差越大．

又如，在自感現(xiàn)象的教學(xué)中，觀察接通電路的自感現(xiàn)象，首先必須帶著“如果線圈自身的電流發(fā)生變化，那么線圈自身是否也會產(chǎn)生感生電動勢？”的問題，并認(rèn)清演示電路的特點，才能把觀察的注意力集中到接通電路瞬間所發(fā)生的現(xiàn)象上．我們曾經(jīng)對20名高一的學(xué)生和高二的學(xué)生分別進行演示．由于高一的學(xué)生還沒有學(xué)過法拉第電磁感應(yīng)定律，正確記錄觀察現(xiàn)象只有75％，而高二學(xué)生剛學(xué)過電磁感應(yīng)定律，正確記錄觀察現(xiàn)象的達(dá)到了95％，可見，觀察的目的性對于觀察效果起了很重要的作用． 2．突出觀察重點，排除無關(guān)因素的干擾

例如，通常教材中介紹斷路時自感現(xiàn)象的電路裝置，都選用一只燈泡與電感線圈并聯(lián)的電路．設(shè)想按這一裝置進行演示時，學(xué)生會看到開關(guān)斷開后燈泡并不立即熄滅．但由于時間常數(shù)L/R太小，這種延時現(xiàn)象無法看到．而燈泡突然一閃的現(xiàn)象卻十分明顯，它給學(xué)生建立自感的概念帶來困難．如果在開始演示時只給出一個簡單的電感線圈、燈泡、開關(guān)與電源的串聯(lián)電路（圖7－9），提出“在斷開開關(guān)的瞬間線圈中是否有感生電動勢產(chǎn)生”的問題，然后與學(xué)生共同設(shè)計實驗電路來驗證感生電動勢的存在．一種簡單的方案就是觀察開關(guān)拉斷時閘刀與閘刀座之間的火花放電現(xiàn)象證明感生電動勢的存在；另一種方案就是將示波器或者是高內(nèi)阻的電壓表并聯(lián)在電感線圈兩端，觀察其電壓的變化；還有第三種方案就是將一只氖泡并聯(lián)在線圈兩端，開關(guān)接通時氖泡不導(dǎo)通，其電阻為無窮大，可視為它對電路沒有影響，切斷開關(guān)時，線圈中的電流迅速減小，原串聯(lián)的燈泡熄滅，而并聯(lián)在線圈兩端的氖泡起輝了，它的起輝電壓比電池電壓要高許多，由此說明感生電動勢的存在．這個實驗還可以在后面的教學(xué)中說明日光燈的起輝原理．

3．從整體到局部，再從局部到整體，培養(yǎng)觀察思路

觀察的全面性是客觀反映事物屬性的前提，應(yīng)當(dāng)利用演示實驗培養(yǎng)學(xué)生正確的觀察思路．例如，教師常用“圓錐上滾”的實驗來訓(xùn)練學(xué)生的觀察力．首先把傾斜軌道展示在學(xué)生跟前，傾斜軌道的表面特征給學(xué)生造成假象．把雙錐旋轉(zhuǎn)體放在軌道的中部，學(xué)生幾乎毫不例外地預(yù)感到旋轉(zhuǎn)體將沿斜面滾下，然而見到的卻是意料之外的現(xiàn)象（如圖7－10所示）．在學(xué)生渴望得到解答之際，讓他們從各個方面對儀器觀察，并注意圓錐體與軌道之間的聯(lián)系，最終發(fā)現(xiàn)圓錐體在軌道低端的重心位置最高．于是學(xué)生在恍然大悟中獲得了觀察方法的啟示．

4．縱、橫對比，把握事物特征

觀察的深刻性在于透過表面現(xiàn)象抓住象物的本質(zhì)，利用對比觀察是使思維向縱深發(fā)展的很好的方法．在演示實驗中，要引導(dǎo)學(xué)生善于察覺條件的差異及產(chǎn)生結(jié)果差異的聯(lián)系．通常可以采用縱向?qū)Ρ?、橫向?qū)Ρ取⒄聪驅(qū)Ρ鹊姆椒ǎ?/p>

例如，用驗電器和鋅板（或鋁板）等演示光電效應(yīng)的現(xiàn)象，實驗過程如圖7－11所示．把用砂紙打磨光的鋅板（或鋁板）插在驗電器的導(dǎo)桿上，給鋅板帶上負(fù)電荷，可以看見驗電器指針張開；用紫外光（功率較小的醫(yī)用紫外線燈）照射鋅板，驗電器指針即迅速閉合；再給鋅板帶正電，同樣用紫外光照射鋅板，驗電器指針不再閉合；再用白熾燈作光源，照射帶電的鋅板，不見指針張角有何變化．從上述過程可以看出，它是一個邏輯性很強的縱向?qū)Ρ冗^程．由（a）、（b）階段的對比可以看出，驗電器指針閉合不是由于紫外光使空氣電離的原因（雖然有一點影響，但不是主要原因），而是光照射使電子躍出的原因．由（a）（C）階段的對比說明光電子能否躍出與照射光的頻率有關(guān)．

縱向?qū)Ρ鹊难菔痉椒ㄊ前凑宅F(xiàn)象變化的順序逐步展開的．它能夠使學(xué)生較好地把握過程發(fā)展的階段特征，但需要不斷回憶已經(jīng)消逝了的現(xiàn)象．在比較復(fù)雜的過程中，可以變部分縱向?qū)Ρ葹闄M向?qū)Ρ龋v橫向?qū)Ρ认嘟Y(jié)合．例如，圖7－12（a）顯示了物體浸入液體前后彈簧秤讀數(shù)的變化，由此可知浮力的大小，在繼續(xù)演示的過程中，保留圖7－12（a）的狀態(tài)，同時用另一個同樣規(guī)格的彈簧秤顯示排開液體的重量，如圖7－12（b）所示，兩者橫向?qū)Ρ龋瑢W(xué)生就能清晰地察覺兩者之間的關(guān)系．

又如在上述接通電路的自感現(xiàn)象的演示中，也采用了電感支路和電阻支路同時橫向?qū)Ρ鹊姆椒?，從而使難于察覺的暫態(tài)差異顯現(xiàn)出來．

為了便于學(xué)生認(rèn)識事物的本質(zhì)，常需要用正向和反向?qū)Ρ鹊姆椒ǎ纾瑸榱苏f明振動產(chǎn)生的條件之一是物體必須受到回復(fù)力的作用，可以用彈簧振子演示，分析回復(fù)力使物體圍繞平衡位置往復(fù)運動；還可以用保險絲繞一個彈簧，下掛小球，在事先不告訴學(xué)生彈簧材料的情況下，把小球拉伸后釋放．學(xué)生驚異地看到小球不發(fā)生往回運動，這時告訴學(xué)生彈簧的材料，于是學(xué)生們從反面現(xiàn)象加深了振動產(chǎn)生條件的認(rèn)識．

總之，教師在演示教學(xué)中，一定要注意使學(xué)生的觀察和思維活動緊密結(jié)合起來．用觀察促進思維活動的展開，又用思維指導(dǎo)觀察活動的進行，使學(xué)生逐步認(rèn)識物理概念、規(guī)律，逐步發(fā)展觀察和思維能力．

§7.4學(xué)生分組實驗教學(xué)

一、學(xué)生分組實驗技能訓(xùn)練的教學(xué)目的 學(xué)生分組實驗是學(xué)生在教師指導(dǎo)下獨立操作的課堂教學(xué)過程，教師應(yīng)當(dāng)根據(jù)大綱的要求，有計劃地、系統(tǒng)地訓(xùn)練學(xué)生的實驗技能和良好習(xí)慣．這些技能的教學(xué)目的可大體分述如下：

1．逐步學(xué)會自學(xué)實驗講義（教材）

通過自學(xué)與輔導(dǎo)，逐漸學(xué)會自學(xué)實驗講義或相關(guān)教材，理解其內(nèi)容、包括目的和原理，知道怎樣做實驗，會組織實驗步驟．

2．逐步養(yǎng)成正確認(rèn)識基本量具、儀表的習(xí)慣

要求學(xué)生養(yǎng)成正確習(xí)慣：拿到量具，儀表能說出它的名稱，通過對外部形態(tài)、銘牌、一般構(gòu)造的觀察，教師的輔導(dǎo)及閱讀說明書等材料，了解它的主要功能、使用條件、量度范圍，精密（準(zhǔn)確）度及使用規(guī)范．

3．逐步養(yǎng)成良好的操作規(guī)范，進行正確的實驗操作．

實驗操作必須按一定的操作規(guī)范程序進行，逐步養(yǎng)成良好習(xí)慣，例如：

（1）裝配儀器：一臺儀器的裝配，多臺儀器和器材的組合，都應(yīng)當(dāng)做到能按合理的規(guī)范程序操作．例如在裝配天平時，應(yīng)先將橫梁放于止動架上，才能安放掛鉤、掛架和掛盤，不僅要使各類部件的位置正確，而且要做到“對號入座”．

（2）儀器的預(yù)備性調(diào)整

器件裝配好以后，一般都要進行預(yù)備性調(diào)整，如儀器底座位置的調(diào)整，滑線變阻器滑動臂初始位置的調(diào)節(jié)，儀表上的檔位選擇及各種旋鈕初始狀態(tài)的調(diào)節(jié)，熱電子儀器的預(yù)熱，光具共軸的調(diào)節(jié)和各種測量儀表零點的調(diào)節(jié)等．

預(yù)備性調(diào)節(jié)的最后一步是檢查，檢查的項目，一是看儀器或電路的裝配是否正確，二是看各種器件是否處于規(guī)定的初始狀態(tài)．

（3）啟動工作和觀察記錄：按規(guī)程及實驗步驟啟動儀器工作，并仔細(xì)觀察，記錄所示數(shù)據(jù)．（4）實驗結(jié)束后的收尾工作

實驗結(jié)束，應(yīng)按照一定的順序拆除和整理儀器；檢查儀器材料是否有壞損丟失，然后清理桌面，板凳的歸位．一切設(shè)備復(fù)原．

4．逐步掌握實驗操作的規(guī)范動作

實驗操作不僅要注意程序，而且要注意動作的規(guī)范要求，切忌隨意性的動作．例如：

（1）調(diào)整天平時，一般用左手握住止動旋鈕，不論調(diào)節(jié)底座、橫梁，放卸待測物和砝碼，還是撥動游碼，都必須在止動期內(nèi)進行．需要觀察天平是否平衡時，再輕輕地順時針旋轉(zhuǎn)止動旋鈕．當(dāng)橫梁處于升起狀態(tài)時，左手不可脫離止動旋鈕．這樣做，一方面是為了防止橫梁自動落下，一方面提醒使用者在觀察天平平衡之后立即把橫梁放下．用右手拿砝碼鑷，鑷口的凹邊應(yīng)當(dāng)朝上，如圖7－13所示．待測物和砝碼都應(yīng)放在砝碼盤的中央．

（2）用手拿燒杯傾倒液體時，應(yīng)如圖7－14所示．

（3）使用螺旋測微器，一般應(yīng)用左手拿被測物，右手無名指與小指握弓形架，拇指與食指操作旋輪．若被測物已被固定，則可用左手握住弓形架身，右手旋轉(zhuǎn)螺桿套筒．當(dāng)螺桿開始接觸被測物時，應(yīng)改旋棘輪，使螺桿前行，壓住被測物，待聽到“咔咔”聲時再行讀數(shù)，如圖7－15所示．

（4）用手調(diào)節(jié)滑線變阻器滑臂時，應(yīng)以另一手扶住瓷支架上方，如圖7－16所示．

（5）用手拿透鏡時，應(yīng)如圖 7－17所示，切不可觸及透鏡表面．

5．學(xué)會正確測量讀數(shù)與處理數(shù)據(jù)

（1）檢查零點是否正確，在零點不符的情況下，應(yīng)調(diào)整好零點或選擇相對零點：

（2）應(yīng)使觀察視線與表面垂直．（3）讀數(shù)時，一般應(yīng)保證準(zhǔn)確的數(shù)位不致省略，可以估讀到最小分度的下一位，但不必估讀至最小分度的下兩位．例如，用毫米刻度尺測量的正確讀數(shù)是15.3mm．不應(yīng)表達(dá)為15mm，也不應(yīng)表達(dá)為15.25mm．當(dāng)量具的最小分度為0.2或0.5個單位時，在觀察能力許可的條件下，應(yīng)估讀到最小分度的 1／2或 1／5．例如，最小分度為0.02A的安培表，應(yīng)估讀到0.01A：

不管使用何種量具，養(yǎng)成良好的讀數(shù)習(xí)慣是非常重要的．一般來說，應(yīng)當(dāng)先觀量程，再看最小分度，然后看零點，再讀數(shù)和記錄．

處理數(shù)據(jù)應(yīng)體現(xiàn)科學(xué)的態(tài)度和方法．常用處理方法有計算法和圖示法兩種．

在中學(xué)物理教學(xué)中，使用計算法多利用平均法來減小實驗誤差．

圖示法的優(yōu)點主要有兩條：一是簡明、直觀、便于比較，特別對探索物理規(guī)律很有用；二是利用實驗中的有限數(shù)據(jù)作出圖線后，從中找到那些無法通過實驗來得到的數(shù)據(jù)，還可以求出相關(guān)的第三個物理量．用圖示法表述物理量之間的關(guān)系時，應(yīng)注意以下的要求：（1）在中學(xué)物理教學(xué)中，主要介紹直角坐標(biāo)系．直角坐標(biāo)一般以橫軸代表自變量，縱軸代表因變量．在軸的末端近旁注明所代表的物理量及其單位．

（2）坐標(biāo)的原點，不一定取為變量的零點．坐標(biāo)軸上的標(biāo)度值應(yīng)能恰當(dāng)?shù)胤磻?yīng)出測量值的有效數(shù)字．坐標(biāo)標(biāo)度應(yīng)劃分得當(dāng)，以不用計算就能直接讀出圖線上每一點的坐標(biāo)為宜，如通常用1、2、5而不用3、7、9來標(biāo)度，使坐標(biāo)紙的一小格可用來表示測量值最后一位的1，2，5個單位．

（3）應(yīng)盡量使圖線占據(jù)圖紙的大部分，不致偏于一角或一邊．橫軸和縱軸的標(biāo)度可以不同，但大小要注意配合．如果數(shù)據(jù)特別大或特別小，可提出乘積因子，例如提出×103、×10－2放在坐標(biāo)軸最大值的右側(cè)．

（4）描點和聯(lián)線．依據(jù)實驗數(shù)據(jù)用削尖的鉛筆在圖上描點．為清楚、準(zhǔn)確起見，常以該點為中心，用×、⊙等符號中的一種標(biāo)明．同一圖線上的觀測點要用同一種符號，如果圖上有兩條圖線，則應(yīng)用兩種不同符號以示區(qū)別．描繪出的直線或曲線應(yīng)為光滑曲線．曲線不通過全部測定點是正常現(xiàn)象．一般情況下，聯(lián)線時應(yīng)盡量使曲線通過或靠近大多數(shù)觀測點，并使測點比較均勻地分布在曲線的兩側(cè)．如圖7－18所示．

6．學(xué)會寫實驗報告

實驗報告一般應(yīng)包括實驗?zāi)康?、裝置與器材、實驗原理與步驟、數(shù)據(jù)記錄與計算、結(jié)論與討論等部分，逐步地要求學(xué)生學(xué)習(xí)自行設(shè)計實驗報告．在設(shè)計報告時，應(yīng)讓學(xué)生學(xué)習(xí)用比較簡潔的文字，直觀的圖表來表達(dá)報告的內(nèi)容．?dāng)?shù)據(jù)表格的設(shè)計應(yīng)做到：說明實驗條件；要有原始記錄；欄目中應(yīng)注明物理量的符號和單位；力求簡明，便于總結(jié)物理規(guī)律．

下面介紹一份學(xué)生分組實驗的報告：

證機械能守恒定律

實驗者姓名××，同組人姓名×××

實驗時間×月×日下午第二節(jié)

[實驗?zāi)康腯

1．驗證物體在光滑斜面上自由下滑時的機械能守恒；

2．進一步鞏固打點計時器的使用和數(shù)據(jù)處理方法。

[實驗器材]

平面小車，電磁打點計時器，學(xué)生用電源，支架，直尺。

[實驗原理與步驟]

如圖7－19，如果小車在重力作用下沿光滑斜面下滑，從靜止點A到B小車的重力勢能減少 △Ep=Mghon

而動能增加 如果△Ek=△Kp即 或△Ek/△Ep=1

則證明機械能守恒

1．調(diào)節(jié)斜面傾角，使H/L盡可能大一些，以減小摩擦力的影響；

2．裝配和調(diào)整電磁打點計時器；

3．將小車置于斜面上方A點處，連接裝配好打點紙帶；

4．開啟電源，釋放紙帶末端，使小車下滑，下滑結(jié)束即關(guān)閉電源；

5，取下紙帶，測量讀數(shù)并進行數(shù)據(jù)處理。為什么在本實驗中△Ek／△Ep＜1？ 因為在本實驗中小車在斜面上運動所受的阻力不能忽略不計，其勢能減少量中的一部分消耗在克服阻力所做的功上，因此△Ek＜△Ep．本實驗的誤差約在8％以下．因此可以說，如果不計阻力的影響，小車維持機械能守恒．

由上述數(shù)據(jù)可以大致估計小車所受阻力的大小．現(xiàn)以第4組數(shù)據(jù)為例．

二、學(xué)生分組實驗的一般過程和教學(xué)要求

學(xué)生分組實驗的過程，一般分為三個階段：準(zhǔn)備、操作和總結(jié)階段．

1．準(zhǔn)備階段及其要求

本階段的主要任務(wù)是使學(xué)生明確實驗?zāi)康模斫鈱嶒炘?、方法，認(rèn)識實驗儀器，做好操作與記錄的準(zhǔn)備工作，其核心是理解實驗方案．這是調(diào)動學(xué)生實驗主動性的前提．如果對目的、原理不了解，依葫蘆畫瓢地做一陣子實驗，稀里糊涂地記了一批數(shù)據(jù)，這就很難說有什么好的收效．對科學(xué)的實驗研究來說，構(gòu)思階段非常重要．教師正是在實驗的準(zhǔn)備階段中，讓學(xué)生學(xué)一點科學(xué)構(gòu)思的方法．因此，教師要充分重視準(zhǔn)備階段的引導(dǎo)工作，如引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真閱讀實驗教材，提出一些問題幫助學(xué)生思考和理解例如，在做“把電流表改裝成伏特表”的實驗以前，可布置如下幾個問題：

（1）怎樣才能把電流表改裝成伏特表？在計算電表的附加電阻時，應(yīng)當(dāng)知道電流表的哪些參數(shù)？

（2）在按圖7－20的電路測電流表內(nèi)阻時，為什么要滿足R遠(yuǎn)大于R＇（例如R≥100R＇）的條件？怎樣才能滿足R》R＇的條件（怎樣選擇電路中的兩個可變電阻和電源輸出電壓）？

（3）在校正伏特表時，應(yīng)按怎樣的電路測試？改變電壓應(yīng)選擇滑線變阻器的分壓器電路，還是限流器電路？

此外也可以通過教師引導(dǎo)下的學(xué)生討論，共同設(shè)計和理解實驗方案，特別是對探索性的實驗，更應(yīng)注重這方面的引導(dǎo)． 學(xué)生理解了方案，還不能認(rèn)為已完成了必要的準(zhǔn)備工作，還必須考慮學(xué)生是否具備進行實驗的技能．只有事先為學(xué)生進行實驗基本鋪平了道路，才能使他們在有限的課堂時間內(nèi)，把精力集中在解決主要矛盾方面．

例如，高一力學(xué)中有一組關(guān)于利用電磁打點器的實驗．對學(xué)生來說，這是一種新的實驗方法，它涉及到打點計時器的原理和使用，有關(guān)的實驗原理和操作要求，紙帶數(shù)據(jù)的處理方法等，因此是比較困難的．教材中分成幾個不同內(nèi)容的實驗，分散了教學(xué)的難點．教師應(yīng)當(dāng)根據(jù)各次實驗的側(cè)重點引導(dǎo)學(xué)生做好預(yù)習(xí)工作．

還須說明一點，預(yù)習(xí)決不只是看書．對于一些學(xué)生尚未見過的儀器，光靠看書往往是難于弄懂的．教師應(yīng)當(dāng)抽出一定時間，讓學(xué)生邊看實物，邊著教材，或者一邊聽教師講解一邊看示范操作．

2．操作階段及其要求 它是把實驗方案變?yōu)閷嵺`的階段．在這個階段中，學(xué)生的主要任務(wù)是：安裝和調(diào)整儀器，操作控制實驗條件的變化，觀察測量，取得必要的數(shù)據(jù)；排除可能出現(xiàn)的故障，這是培養(yǎng)學(xué)生實驗技能和良好習(xí)慣的關(guān)鍵階段．

總的說來，在學(xué)生分組實驗的教學(xué)過程中，應(yīng)始終注意發(fā)揮學(xué)生的主動性，使他們帶著明確的目的，認(rèn)真仔細(xì)地觀察，積極地動手操作和動腦思考．實驗中遇到一些問題．教師應(yīng)善于啟發(fā)，不要包辦代替．這樣盡管學(xué)生可能遇到一些麻煩，但收獲是大的．還需要辯證地處理好發(fā)揮學(xué)生主動性與嚴(yán)格要求的關(guān)系．實驗中有一定的程序規(guī)范和動作規(guī)范，應(yīng)當(dāng)使學(xué)生了解這些要求是以科學(xué)理論為依據(jù)，并經(jīng)過實踐總結(jié)出來的，以提高學(xué)生執(zhí)行規(guī)范的自覺性．其次，執(zhí)行規(guī)范也不是要求學(xué)生機械的操作．相反，應(yīng)要求學(xué)生手腦并用．例如，調(diào)節(jié)天平底座的時候，就必須根據(jù)重垂線的垂尖位置思考底腳螺絲的調(diào)節(jié)旋向．當(dāng)然熟練以后就會成為一種技能．實驗步驟是根據(jù)實驗程序的總要求來制訂的，但也不是千篇一律．可適當(dāng)鼓勵學(xué)生在不違反操作規(guī)程基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新．再次，應(yīng)當(dāng)看到嚴(yán)格要求對于培養(yǎng)學(xué)生良好習(xí)慣和作風(fēng)的意義，從一開始就要嚴(yán)格要求，許多學(xué)生在連接電路以前，從不考慮各器件放置的位置，亂七八糟，有的儀器表面背對著自己，他們認(rèn)為，只要電路正確就行了．還有的學(xué)生準(zhǔn)備不認(rèn)真，不按操作規(guī)程操作，使儀器損壞，實驗結(jié)束，桌面場地零亂，儀器不復(fù)位．造成儀器零件及材料丟失．如果老師放松要求，久而久之不僅養(yǎng)成學(xué)生毛毛糙糙的作風(fēng)，而且極不利于對學(xué)生品德特別是科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)，對于學(xué)生今后的工作學(xué)習(xí)也很不利．在實驗指導(dǎo)的過程中，教師應(yīng)抓住好壞典型，不失時機地提出對全體學(xué)生有教育意義的問題．

3．總結(jié)階段及其要求

本階段的一般任務(wù)是：處理數(shù)據(jù)，分析結(jié)果及完成實驗報告．這是從現(xiàn)象上升到理性認(rèn)識的重要階段．在這個階段中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮思維的能動作用，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)處理的某些方法，了解影響實驗結(jié)果的因素，培養(yǎng)實事求是的態(tài)度和科學(xué)作風(fēng)．

值得一提的是如何對待“不滿意”的結(jié)果．應(yīng)當(dāng)使學(xué)生認(rèn)識到，改一改數(shù)據(jù)，湊成“好的結(jié)果”是十分錯誤的；簡單地歸結(jié)為儀器粗糙，對自己也無益處；應(yīng)當(dāng)仔細(xì)分析實驗經(jīng)過和實驗條件，找出產(chǎn)生問題的原因，必要時重做實驗．有時看上去實驗是失敗了，但對一個認(rèn)真的實驗者來說，收獲不一定就小，獲取實驗數(shù)據(jù)是一件嚴(yán)肅的工作，任何時候都不允許草率從事，更不用說弄虛作假，在教學(xué)實驗中就要強調(diào)這種科學(xué)精神．此外，還應(yīng)當(dāng)向?qū)W生指出：教學(xué)中的實驗只是給大家提供學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的機會，科學(xué)上的發(fā)現(xiàn)絕不是這樣輕而易舉地得到的；不是通過一、二節(jié)課的時間就能使理論得到驗證或發(fā)展的．

第四篇：中學(xué)物理實驗教學(xué)

中學(xué)物理實驗教學(xué)，當(dāng)與“新課改”并行

摘要：本文通過對傳統(tǒng)的中學(xué)物理實驗教學(xué)中存在的一些弊端進行剖析，提出了“新課改”下的中學(xué)物理實驗教學(xué)的主要特征，并思考怎樣推進中學(xué)物理實驗教學(xué)的改革模式。

關(guān)鍵詞：新課 物理實驗 實驗教學(xué)

一、問題的提出

物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)?；仡櫸锢韺W(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展過程，可以發(fā)現(xiàn)實驗是研究物理問題最基本的手段和方法，自始自終發(fā)揮著極其重要的作用。培根說過：“凡是希望對于在現(xiàn)象背后的真理得到毫無懷疑的快樂的人，就必須知道如何使自己獻身于實驗?！蓖瑯?，物理實驗在物理教學(xué)中也占有舉足輕重的地位。中學(xué)物理實驗是實現(xiàn)物理教學(xué)目標(biāo)的基本手段，是實現(xiàn)手、眼、腦綜合運用的過程。物理課程標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了實驗教學(xué)的任務(wù)，并把培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能作為中學(xué)物理教學(xué)的目的之一，力求通過實驗來加強中學(xué)物理的教學(xué)，提高教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、操作能力、分析能力。在“新課改”下的今天，強化實驗教學(xué)就顯得更加突出，尤為重要。物理新課程標(biāo)準(zhǔn)旨在進一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，而科學(xué)精神中的探究精神、創(chuàng)新精神等在物理實驗中學(xué)生都可以得到充分的訓(xùn)練和培養(yǎng)。因此，在“新課改”形勢下，就必須對現(xiàn)行中學(xué)物理實驗教學(xué)進行改革，是為急務(wù)。

二、傳統(tǒng)的中學(xué)物理實驗教學(xué)中存在的一些弊端

1．落后性和局限性

當(dāng)今的科技發(fā)展一日千里，教學(xué)儀器設(shè)施設(shè)備在不斷地更新?lián)Q代，而中學(xué)物理實驗室特別是農(nóng)村中學(xué)用的還是八十年代的“小車＋木塊”，現(xiàn)代化的教學(xué)手段不能充分用在中學(xué)物理實驗教學(xué)中，中學(xué)物理實驗大多數(shù)與科技前沿相距太遠(yuǎn)，受到教材、場地、實驗器材以及時間等的限制，實驗就只能停留在教材中和實驗室里，使學(xué)生感覺物理實驗毫無趣味可言，嚴(yán)重制約了學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性、主動性、能動性以及探究性。

2．單一性

我國實驗教學(xué)的一個怪現(xiàn)象是“錄像實驗”和“試題實驗”。為了應(yīng)付中考，教師想出了提高“課堂效率”的絕招：用“錄像實驗”詳細(xì)講解實驗要點、步驟，代替學(xué)生動手操作；用“試題實驗”講原理與設(shè)計思想，學(xué)生在實驗中“動腦不動手”。這種濃縮的實驗教學(xué)方式對于應(yīng)付考試有時還比較管用，這種理論與實踐的脫離，嚴(yán)重制約著物理教學(xué)水平的整體提高。著名物理學(xué)家楊振寧曾對中、美兩國學(xué)生的物理學(xué)習(xí)進行比較研究，指出：“中國的學(xué)生學(xué)習(xí)非常刻苦，基礎(chǔ)知識豐富、扎實，且善于考試，但他們卻普遍存在動手能力差，不善于提出問題等缺陷”。這與其它大量的信息資料表明的是同一個事實：中國基礎(chǔ)教育最為突出的弊端之一就是忽視了對學(xué)生進行動手能力的培養(yǎng)。在物理課堂教學(xué)中，實驗一方面能培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和激發(fā)學(xué)生的求知欲，另一方面能創(chuàng)設(shè)學(xué)生有效掌握知識的學(xué)習(xí)環(huán)境，能使學(xué)生在注意力高度集中的情況下處于教師創(chuàng)設(shè)的情景中，達(dá)到“我看了，我記了；我做了，理解了”，這正是教師演示實驗和學(xué)生分組實驗?zāi)苓_(dá)到的效果，而課堂教學(xué)中教師如果對該做的實驗不做，一帶而過給出結(jié)論，忽視了課堂的探究過程，學(xué)生往往處于“我聽了，我忘了”的狀態(tài)，雖然在短時間內(nèi)有些印象，但容易遺忘。

3．包辦性

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)側(cè)重于基本的實驗技能，過多地強調(diào)實驗操作的規(guī)范化。學(xué)生在實驗中往往“動手不動腦”，出現(xiàn)以單純的機械操作為主。學(xué)生根據(jù)教師講解的實驗?zāi)康?、器材、步驟，像做廣播操那樣，按照規(guī)定的程序進行操作，去獲取教師或教材所要得到的數(shù)據(jù)或?qū)嶒灲Y(jié)果，而不去考慮實驗為什么要這樣做，怎樣去做，更不去考慮實驗中可能會存在什么問題，以及需要如何去解決。在這種實驗教學(xué)模式下，學(xué)生對實驗的認(rèn)識只停留在表面上，體會不到實驗的真正意義，當(dāng)然也就談不上探究與創(chuàng)新。久而久之，學(xué)生對實驗也就失去了興趣，出現(xiàn)有些學(xué)生相互之間抄襲數(shù)據(jù)，甚至瞎編造數(shù)據(jù)，這種實驗報告就顯得一點兒沒有意義，且違背了我們教育的培養(yǎng)初衷。

在新課程中增加了一些探究性實驗，教師似乎也比較注重探究性實驗，然而往往有不少實驗的探究只停留在了表面上，要學(xué)生真正體驗科學(xué)上的探究，還存在不少的困難。比如，以人教版九年義務(wù)教育課程課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書物理八年級下冊第九章第七節(jié)《磁生電》為例：本節(jié)課為典型的探究課，教材要求學(xué)生從實驗現(xiàn)象中歸納得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。教師教學(xué)設(shè)計時一般安排為隨堂實驗課。學(xué)生按圖連接電路，按表格填寫實驗現(xiàn)象，然后由實驗現(xiàn)象得出結(jié)論。一切竟如此輕松！學(xué)生感嘆，那么簡單的結(jié)論，法拉第竟花費了十幾年的時間去探究！為什么學(xué)生竟會有如此的想法？為什么學(xué)生難以體會科學(xué)家們從事科學(xué)探究的艱辛？原因在哪里？原來是在課堂探究實驗中教師給定的預(yù)設(shè)條件太具體化了：實驗器材，線路連接，具體要觀察的現(xiàn)象，要記錄的表格都有了，有時教師從教學(xué)時間考慮，甚至連實物圖都事先給連好了，學(xué)生在課堂上只剩下在表格中填“有電流”或“無電流”，實驗中其實就沒有了探究的味道。至于本實驗的關(guān)鍵與重難點，學(xué)生如何從實驗現(xiàn)象歸納得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，應(yīng)該說對學(xué)生的思維要求還是挺高的，可是不少學(xué)生在課前預(yù)習(xí)過教材，在做實驗之前也就早已知道了結(jié)論，這樣的探究還有多少是真正探究的價值！

三、新課改下中學(xué)物理實驗教學(xué)的主要特征

新課程的培養(yǎng)目標(biāo)定位于培養(yǎng)全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，新課程標(biāo)準(zhǔn)使中學(xué)物理實驗教學(xué)有了新的要求和新的特點，促使物理實驗從內(nèi)容到形式都發(fā)生了較大的變化。

1．物理實驗的趣味化

物理實驗根源于假設(shè)加驗證的探究性質(zhì)，這決定它具有極大的動機，來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的功能，但是以往物理課程教學(xué)因過分強調(diào)“學(xué)科中心”和“知識系統(tǒng)”，使物理實驗的“學(xué)術(shù)化”偏向十分明顯。國內(nèi)外的各種調(diào)查顯示，很多中學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣正在明顯降低，甚至一些學(xué)生放棄了對物理的學(xué)習(xí)。導(dǎo)致這一狀況的原因固然是多方面的，但物理實驗?zāi)芊窦ぐl(fā)學(xué)生的探究興趣、求知欲望和動手學(xué)好，這也是新課程標(biāo)準(zhǔn)反要求的，應(yīng)該引起我們的關(guān)注與思考。有教師創(chuàng)新關(guān)于“力”的實驗：設(shè)計了筷子提米、瓶口吞蛋、不沉底的針等實驗，這些實驗簡單易行，趣味性強，效果也明顯。有效地提高了物理實驗的趣味性，創(chuàng)設(shè)趣味實驗等新的實驗形式，使實驗系列化、多樣化，這是今后教學(xué)中需要強化的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)途徑。

2．物理實驗的微型化

微型實驗同常規(guī)實驗相比，具有儀器簡單、村料少、省時省力、現(xiàn)象明顯等特點。由于微型實驗來源于生活、應(yīng)用于生活，能極大地激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)的興趣，有效提高課堂教學(xué)的質(zhì)量。同時，由于微型實驗的器材來源廣泛，取材容易，可達(dá)到人手一套器材，從而能實現(xiàn)人人動手。學(xué)生通過動手做實驗和自制教具或?qū)W具，既訓(xùn)練動手能力和創(chuàng)新能力等，又增強了自信心；既體驗了自主實驗的成就感，又強化了實驗的參與意識。

3．物理實驗的生活化

物理是一門實踐性應(yīng)用性很強的科學(xué)，物理現(xiàn)象無時不在，無處不有，物理知識廣泛地滲透到個人和社會生活的各個方面。為此，我們有理由創(chuàng)設(shè)一些新的物理實驗形式，如“生活中的物理實驗”、“家庭小實驗”等，使學(xué)生認(rèn)識和理解物理對個人和社會的價值，營造“學(xué)科學(xué)、愛科學(xué)、用科學(xué)”的氛圍，在潛移默化中對學(xué)生進行“科學(xué)的生活”和“生活中的科學(xué)”教育。

4．物理實驗的社會化

將“從生活走向物理、從物理走向社會”、“面向全體學(xué)生的物理”這些理念落實到物理教學(xué)中，要求整個課堂教學(xué)中貼近生活、貼近社會，使學(xué)生學(xué)習(xí)“有用的物理”。作為物理課程教學(xué)內(nèi)容的一個重要組成部分，物理實驗尤其要注意聯(lián)系學(xué)生的生活和社會實際。這一方面可以提高學(xué)生的科學(xué)興趣，使學(xué)生感到物理就在自己的身邊；另一方面也可使學(xué)生在掌握物理知識的基礎(chǔ)上，了解其應(yīng)用的原理。因此，通過物理實驗來解釋和解決日常生活和社會實際問題，對于拓展物理實驗的功能，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和提高學(xué)生的致用能力，具有十分重要的意義。

四、新課改下中學(xué)物理實驗教學(xué)改革模式的探討

1．改“落后性”為“先進性”

對現(xiàn)有物理儀器設(shè)施設(shè)備盡快更新。運用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，使學(xué)生實驗更加直觀、簡便、準(zhǔn)確，更具有吸引力。教師還可以適當(dāng)?shù)卦黾右恍┙锢韺嶒灒寣嶒炞咴诮滩牡那懊?，讓學(xué)生初步了解和接觸科技前沿。

２．改“局限性”為“開放性”

經(jīng)常開放實驗室。由于人的個性差異，有些學(xué)生往往不滿足于課堂上所看到的或書本上所接觸到的實驗，他們往往表現(xiàn)出較強的動手欲望，有些學(xué)生則動手能力不強，有時想自己試著做實驗，又怕做不成功，在實驗中往往處于旁觀者的位置。因此不定期地開放實驗室，既可以給動手能力強的學(xué)生施展身手機會，又可以為動手能力較差的學(xué)生提供鍛煉自己，提高實驗?zāi)芰Φ谋憷?。具體辦法可以采取自愿參加、全方位開放的形式，或根據(jù)興趣愛好組織專題研究和探討，學(xué)生也可以根據(jù)自己的情況和需要，復(fù)習(xí)已經(jīng)學(xué)過的實驗的操作，自主選擇實驗方法或自主選擇身邊的材料去做各種實驗，完成自己設(shè)計的小實驗等。無論采取哪種形式和基于何種目的，這些實驗都將極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強學(xué)生的動手能力，這樣也能達(dá)到將實驗室“搬出”學(xué)校，將儀器“搬回”家中，讓學(xué)生擺脫課本、實驗室、器材的限制，真正做到實驗教學(xué)的“改革開放”，引導(dǎo)學(xué)生去探究和發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、想象能力和創(chuàng)造能力。

3．改“單一性”為“多樣性”

（1）改驗證性實驗為探究性實驗。我們可以嘗試改“力的合成”為“研究合力與分力的關(guān)系”。在實驗中，先讓學(xué)生通過觀察實驗現(xiàn)象，總結(jié)現(xiàn)平行四邊形法則，這樣讓學(xué)生在實驗中先獲得感性認(rèn)識，再上升到理性認(rèn)識，比起單純地教師演示、講解的效果，學(xué)生對學(xué)習(xí)物理的興趣更強，對物理規(guī)律的理解也更加深刻。

（2）加強理論與實踐的聯(lián)系。例如：講開關(guān)時，教師讓學(xué)生多接觸生活中常用的開關(guān)；講變壓器時，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識家用電器中的小型變壓器或參觀發(fā)電廠。在課外活動中指導(dǎo)學(xué)生修理實驗儀器、開設(shè)小型家用電器等課外活動小組，讓實驗更加貼近學(xué)生的生活、深入生活，用所學(xué)的物理知識去解決實際問題，進一步培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，激發(fā)學(xué)生的求知欲望。

4．改“包辦性”為“獨立性”

獨立完成一個實驗，要求學(xué)生具有扎實的基礎(chǔ)知識，嚴(yán)密的思維能力，熟練的實驗技能。而培養(yǎng)學(xué)生的獨立實驗?zāi)芰Γ詈玫霓k法是指導(dǎo)學(xué)生嘗試課本外的探究性實驗和設(shè)計性實驗。例如“研究白熾燈泡的電阻隨電壓變化的關(guān)系”的實驗，可以指導(dǎo)學(xué)生獨立設(shè)計電路（要考慮滑動變阻器的分壓接法和限流接法，電流表的內(nèi)、外接法），選擇器材（電源、電流表、電壓表的量程、滑動變阻器等），處理實驗中的突發(fā)問題（如電路不通、缺少器材等）和記錄、處理數(shù)據(jù)，最后再與額定值相比較，分析實驗誤差的來源。學(xué)生的獨立實驗是鞏固物理知識，培養(yǎng)學(xué)生思維能力、動手能力以及發(fā)揮學(xué)生主動能動性的重要手段之一。

總之，新課改下的中學(xué)物理實驗教學(xué)的改革應(yīng)注重把實驗的改進與培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神相結(jié)合，不僅要讓學(xué)生明確實驗改進的必要性，學(xué)會改進的方法與技術(shù)，體驗改進成功的喜悅，更要注重啟發(fā)學(xué)生運用所學(xué)的物理知識去進行創(chuàng)新。

第五篇：中美中學(xué)物理實驗教學(xué)比較

一、美國中學(xué)物理教師對物理實驗教學(xué)的重視問題筆者之一曾在美國考察訪問過八所中學(xué)，給筆者留下深刻印象的是：美國中學(xué)物理教師普遍很重視實驗。他們一般都有自己的專用教室，各班學(xué)生輪流來上課。教室里四周靠墻的桌子上，常常擺了一圈演示實驗儀器。教室旁邊還有一間準(zhǔn)備室，準(zhǔn)備室里也放滿了教師的各種教具與實驗器材。這些演示教具和實驗器材大多是教師自己設(shè)計制作的。許多自制的實驗器材構(gòu)思巧妙，結(jié)構(gòu)簡單，效果良好。例如，ＲＯＹＡＬ中學(xué)的貝克爾先生設(shè)計的將沉重的長方木從中點水平支起來，用塑料的高爾夫桿套經(jīng)毛皮摩擦后吸引長方木一端使之水平旋轉(zhuǎn)的靜電實驗；磁鐵在豎直的銅管中緩緩下落的渦流阻尼實驗，塑料瓶中裝有界限明顯的兩色液體的模仿龍卷風(fēng)的實驗；數(shù)字顯示不同物體的溫度的實驗等；ＶＡＮＮＵＹＳ中學(xué)的羅伯特先生用蘋果和南瓜在教學(xué)樓頂上做的自由落體實驗；自制木頭飛機在鐵絲上滑行投彈的平拋實驗及“射擊猴子”實驗；ＳＡＮＦＥＲＮＡＮＤＯ中學(xué)的克朗代爾博士的水流反沖實驗，用玩具槍在不同角度做的斜拋運動實驗等。這些實驗器材大部分是他們自己掏腰包購買材料，不惜時間精力制作起來的，表現(xiàn)了美國中學(xué)物理教師對實驗的重視和敬業(yè)精神。他們通常一天５節(jié)課，另一節(jié)用于備課和批改作業(yè)等，天天如此，還有的周課時達(dá)到３０多節(jié)的。即便如此，他們也是想方設(shè)法設(shè)計各種教具及實驗器材以改進教學(xué)。值得一提的是“射擊猴子”問題，這在中國的中學(xué)物理課本上也有：樹上吊著一只猴子，有一管獵槍的槍口直接對準(zhǔn)猴子，獵槍開火的一瞬間，猴子從樹上掉下，問槍彈能否擊中猴子。我國的有關(guān)報刊曾專門對此問題進行過討論，稿件幾乎全是從理論和計算方面來證明或是討論的。而在美國，筆者先后四次看到不同的美國教師用實驗回答這個問題。最精密的實驗是加州洛杉磯大學(xué)（ＵＣＬＡ）的霍夫曼博士設(shè)計的用激光瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)距離射擊，在猴子快要落地時命中的演示實驗。最簡單的實驗是上面提到的羅伯特先生設(shè)計的實驗：他用一根３米長的塑料管做為獵槍，用木頭削制子彈，猴子用電磁鐵吊在空中，電磁鐵開關(guān)用一導(dǎo)線連至塑料管口。他從管子另一頭瞄準(zhǔn)猴子，用嘴使勁一吹，子彈飛出管口，斷開電源，猴子落下，飛出的子彈恰好擊中下落的猴子。如此簡單的實驗，就能得到良好效果。這一“射猴”例子生動地說明了美國中學(xué)物理教師對實驗的重視程度。[!--empirenews.page--]美國教師認(rèn)識到，實驗教學(xué)比起直接講述來，確實要花費更多的時間和精力，而且在得到結(jié)論方面常常反不如直接講述來的簡潔而明確。但物理科學(xué)是一門實驗科學(xué)，學(xué)生從物理實驗中所獲得的感性認(rèn)識，探索能力和動手技巧等，不是直接講述所能給予的，而且物理實驗在增加物理教學(xué)的趣味性方面，也有它不可替代的作用。所以，雖然在美國中學(xué)物理教材中一般并沒有列舉需要作什么樣的物理實驗，教學(xué)大綱上也沒有規(guī)定這部分內(nèi)容［１］，但美國中學(xué)物理教師普遍很重視實驗，這已成為一種風(fēng)氣和共識。

二、關(guān)于物理實驗的規(guī)范性及多樣性在我國比較正規(guī)的中學(xué)中，學(xué)生分組實驗的規(guī)范性及實驗條件的優(yōu)越，顯然是大部分美國中學(xué)所不及的。筆者曾看過他們的一份實驗講義，上面列舉了七，八個實驗，內(nèi)容涉及力學(xué)，電磁學(xué)，聲學(xué)，熱學(xué)等多項內(nèi)容，在實驗的規(guī)范性及與教學(xué)內(nèi)容的緊密配合方面，顯然不如我們的學(xué)生分組實驗。曾到中國中學(xué)訪問過的美國教師對中國中學(xué)中實驗設(shè)備的齊全、實驗經(jīng)費的充足感到十分羨慕。他們說：“中國的中學(xué)是很富裕的?！彼悦绹鴮W(xué)生動手做實驗的條件反而不及我國學(xué)生優(yōu)越。我們應(yīng)該重視我們在這一方面的長處，加強管理，提高儀器設(shè)備的利用率，充分挖掘?qū)嶒瀮x器在培養(yǎng)學(xué)生能力方面的潛力。但從另一方面說，儀器的缺乏也激發(fā)了美國中學(xué)師生在實驗方面的創(chuàng)造性。如上所述，美國中學(xué)物理教師自制了大批的教具和實驗器材，此外他們還領(lǐng)導(dǎo)學(xué)生搞各種各樣的課外實驗活動。例如，有一所學(xué)校的老師領(lǐng)著一個學(xué)生實驗小組利用儀器接收從人造衛(wèi)星上發(fā)來的信號，并以此驗證相對論的理論。筆者曾參加洛杉磯１９９２年中學(xué)生發(fā)明競賽的評判工作。他們中學(xué)生制作的各種各樣的參賽展品擺滿了一個體育館的偌大一周圈門廊，充分顯示了他們中學(xué)生課外實驗活動的豐富多彩。筆者在美國參加過多次學(xué)術(shù)會議，其中教師以及學(xué)生演示他們設(shè)計制作的各種實驗常常是會議的一項重要內(nèi)容。[!--empirenews.page--]前兩年，計算機在美國中學(xué)物理實驗教學(xué)中已開始使用，但還不是那么普遍。在筆者訪問過的八所美國中學(xué)中，有一所中學(xué)的物理教室中擺滿了一周遭黑白屏幕的計算機，學(xué)生們正在上有關(guān)的課程。他們的課本就叫做“計算機模擬物理實驗”［２］，目錄如下：實驗一 統(tǒng)計規(guī)律１．隨機事件的分布 ２．分布的平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差實驗二 拋體運動 １．平拋 ２．斜拋 ３．獵人和猴子。實驗三 非勻加速運動 １．空氣阻尼 ２．諧振動 ３．非諧振動實驗四行星運動１．環(huán)繞一個恒星運動 ２．環(huán)繞兩個恒星運動實驗五波動 １．正弦波 ２．波的迭加 ３．駐波。實驗六電場 １．兩個點電荷 ２．三個點電荷 ３．未知電荷。與教材相適應(yīng)有配套的軟盤。學(xué)生當(dāng)時正在津津有味地做著“獵人射擊猴子”的模擬實驗。由目錄可知，這一教材是綜合性的，并不直接配合某一部分物理教學(xué)內(nèi)容，但部分彌補了他們學(xué)生分組實驗內(nèi)容的不足，同時也能使學(xué)生獲得操作計算機的基本技能。此外，有些計算機模擬的物理實驗也是用實物實驗很難實現(xiàn)的，例如“行星運動”。所以，預(yù)計計算機模擬物理實驗以后會有大的發(fā)展。

三、對我國中學(xué)物理實驗教學(xué)中某些問題的反思我們國家對中學(xué)物理實驗已越來越重視，特別是在新版初中物理課本中實驗的比重已大大增加。不少有識之士也通過各種途徑強調(diào)中學(xué)物理實驗的重要性。但是應(yīng)該看到，我們國家在這方面的現(xiàn)狀還是遠(yuǎn)不容樂觀的，這集中表現(xiàn)在城鄉(xiāng)中學(xué)在實驗教學(xué)方面的極不平衡性和“應(yīng)試教育”與“素質(zhì)教育”觀念的尖銳沖突。據(jù)我們對山東省各地區(qū)４０多所中學(xué)的抽樣調(diào)查，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué)及部分縣市中學(xué)中，完成課本上所要求的學(xué)生實驗不足４０％的竟占到一半（５０％），完成書上要求的教師演示實驗不足４０％的也占到將近１／３（３１％），甚至有相當(dāng)一部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué)（７％）基本上一個學(xué)生實驗不做。情況確實是令人吃驚的。那么這樣教出的學(xué)生怎樣解答高考試卷上的實驗題呢？原來試卷上的儀器怎樣連線，他們黑板上就怎樣連線；試卷上怎樣看刻度，他們黑板上就怎樣看刻度。結(jié)果照樣能應(yīng)付高考。這就是所謂的“應(yīng)試教育”。造成這種狀況的原因是多方面的［３］。首先是鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué)經(jīng)費緊張，儀器短缺。大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué)的儀器配置達(dá)不到國家規(guī)定的三類標(biāo)準(zhǔn)。二是管理上的缺陷。許多鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué)缺乏合格的實驗管理人員，造成儀器的完好率，利用率下降，直接影響了物理實驗教學(xué)的進行。三是觀念上的原因。[!--empirenews.page--]這一點也是最重要的和通過努力可以解決的。美國一般中學(xué)的實驗經(jīng)費和儀器配置相對說來也不比我們的鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué)好，但他們的物理實驗卻搞的有聲有色，大批自制教具和實驗器材在物理實驗教學(xué)中發(fā)揮了主要作用。而我們的中學(xué)物理教師卻較少有人在這方面下功夫。據(jù)我們的統(tǒng)計，一件教具沒做過的物理教師，占到１４％，制作教具不足５件的，占到２／３以上。這里有教師自身的原因，也有領(lǐng)導(dǎo)上的導(dǎo)向及政策，環(huán)境，風(fēng)氣等方面的原因，而且后者是主要的。鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué)在我國的教育事業(yè)中占有很大的比重，解決他們在物理實驗教學(xué)方面的問題是亟應(yīng)受到重視的。還有一個值得提出的問題是電化教學(xué)的問題。這一問題也是曾到過中國的美國教師所最不能理解的。他們說：面對面地教不好嗎，為什么非要隔上一層玻璃？他們所說的“中國的中學(xué)是很富裕的”在很大程度上也是指這個問題。雖然在美國，電視機相對來說是很便宜的，在舊貨市場上甚至花１０美元就能買一臺能看的彩色電視機，但在美國中學(xué)卻很少看到什么電化教學(xué)或電教設(shè)備。而在我們這里，本已很缺的儀器中，電教設(shè)備又占了很大的比例。有的中學(xué)基本實驗還做不全，上面卻一下子撥來數(shù)萬元用于購買電教設(shè)備，而且是專款專用，不準(zhǔn)干別的。而據(jù)我們調(diào)查，像攝像機、錄像機、電視機這類電教設(shè)備在中學(xué)物理教學(xué)中的利用率卻幾乎等于零。不僅鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué)，城市中學(xué)也一樣，利用率都很低，這是極大的浪費。這個問題不僅在中學(xué)有，在大學(xué)也有，而且更為嚴(yán)重。有的大學(xué)統(tǒng)計了一下，電教設(shè)備資產(chǎn)的價值達(dá)５００萬元以上，但其利用率卻十分低下。我們建議一定要限制這種形式主義、華而不實的東西，把我們有限的經(jīng)費用在刀刃上。計算機的利用率要高一些，但也只是相對而言，相當(dāng)一部分很先進的計算機只當(dāng)作打字機使用，其功能的開發(fā)連百分之一也不到。所以在當(dāng)前人員素質(zhì)不高，軟件不豐富，不配套的情形下，計算機也不宜盲目大上，而是要把重點放在確保其利用率上。筆者認(rèn)為，就目前情況看，還是把我們的錢用在最基本的教學(xué)需要上為好。