第一篇：中學(xué)物理課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)初探

中學(xué)物理課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)初探

吳枝蘭

課堂實(shí)驗(yàn)在中學(xué)物理教學(xué)中占據(jù)重要的地位，中學(xué)物理有些知識(shí)是比較抽象的，還有些物理規(guī)律或結(jié)論是從大量的物理實(shí)驗(yàn)中概括出來(lái)。通過(guò)課堂實(shí)驗(yàn)可以化抽象為直觀，從而更好理解和掌握物理概念和規(guī)律，還可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析能力，也可使課堂教學(xué)生動(dòng)有趣。筆者根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，略談在中學(xué)物理課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)備過(guò)程中，應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題：

一、中學(xué)物理課堂實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)充分體現(xiàn)科學(xué)性

任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的要緊繞教學(xué)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)原理有充分的科學(xué)依據(jù)，實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象能反映客觀規(guī)律，實(shí)驗(yàn)裝置步驟和操作方法都不違反科學(xué)要求。課堂實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性，要求在演示過(guò)程中應(yīng)實(shí)事求是、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，如果實(shí)驗(yàn)失敗，應(yīng)分析失敗的原因，找出解決的方法，避免弄虛作假，從而給學(xué)生造成不良影響，失去實(shí)驗(yàn)的可信度和說(shuō)服力。

二、課堂實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要有目的性

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要考慮到指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)儀器，實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，啟發(fā)學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、要求和相?yīng)的思想方法。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生看什么，看到了什么以及為什么。對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察和分析，做課堂實(shí)驗(yàn)不同于小孩玩玩具。例如小孩玩玩具車只是對(duì)汽車新奇，覺(jué)得好玩，他們很少考慮汽車為什么會(huì)走，走的原理是什么?而任一個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)都有一定的目的，實(shí)驗(yàn)的裝置過(guò)程是為達(dá)到這個(gè)目的而設(shè)置的，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程也圍繞此目的進(jìn)行。

三、課堂實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要確保成功

課堂實(shí)驗(yàn)實(shí)質(zhì)上是把物理現(xiàn)象重現(xiàn)，讓學(xué)生親眼目睹或親身感受到物理規(guī)律的效果，然后分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。若實(shí)驗(yàn)不成功，不僅浪費(fèi)了時(shí)間，也打消了學(xué)生的積極性和興趣。如在“摩擦起電”這一節(jié)中，電荷間的相互作用規(guī)律是個(gè)很重要的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)為了避免空氣潮濕影響實(shí)驗(yàn)效果，可以使用烘箱，效果會(huì)好很多。

四、課堂實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要簡(jiǎn)易方便、直觀性強(qiáng)

課堂實(shí)驗(yàn)的目的在于使學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象有清晰的了解。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，展現(xiàn)在學(xué)生面前的應(yīng)該是一幅簡(jiǎn)單而清晰的物理圖像，在設(shè)計(jì)或選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)裝置要盡量簡(jiǎn)單，操作要簡(jiǎn)便，實(shí)驗(yàn)原理和過(guò)程一定要便于學(xué)生理解和掌握，使學(xué)生感到物理實(shí)驗(yàn)實(shí)在、可信，自己也能操作。一定要避免實(shí)驗(yàn)裝置復(fù)雜、操作繁瑣的實(shí)驗(yàn)，那樣會(huì)使學(xué)生感到像魔術(shù)師做魔術(shù)一樣，弄得神秘莫測(cè)，糊里糊涂。

五、課堂實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要控制好時(shí)間

課堂時(shí)間是有限的，若實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)向過(guò)長(zhǎng)，會(huì)影響教學(xué)任務(wù)的完成，學(xué)生注意力也容易分散；時(shí)間過(guò)短，學(xué)生看不清楚實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。因此，需要對(duì)費(fèi)時(shí)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。例如：在研究“焦耳定律”實(shí)驗(yàn)，教材是將電阻絲放進(jìn)煤油中，通電后，電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量使煤油溫度升高后在細(xì)管中上升，通過(guò)觀察煤油上升的高度，比較電熱的大小，這樣做用時(shí)間較長(zhǎng)，將實(shí)驗(yàn)作改進(jìn)，利用電阻絲加熱空氣，使瓶?jī)?nèi)密封的空氣溫度升高，體積膨脹，壓強(qiáng)增大，通過(guò)導(dǎo)管與瓶相連的細(xì)管內(nèi)裝紅墨水，在內(nèi)外壓強(qiáng)差作用下，紅墨水在細(xì)玻璃管中上升，整個(gè)實(shí)驗(yàn)只需幾分鐘，而且效果十分明顯，對(duì)比性也很強(qiáng)。

六、課堂實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要充分利用簡(jiǎn)單的自制教具

使用學(xué)生所熟悉的日常生活用品自制教具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，容易引起學(xué)生的直覺(jué)興趣，從而過(guò)渡到操作興趣和認(rèn)知興趣。如：同樣是研究浮力產(chǎn)生原因的實(shí)驗(yàn)，教材中采用“假設(shè)有一個(gè)正方體完全浸沒(méi)在水里，其前后、左右、上下六個(gè)面都受到水的壓力，只有上下壓力不相等，由此說(shuō)明水對(duì)物體向上和向下的壓力差就是水對(duì)物體的浮力”。這種理想模型學(xué)生感覺(jué)很抽象。筆者用一個(gè)兩端開(kāi)口的透明的塑料瓶，兩端蒙上很薄的橡皮膜，瓶側(cè)裝有一根通氣的彎管。當(dāng)把此瓶沒(méi)入水中時(shí)，會(huì)看到橡皮膜向內(nèi)凹陷，把浮力的本質(zhì)是壓力差這一抽象的概念具體為上下兩塊橡皮膜凹陷不同的情境。

七、課堂實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要利用多媒體

多媒體輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)，開(kāi)辟了物理課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新天地，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)的需要，合理選擇利用現(xiàn)代化的教學(xué)媒體。主要表現(xiàn)在幾方面：一是物理模擬，一些無(wú)法在實(shí)驗(yàn)中觀察的現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)中瞬間現(xiàn)象的定格，利用計(jì)算機(jī)制作的逼真貼切的物理模擬便可起到雪中送炭的作用。二是動(dòng)畫演示，有些物理現(xiàn)象可以做實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察，但由于一些實(shí)驗(yàn)條件不易控制，或存在某種干擾，使得學(xué)生對(duì)主要物理現(xiàn)象的觀察不詳細(xì)和清楚。在課堂教學(xué)中，可先做物理實(shí)驗(yàn)，再用計(jì)算機(jī)演示動(dòng)畫，把主要現(xiàn)象盡可能清楚地表現(xiàn)。三是填補(bǔ)實(shí)物實(shí)驗(yàn)的空白，一些危險(xiǎn)、高難度及一些近代物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)還不可能在中學(xué)做，因而中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還存在許多空白點(diǎn)，可以充分利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的多媒體功能來(lái)填補(bǔ)這些實(shí)驗(yàn)的空白點(diǎn)。

此外，在課堂實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)中，要結(jié)合實(shí)驗(yàn)適時(shí)講解和指導(dǎo)。還要注意考慮實(shí)驗(yàn)的安全，對(duì)于要發(fā)出較大聲音或強(qiáng)光、火花、燃燒的實(shí)驗(yàn)要在實(shí)驗(yàn)前告訴學(xué)生，以防任何事故發(fā)生。

總之，物理課堂實(shí)驗(yàn)應(yīng)以“趣”、“疑”、“難”為誘因，盡量使之生動(dòng)、有趣。如何設(shè)計(jì)才能達(dá)到良好的觀察效果并不是容易的事，需要教師不斷努力探索，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究和改進(jìn)。

第二篇：中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)心得體會(huì)

中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)心得體會(huì)

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理實(shí)驗(yàn)對(duì)理解和掌握物理概念和規(guī)律，對(duì)物理知識(shí)的鞏固和運(yùn)用有著重要的作用。本學(xué)期我們對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探究性的研究。

一、傳統(tǒng)的教師備課寫教案與現(xiàn)代教學(xué)設(shè)計(jì)的比較

教學(xué)設(shè)計(jì)是現(xiàn)代教學(xué)理念與教學(xué)實(shí)踐的中介與橋梁，與教學(xué)改革相伴產(chǎn)生和發(fā)展，教學(xué)設(shè)計(jì)以學(xué)生為主體，以教學(xué)過(guò)程為對(duì)象，為教學(xué)實(shí)踐提供一種策略、實(shí)施方案、或操作規(guī)程，是實(shí)施有效教學(xué)的關(guān)鍵。

傳統(tǒng)的教師備課，是以教案為標(biāo)志的，教案的編制又按照統(tǒng)一的模式突出“三備三寫”，即“備教材、備教法、備學(xué)生”和寫“學(xué)期計(jì)劃、單元計(jì)劃、課時(shí)計(jì)劃”，始終捍衛(wèi)著以教師為中心、以課本為中心、以課堂為中心的觀念，守著自己的傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)不敢放手，憑借自己的主觀臆想，認(rèn)為“我都給你講了多次，你還不懂？”學(xué)生的知識(shí)是教師給予的，教師傳授多少知識(shí)信息，學(xué)生就應(yīng)該獲得多少知識(shí)信息，完全忽視了學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)習(xí)者的自主建構(gòu)，沒(méi)有意義的建構(gòu)，不是有效的教學(xué)，有的學(xué)校更是將教案統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)或模式，要求同年級(jí)同學(xué)科任課教師之間，要統(tǒng)一計(jì)劃、統(tǒng)一內(nèi)容、統(tǒng)一目的、統(tǒng)一方法、統(tǒng)一評(píng)價(jià)等，更是把教學(xué)活動(dòng)的主體一一學(xué)生放到了腦后，作為一種沒(méi)有生命的知識(shí)容器，完全失缺了創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新思維的足夠關(guān)注。

二、倡導(dǎo)教師進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計(jì) 教學(xué)設(shè)計(jì)是提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段，是指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐的一門教育實(shí)用技術(shù)，是聯(lián)系教學(xué)理論與教學(xué)實(shí)踐之間的橋梁，教學(xué)設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)策略、教學(xué)過(guò)程和教學(xué)評(píng)價(jià)四個(gè)方面。其中，教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)又是教學(xué)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵一環(huán)，課堂教學(xué)目標(biāo)作為課堂教學(xué)活動(dòng)將要預(yù)期達(dá)到的結(jié)果，對(duì)教學(xué)活動(dòng)起著導(dǎo)向、激勵(lì)、調(diào)節(jié)、檢測(cè)、評(píng)價(jià)的作用，是教學(xué)活動(dòng)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿。因此，只有確定了科學(xué)、合理、良好的教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)設(shè)計(jì)才有意義，實(shí)現(xiàn)有效的教學(xué)才會(huì)成為可能。

三、由教學(xué)目標(biāo)向?qū)W習(xí)目標(biāo)轉(zhuǎn)變

要保證課堂教學(xué)目標(biāo)的實(shí)施，一方面需要廣大教師根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，在充分了解學(xué)生實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，發(fā)揮集體備課的優(yōu)勢(shì)，精心設(shè)計(jì)出學(xué)生應(yīng)該達(dá)到的目標(biāo)體系，這個(gè)目標(biāo)體系，以學(xué)期為時(shí)間單位，以一冊(cè)教材為內(nèi)容單位，教師精心設(shè)計(jì)、制定的，教學(xué)目標(biāo)要細(xì)化到每個(gè)單兒、每節(jié)課，它既包含知識(shí)與能力，也包含過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀，每個(gè)學(xué)?？梢愿鶕?jù)各自的實(shí)際情況，在教研組集體備課的過(guò)程中，制定出本學(xué)校、本學(xué)科的教學(xué)目標(biāo)，在統(tǒng)一的教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，教師也可以根據(jù)自己的教學(xué)特長(zhǎng)以及學(xué)生的情況，將教學(xué)目標(biāo)更加細(xì)化為教學(xué)目標(biāo)的落實(shí)打下基礎(chǔ)，在制定學(xué)期教學(xué)目標(biāo)的過(guò)程中，要防止不顧學(xué)生情況的“閉門造車”現(xiàn)象，也要防止片面強(qiáng)調(diào)教學(xué)個(gè)性而由教師隨意制定教學(xué)目標(biāo)的“各自為政”的傾向。另一方面，應(yīng)該將教學(xué)目標(biāo)轉(zhuǎn)化為學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)。學(xué)習(xí)目標(biāo)，是教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)而制定的、讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)達(dá)到的結(jié)果或發(fā)生的變化。在過(guò)去，教學(xué)目的只有教師自己知道，教學(xué)、評(píng)估等主動(dòng)權(quán)都操持在教師的手中，現(xiàn)在的教學(xué)目標(biāo)制定出來(lái)后，也不能只有教師知道，如果教學(xué)目標(biāo)只停留在教師的備課本上，只有教師知道學(xué)生應(yīng)該達(dá)到的要求，而學(xué)生本身處于盲目的狀態(tài)，學(xué)生就不能夠知道自己應(yīng)該通過(guò)學(xué)習(xí)達(dá)到什么樣的要求，就無(wú)法進(jìn)行自主的學(xué)習(xí)和發(fā)展，只有將教學(xué)目標(biāo)轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)目標(biāo)，讓學(xué)生切切實(shí)實(shí)明確自己應(yīng)該達(dá)到哪些要求，學(xué)生才會(huì)掌握自己學(xué)習(xí)和發(fā)展的主動(dòng)權(quán)，教師應(yīng)該給學(xué)生講明學(xué)習(xí)目標(biāo)的重要作用，對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)、跟蹤調(diào)查訪談，進(jìn)行個(gè)案研究，督促學(xué)生學(xué)會(huì)利用學(xué)習(xí)目標(biāo)，檢查評(píng)估自己的學(xué)習(xí)情況，使他們真正步入自主學(xué)習(xí)的軌道。

教學(xué)目標(biāo)在教學(xué)中如何展示，何時(shí)展示，既是一項(xiàng)教學(xué)技術(shù)也是一門教學(xué)藝術(shù)，此處不在贅述，設(shè)計(jì)好評(píng)價(jià)程序和工具，是落實(shí)教學(xué)目標(biāo)、檢測(cè)學(xué)習(xí)目標(biāo)的至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。過(guò)去，我們將命制試題看成是一項(xiàng)比較簡(jiǎn)單的工作，缺乏科學(xué)的程序，更缺乏考試后的科學(xué)分析和反思性總結(jié)，不論是用什么試題來(lái)考試，我們都將學(xué)生的成績(jī)作為對(duì)學(xué)生評(píng)價(jià)、排名的最主要依據(jù)，而很少有人去質(zhì)疑試題本身是否科學(xué)，更沒(méi)有人去研究這套試題的效度和信度如何。筆者認(rèn)為，在新課程實(shí)施的過(guò)程中，必須加強(qiáng)評(píng)價(jià)工具或標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)化。在檢測(cè)之后，要對(duì)檢測(cè)工具進(jìn)行信度和效度的分析，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法分析標(biāo)準(zhǔn)差，看到分?jǐn)?shù)分布的離散程度，對(duì)教學(xué)進(jìn)行及時(shí)的反思，根據(jù)試題中具體的題型、題目，進(jìn)行科學(xué)的歸因分析，找出自己教學(xué)的不足，以及今后的對(duì)策。

第三篇：中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可培養(yǎng)學(xué)生觀察物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和分析物理問(wèn)題的能力、掌握用實(shí)驗(yàn)來(lái)探究物理規(guī)律的基本方法，提高思維能力和動(dòng)手能力，加深對(duì)物理概念和規(guī)律的理解，可見(jiàn)實(shí)驗(yàn)在教育教學(xué)中的重要性。而現(xiàn)實(shí)中實(shí)驗(yàn)又是中學(xué)物理教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié)，改革實(shí)驗(yàn)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(wèn)題。另一方面，“探究”是這次課程改革浪潮中的一個(gè)重要內(nèi)容，而實(shí)驗(yàn)探究是科學(xué)探究的重要方式。

關(guān)鍵詞 探究

物理

實(shí)驗(yàn) 教學(xué)

本人就中學(xué)物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的感覺(jué)與體會(huì)談一談之我見(jiàn)。

一、探究性物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要注意的兩個(gè)問(wèn)題

1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要具有探究性

考察我們當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)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(gè)可能合理的解釋面前做出決策呢？這對(duì)于學(xué)生至關(guān)重要，但這個(gè)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(kāi)液體的多少有關(guān)，如果把物體排開(kāi)的液體收集起來(lái)稱一下，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它的重量剛好等于浮力的大小。這樣的結(jié)果無(wú)疑可以作為著名的阿基米德定律的實(shí)驗(yàn)事實(shí)基礎(chǔ)。但是問(wèn)題的關(guān)鍵是，人們一開(kāi)始怎么會(huì)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(kāi)的液體呢？因此，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要具有探究性是指：所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(wèn)題的方法與途徑往往不太明確．需要學(xué)生通過(guò)嘗試錯(cuò)誤，得出假設(shè)并驗(yàn)證假設(shè)來(lái)尋找。

2、探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)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(kāi)始會(huì)比較耗時(shí)，但由于學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解較為深刻。完全可以在后續(xù)的學(xué)習(xí)中通過(guò)少花時(shí)間而補(bǔ)回。當(dāng)然在探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)上，我們不可能也沒(méi)有必要將所要求的內(nèi)容都設(shè)計(jì)成探究性的。選擇的應(yīng)該是對(duì)于學(xué)科來(lái)說(shuō)具有核心和基礎(chǔ)地位的那些概念和規(guī)律性知識(shí)，因?yàn)閷W(xué)生真正理解了這樣的知識(shí)。就等于掌握了學(xué)科知識(shí)的主干，形成了擴(kuò)充和擴(kuò)展自己知識(shí)結(jié)構(gòu)的能力。

如何去評(píng)價(jià)一節(jié)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)課，探究性教學(xué)只不過(guò)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(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生是否達(dá)到了自主探究的程度，其實(shí)活動(dòng)的質(zhì)量才是關(guān)鍵。例如：α粒子散射實(shí)驗(yàn)我們可以側(cè)重于讓學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，總結(jié)得出結(jié)論。對(duì)測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)，應(yīng)讓學(xué)生在電路設(shè)計(jì)上下工夫，如給定安培表、伏特表如何設(shè)計(jì)電路，給定兩塊安培表如何設(shè)計(jì)電路等等。因此，探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)挖掘?qū)嶒?yàn)本身具有探究意義的因素．考慮學(xué)生的實(shí)際狀

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況。當(dāng)然，自由式的探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏教師的設(shè)計(jì)與調(diào)控，會(huì)導(dǎo)致許多學(xué)生在課堂上無(wú)從下手．也失去了探究的意義。

二、教學(xué)實(shí)施方法

結(jié)合本人進(jìn)行的課堂探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐，從兩種基本實(shí)驗(yàn)形式來(lái)談?wù)劇?/p>

1、演示實(shí)驗(yàn)。

高中物理課本中安排了大量的演示實(shí)驗(yàn)，其目的主要是讓學(xué)生在觀察的基礎(chǔ)上接受物理知識(shí)，為理解提供直觀材料。根據(jù)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)原則，在演示實(shí)驗(yàn)中，要通過(guò)增加演示實(shí)驗(yàn)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?jī)r(jià)值的演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)。例如，平拋物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的演示，一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是如何在無(wú)法測(cè)定速度、加速度的情況下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究，先給學(xué)生一定時(shí)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(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)，比較是否同時(shí)落地，讓學(xué)生分析這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么，這個(gè)過(guò)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(huì)這種將定量研究轉(zhuǎn)化為定性研究的辦法，即實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化法。以上實(shí)驗(yàn)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(dú)立自主思考、探索問(wèn)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(diǎn)、看法，并努力思考形成各自的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。依據(jù)教學(xué)時(shí)間安排和具體課堂教學(xué)進(jìn)展，必要時(shí)教師讓學(xué)生思考并發(fā)表自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并視具體情況讓一兩個(gè)同學(xué)上臺(tái)按照其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行操作（這必須課前要讓同學(xué)思考并設(shè)計(jì)，教師也要了解學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)情況并適當(dāng)準(zhǔn)備必要的器材）。

2、學(xué)生實(shí)驗(yàn)

在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)中，要通過(guò)增加實(shí)驗(yàn)的未知性，激發(fā)學(xué)生探究的欲望，如果某些實(shí)驗(yàn)所驗(yàn)證的規(guī)律符合學(xué)生認(rèn)知水平、思維水平，這類實(shí)驗(yàn)可改為探究性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)間可放在知識(shí)教學(xué)之前。比如：“驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在親身體驗(yàn)、經(jīng)歷探究的過(guò)程中，得出合成法則?！皺C(jī)械能守恒定律的驗(yàn)證”、“探索彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”也可以采取這種方式。對(duì)于不能超前于知識(shí)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)，如：“測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻”，可在實(shí)驗(yàn)時(shí)讓學(xué)生多角度設(shè)計(jì)方案，并動(dòng)手實(shí)踐，從中比較各類方法的優(yōu)劣，體會(huì)書中方法的獨(dú)特性。

對(duì)于練習(xí)使用儀器類實(shí)驗(yàn)，如：“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”、“練習(xí)使用多用電表”、“練習(xí)使用示波器”這樣一些實(shí)驗(yàn)，要通過(guò)學(xué)生自己閱讀使用說(shuō)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(jìn)行相關(guān)量的測(cè)量。書中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)大多都把實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟等敘述得非常細(xì)致，無(wú)論這些實(shí)驗(yàn)是作為探究性實(shí)驗(yàn)，在知識(shí)教學(xué)前完成，還是作為一般的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，在相關(guān)知識(shí)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(yàn)證性實(shí)驗(yàn)或測(cè)量性實(shí)驗(yàn)．如“測(cè)定金屬的電阻率”、“測(cè)定玻璃的折射率”等實(shí)驗(yàn)，學(xué)生已具備一定相關(guān)知識(shí)，完全可以由學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方案、并進(jìn)行操作。但對(duì)于一些學(xué)生確實(shí)難以完成的實(shí)驗(yàn)，可以通過(guò)教師適當(dāng)點(diǎn)撥或?qū)W生看書完成。

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應(yīng)當(dāng)說(shuō)幾乎每一個(gè)實(shí)驗(yàn)本身都蘊(yùn)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(lái)演示空氣內(nèi)能的增加。這個(gè)實(shí)驗(yàn)給學(xué)生留下許多的疑惑：實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)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(gè)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(wèn)題：空氣的內(nèi)能是否增加?學(xué)生會(huì)感到疑惑：“是否增加怎么看得見(jiàn)？”于是教師可以不失時(shí)機(jī)地提出問(wèn)題：“如何判斷？”這樣做不僅有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生自主地參與到實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)中，而且實(shí)驗(yàn)的目的更加明確。

三、實(shí)施探究性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的收獲

1、學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)加強(qiáng)。

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

2、學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化和完善。探究式物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法強(qiáng)調(diào)，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)方案，并具體實(shí)施實(shí)驗(yàn)操作，這一系列的過(guò)程，使學(xué)生真正參與到實(shí)驗(yàn)中來(lái)，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(shí)體系中的物理概念建立起實(shí)質(zhì)性的聯(lián)系。而過(guò)去的常規(guī)實(shí)驗(yàn)方法，教師常常在草草做完一遍實(shí)驗(yàn)后，緊接著進(jìn)行分析，以引出概念。而沒(méi)有注意實(shí)驗(yàn)過(guò)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(shí)，教師卻根據(jù)自己頭腦中早已存在的表象進(jìn)行分析。結(jié)果，學(xué)生跟不上教師的思路，造成不得不機(jī)械背誦概念定義的現(xiàn)象，他們對(duì)概念的理解，往往是在以后的逐步練習(xí)、運(yùn)用中獲取。探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，便是在于使學(xué)生在還沒(méi)有抓住物理概念本質(zhì)時(shí)，就會(huì)主動(dòng)查閱資料，自己設(shè)計(jì)方案，增強(qiáng)遷移效果，優(yōu)化學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

3、教師的觀念發(fā)生了變化。在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐過(guò)程中，教師們對(duì)其在物理教學(xué)中的作用逐漸有了更為深刻的認(rèn)識(shí)，對(duì)教育過(guò)程本身也有了全新的感受。“過(guò)程即是知識(shí)”，過(guò)程是理解的基礎(chǔ)，過(guò)程中滲透著科學(xué)研究的方法．使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)是走向社會(huì)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(jìn)者，教師要將教育過(guò)程看作是把凝固文化激活的過(guò)程。在實(shí)踐過(guò)程中，許多教師意識(shí)到經(jīng)驗(yàn)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(xiàn)：

[1] 唐殿強(qiáng).創(chuàng)新能力教程.石家莊：河北科學(xué)技術(shù)出版社，2005.24～25.[2] 喬際平.創(chuàng)造思維能力的培養(yǎng)[M].北京：首都師范大學(xué)出版社，1998.第3

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第四篇：《中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)如何與課堂有效結(jié)合》

中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)如何與課堂有效結(jié)合

林州第一中學(xué) 王友

【摘要】：物理學(xué)是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分，在物理教學(xué)中占據(jù)著極其重要的地位。許多物理知識(shí)與規(guī)律都是經(jīng)過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)、引出猜想、認(rèn)真思考、不斷探究所得到的。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本形式有演示實(shí)驗(yàn)、探究型實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)等等。成功的實(shí)驗(yàn)，能給學(xué)生留下鮮明印象，使課堂氣氛活躍，從而獲得很好的教學(xué)效果。所以如何讓物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課堂有效結(jié)合是個(gè)尤為重要的問(wèn)題?！娟P(guān)鍵詞】：實(shí)驗(yàn) 課堂 有效結(jié)合 【正文】：

現(xiàn)從以下幾個(gè)方面闡述如何讓物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課堂有效結(jié)合。

1.創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)環(huán)境

1.1設(shè)置輕松的實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)環(huán)境

教師教學(xué)時(shí)應(yīng)當(dāng)運(yùn)用各種方法和手段去創(chuàng)設(shè)一個(gè)相互尊重、理解的教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使學(xué)生對(duì)教師產(chǎn)生輕松感。在這種輕松的課堂教學(xué)環(huán)境下，不僅教師教學(xué)感覺(jué)愉快，同時(shí)學(xué)生學(xué)起來(lái)也比較輕松，學(xué)習(xí)的效率也得到了提高，學(xué)生的想法也能各抒己見(jiàn)，這樣的實(shí)驗(yàn)課堂學(xué)生才會(huì)主動(dòng)去探究，才能更好的融入實(shí)驗(yàn)情景中去。

1.2.設(shè)置讓學(xué)生感興趣的實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)環(huán)境 興趣是最好的老師，如果教師設(shè)置的實(shí)驗(yàn)學(xué)生一點(diǎn)也不感興趣，無(wú)論什么樣的任務(wù)也有可能成為學(xué)習(xí)的包袱，是不可逾越的障礙，反之如果他們對(duì)實(shí)驗(yàn)有濃厚興趣時(shí)，就能主動(dòng)去探究，去動(dòng)手動(dòng)腦，就會(huì)把自己的精力投入到實(shí)驗(yàn)中去。

1.3.設(shè)置高效的實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)環(huán)境

教師上的每一堂實(shí)驗(yàn)課，不僅僅只是優(yōu)秀的學(xué)生能融入進(jìn)來(lái)，還要兼顧其他學(xué)生，要讓他們也融入進(jìn)去才算是比較成功的課。一節(jié)課的效率如果很低或者只是對(duì)少部分學(xué)生有效率，那么這一節(jié)課就是一堂失敗的課。在一節(jié)課的整個(gè)過(guò)程中，如果大家都有事情干，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生的各個(gè)方面的認(rèn)識(shí)都得到了提高，那么這就是一堂成功的實(shí)驗(yàn)課。

2.物理實(shí)驗(yàn)課堂的分類及要求

2.1演示實(shí)驗(yàn)

2.1.1演示實(shí)驗(yàn)的概念

演示實(shí)驗(yàn)，是指教師在課堂上或?qū)嶒?yàn)室通過(guò)展示相關(guān)實(shí)物、直觀教具或示范性實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)學(xué)生經(jīng)過(guò)觀察以獲得感性認(rèn)識(shí)的一種方法。有些實(shí)驗(yàn)采用演示實(shí)驗(yàn)的方法教學(xué)效果比較好，比如以下情況：（1）有的實(shí)驗(yàn)比較復(fù)雜，學(xué)生操作有困難；有的實(shí)驗(yàn)要用復(fù)雜或精密的儀器，或儀器很少不能組織學(xué)生做。（2）有的實(shí)驗(yàn)比較簡(jiǎn)單，不必組織學(xué)生去做。（3）為了節(jié)省試劑，有的實(shí)驗(yàn)只要教師演示就能達(dá)到目的的，就少做。（4）有的實(shí)驗(yàn)在學(xué)生操作不熟悉時(shí)，應(yīng)該有教師來(lái)演示。2.1.2演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求

首先要明確演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的。其次要求在教學(xué)時(shí)，要教給學(xué)生觀察的方法，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。要求學(xué)生在觀察前做好預(yù)習(xí)準(zhǔn)備；同時(shí)教師要指導(dǎo)學(xué)生有計(jì)劃、有步驟的進(jìn)行觀察，讓學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)、觀察的習(xí)慣，同時(shí)要求學(xué)生觀察的同時(shí)要多思考和總結(jié)。最后，就是教師演示的時(shí)候要講解、實(shí)驗(yàn)演示和板書設(shè)計(jì)三方面有機(jī)結(jié)合。演示實(shí)驗(yàn)的難度比較大的時(shí)候，可以選擇flash動(dòng)畫來(lái)演示，這不僅簡(jiǎn)化了課堂教學(xué)而且獲得了更好的課堂體驗(yàn)。

2.2探究型實(shí)驗(yàn)

2.2.1探究型實(shí)驗(yàn)的概念

探究型實(shí)驗(yàn)指實(shí)驗(yàn)者在不知曉實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下，通過(guò)自己實(shí)驗(yàn)、探索、分析、研究得出結(jié)論，從而形成科學(xué)概念的一種認(rèn)知活動(dòng)。

2.2.2探究型實(shí)驗(yàn)的基本要求

探究型實(shí)驗(yàn)的靈魂思想就是教師在實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中只是起到一個(gè)引導(dǎo)和評(píng)價(jià)的作用，而沒(méi)有去向?qū)W生演示，而是由學(xué)生自己通過(guò)實(shí)驗(yàn)、觀察、分析得出的一般性結(jié)論。教師在探究型課堂中要努力去創(chuàng)設(shè)一個(gè)合理的物理情景，讓學(xué)生們?nèi)グl(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出解決的方法，引導(dǎo)學(xué)生在現(xiàn)有的知識(shí)水平下，提出自己的看法和見(jiàn)解。根據(jù)學(xué)生提出的問(wèn)題和問(wèn)題中的矛盾，引導(dǎo)學(xué)生去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，通過(guò)不斷的優(yōu)化和篩選，得出幾個(gè)可行的方案，然后再進(jìn)行科學(xué)的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中要求學(xué)生學(xué)會(huì)收集有用的數(shù)據(jù)，運(yùn)用各種方法來(lái)解決問(wèn)題，同時(shí)得出結(jié)論，最后通過(guò)師生間的交流討論得出正確的結(jié)論。2.3學(xué)生實(shí)驗(yàn)

2.3.1學(xué)生實(shí)驗(yàn)的概念

學(xué)生實(shí)驗(yàn)是在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生操作的實(shí)驗(yàn)。根據(jù)學(xué)校的條件，學(xué)生實(shí)驗(yàn)可以一人使用一套儀器或以小組為單位使用一套儀器，可以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行也可以在教室進(jìn)行。

2.3.2學(xué)生實(shí)驗(yàn)的要求

根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中教師的講解、指導(dǎo)和學(xué)生操作的情況，學(xué)生實(shí)驗(yàn)又可以分為邊講邊實(shí)驗(yàn)、學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)。采取邊講邊實(shí)驗(yàn)的方式時(shí)，教師的講解和指導(dǎo)與學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)進(jìn)程密切配合，教學(xué)效果比較好。也可以學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，學(xué)生經(jīng)過(guò)一定時(shí)期的分段實(shí)驗(yàn)，掌握初步的實(shí)驗(yàn)技能后，可以獨(dú)立進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn)。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)與物理課堂教學(xué)的緊密配合3.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課堂導(dǎo)入的緊密配合課堂導(dǎo)入有助于啟發(fā)學(xué)生進(jìn)入新主題或新的學(xué)習(xí)任務(wù)。課堂導(dǎo)入應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生了解新主題，為了創(chuàng)設(shè)物理情境，教師講課之前可以做演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生感到不可思議，又十分有趣，學(xué)生注意力自然集中到研究對(duì)象上來(lái)。

3.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課堂講解的緊密配合

觀察和實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基本方法，是獲得感性材料，探索物理規(guī)律，認(rèn)識(shí)物理世界的基本手段，在物理課堂教學(xué)中應(yīng)該適當(dāng)?shù)亩啻┎逡恍?shí)驗(yàn)來(lái)豐富課堂的理論教學(xué)，這樣學(xué)生才不會(huì)感到所學(xué)的知識(shí)不是空洞的而是生活中實(shí)實(shí)在在存在的。盡量做到一個(gè)理論有一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)支持，可以是生活實(shí)例，也可以是動(dòng)畫演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)等等。

3.3將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)融于生活之中

物理現(xiàn)象來(lái)源于生活，又服務(wù)于生活。幾乎所有我們講授的實(shí)驗(yàn)在生活中都能找到一個(gè)原型，所以講授實(shí)驗(yàn)要以學(xué)生所熟悉的生活作為問(wèn)題情境。讓學(xué)生通過(guò)生活原型去思考物理實(shí)驗(yàn)的原理，抽象出物理概念，并最終解決問(wèn)題。為了拉近物理與生活的距離，教師在講解時(shí)可以用身邊隨手可得的物品進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)。新課程標(biāo)準(zhǔn)重視學(xué)生的動(dòng)手能力的培養(yǎng)，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師不僅僅只重視演示實(shí)驗(yàn)的操作，同時(shí)要兼顧學(xué)生實(shí)驗(yàn)和邊學(xué)邊做實(shí)驗(yàn)，這樣才能讓學(xué)生的積極性的得到充分的發(fā)揮。

3.4實(shí)驗(yàn)教學(xué)與物理知識(shí)應(yīng)用的緊密配合

物理來(lái)源于生活，又服務(wù)于生活，物理課本中的“物理、生活、社會(huì)”就是最好的說(shuō)明。學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)的知識(shí)只有在生活中有實(shí)際的應(yīng)用，他們才算真正的學(xué)到了知識(shí)。沒(méi)有應(yīng)用的教學(xué)知識(shí)是一種空洞的教學(xué)，所以我們應(yīng)該教會(huì)學(xué)生盡量把學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到生活中去。

總之，中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)如何與課堂有效結(jié)合是個(gè)需要長(zhǎng)期探索的問(wèn)題，需要我們?cè)趯?shí)際教學(xué)工作中不斷總結(jié)，探索，把實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正融入教學(xué)中去。

【參考文獻(xiàn)】：

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第五篇：第七章 中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

§7.1 物理教學(xué)必須以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)

中學(xué)物理教學(xué)必須以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)。這是由實(shí)驗(yàn)本身的特點(diǎn)及其在物理教學(xué)中的作用來(lái)決定的。

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)転閷W(xué)生學(xué)習(xí)物理提供符合認(rèn)識(shí)規(guī)律的環(huán)境

在學(xué)習(xí)物理過(guò)程中，要形成物理概念和認(rèn)識(shí)物理規(guī)律，首先必須要有一定的感性認(rèn)識(shí)。這種感性認(rèn)識(shí)可以來(lái)源于學(xué)生的生活環(huán)境，也可以來(lái)源于實(shí)驗(yàn)提供的物理事實(shí)。通常，從生活中得到的感性材料多來(lái)自復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)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(guò)這種途徑來(lái)使學(xué)生建立概念和認(rèn)識(shí)規(guī)律有時(shí)會(huì)遇到很大困難。運(yùn)用實(shí)驗(yàn)則可以提供精心選擇的、簡(jiǎn)化和純化的素材，它能夠使學(xué)生對(duì)物理事實(shí)獲得明確、具體的認(rèn)識(shí)。例如，人們生活在空氣的海洋里，卻很難感受到大氣壓強(qiáng)的作用。做一個(gè)覆杯實(shí)驗(yàn)或馬德堡半球模擬實(shí)驗(yàn)，大氣壓存在的物理事實(shí)就展現(xiàn)在學(xué)生眼前，他們對(duì)這個(gè)概念就易于理解和掌握。又如，學(xué)生對(duì)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(jìn)行抽象思維活動(dòng)時(shí)，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(diǎn)。

2．實(shí)驗(yàn)?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(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)對(duì)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(shí)驗(yàn)具有真實(shí)、形象、生動(dòng)的特點(diǎn)，尤其對(duì)中學(xué)生有很強(qiáng)的吸引力，極易喚起他們的直覺(jué)興趣。例如，讓學(xué)生觀察“噴泉”、“煮金魚(yú)”等生動(dòng)有趣的實(shí)驗(yàn)，他們的注意力會(huì)高度集中，新奇的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(huì)產(chǎn)生一種自己操作的欲望。讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，不但可以滿足學(xué)生的操作愿望，還可以發(fā)展學(xué)生對(duì)探索知識(shí)和規(guī)律的興趣，進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的認(rèn)識(shí)興趣。

當(dāng)學(xué)生對(duì)物理產(chǎn)生濃厚興趣的時(shí)候，他們的學(xué)習(xí)欲望強(qiáng)烈，學(xué)習(xí)中會(huì)感到輕松愉快，從而有利于形成主動(dòng)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(huì)越來(lái)越強(qiáng)．更為重要的是，由此可轉(zhuǎn)化為一種熱愛(ài)科學(xué)的素質(zhì)和志向，這對(duì)學(xué)生個(gè)性的發(fā)展具有重要的意義．

3．實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)活動(dòng)中的信息流程．從這個(gè)流程可以看出實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生各種能力的影響：通過(guò)閱讀實(shí)驗(yàn)資料，培養(yǎng)著閱讀、自學(xué)能力；通過(guò)感覺(jué)器官接受形象和數(shù)據(jù)信息，并傳遞到大腦，一方面進(jìn)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(gè)過(guò)程可以培養(yǎng)觀察能力和手腦并用的能力；與此同時(shí)，在大腦中抽調(diào)出貯存的有關(guān)信息，進(jìn)行更深入的思維加工，從而加強(qiáng)了思維能力的培養(yǎng)；此外，把思維加工的結(jié)果以語(yǔ)言和文字的形式表達(dá)出來(lái)，又培養(yǎng)著表達(dá)能力．由此可知，實(shí)驗(yàn)是一種綜合的能力培養(yǎng)過(guò)程． 由于實(shí)驗(yàn)是一種科學(xué)的方法，它能夠創(chuàng)造”最確實(shí)、最少受干擾”、“保證過(guò)程以其純粹形態(tài)進(jìn)行”的物理環(huán)境，它是理論密切聯(lián)系實(shí)際的學(xué)習(xí)過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中蘊(yùn)藏著極其活躍的因素，能夠活化學(xué)生學(xué)到的物理知識(shí)，因此，實(shí)驗(yàn)是對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造意識(shí)訓(xùn)練和科學(xué)方法訓(xùn)練的有效途徑．

4．實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)本身是一個(gè)嚴(yán)格的科學(xué)過(guò)程，要想獲得實(shí)驗(yàn)的成功，必須一絲不茍，來(lái)不得半點(diǎn)虛假，并且必須把各項(xiàng)活動(dòng)安排得井井有條，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)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(shí)驗(yàn)過(guò)程中也不總是一帆風(fēng)順的．它以很強(qiáng)的吸引力磨煉學(xué)生的意志；加之實(shí)驗(yàn)中存在著辯證唯物主義教育的豐富素材，這對(duì)學(xué)生科學(xué)世界觀的形成起著促進(jìn)作用．我們不可低估實(shí)驗(yàn)在這方面的作用，從某種意義上說(shuō)，實(shí)驗(yàn)的這種作用較之于學(xué)生掌握一些具體的知識(shí)和技能更為重要，對(duì)于提高人的素質(zhì)具有很大意義．

綜上所述，實(shí)驗(yàn)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(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)所需要的、有個(gè)性特征的、全面發(fā)展的人才的高度來(lái)充分認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義，切實(shí)改變某些不重視實(shí)驗(yàn)的舊觀念，始終堅(jiān)持以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的教學(xué)方向．

§7.2物理實(shí)驗(yàn)的分類及各類實(shí)驗(yàn)的作用

物理教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)，大體上可以分為如下幾類：（1）演示實(shí)驗(yàn)（2）學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)；（3）課內(nèi)小實(shí)驗(yàn)；（4）課外實(shí)驗(yàn)．將上述各類實(shí)驗(yàn)與一定的教學(xué)手段配合就組成了各種實(shí)驗(yàn)教學(xué)課型：例如，將演示實(shí)驗(yàn)穿插在教師的講授過(guò)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(shí)驗(yàn)穿插在課堂教學(xué)活動(dòng)中，可組成“邊教邊實(shí)驗(yàn)”或“邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)”；將教師的指導(dǎo)貫穿在學(xué)生獨(dú)立操作的分組實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，就構(gòu)成了學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)課型．各種實(shí)驗(yàn)有各自的特點(diǎn)，各自的功能，實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)當(dāng)是各種實(shí)驗(yàn)與各種教學(xué)手段有機(jī)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(lái)選擇和組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)．下面，將演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)和課內(nèi)小實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和功能分別作一介紹（課外實(shí)驗(yàn)將在第十一章中介紹）．

一、演示實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和作用

演示實(shí)驗(yàn)是以教師為主要操作者的表演示范實(shí)驗(yàn)．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(shí)物理概念和規(guī)律，或者通過(guò)演示的引導(dǎo)和示范作用，為學(xué)生獨(dú)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(dòng)、有趣、新奇和使學(xué)生感到意外的演示實(shí)驗(yàn)來(lái)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(dòng)量定理之前，做如圖7-3所示的實(shí)驗(yàn)：將一個(gè)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(guò)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(kāi)，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(lái)，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(wèn)題：“為什么雞蛋從那么高處落下沒(méi)有砸碎，而在桌上輕輕一砸就殼破汁流呢？”??教師運(yùn)用這個(gè)演示，創(chuàng)造了一個(gè)愉快學(xué)習(xí)的環(huán)境，使學(xué)生的思維活動(dòng)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(shí)規(guī)律

在課堂教學(xué)中，教師常用演示實(shí)驗(yàn)展示物理的現(xiàn)象和變化的過(guò)程，特別是學(xué)生日常生活中難以見(jiàn)到的或者是與學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)相抵觸的現(xiàn)象和過(guò)程，使學(xué)生獲得豐富的感性知識(shí)，形成鮮明的表象，為學(xué)生建立正確的概念、認(rèn)識(shí)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(jiān)硬的物體，形變很小，學(xué)生無(wú)法察覺(jué)，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(huì)形變（如石頭、玻璃）”的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)．為糾正上述錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，教師可應(yīng)用如圖7－4的演示實(shí)驗(yàn)．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(lái)．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(shí)（a），可以看到玻璃管中的液柱上升；沿長(zhǎng)軸方向向內(nèi)擠壓時(shí)（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(shí)．

3．進(jìn)行觀察和思維訓(xùn)練，鞏固和應(yīng)用物理知識(shí)

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

例如，教師利用電學(xué)黑箱對(duì)學(xué)生進(jìn)行觀察、思維訓(xùn)練，黑箱蓋上有兩個(gè)接線柱，箱內(nèi)只有兩個(gè)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(jì)的R×100的歐姆表進(jìn)行測(cè)試，讓學(xué)生通過(guò)觀察，判斷元件的種類及其聯(lián)結(jié)的方式．盡管只有兩個(gè)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(jué)電流變化瞬時(shí)特征（速率越來(lái)越?。?，以及終態(tài)電流的狀況，經(jīng)過(guò)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(shí)驗(yàn)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(gè)方面：一是通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)介紹學(xué)生將要使用的儀器和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方法步驟、技能；二是通過(guò)教師操作過(guò)程中實(shí)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(shí)驗(yàn)是物理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和作用

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)是學(xué)生在教師指導(dǎo)下利用整節(jié)課時(shí)間，在實(shí)驗(yàn)室分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的教學(xué)形式．它是學(xué)生親自動(dòng)手使用儀器、觀察測(cè)量、取得資料數(shù)據(jù)，并親自分析總結(jié)的過(guò)程；是學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)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(diǎn)來(lái)劃分，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)大體上可以分為五類，即：研究性（探索性）實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，測(cè)定性實(shí)驗(yàn)，基本儀器使用訓(xùn)練性實(shí)驗(yàn)和裝配技術(shù)訓(xùn)練性實(shí)驗(yàn)．這些實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和作用如下：

1．研究性（探索性）或驗(yàn)證性學(xué)生實(shí)驗(yàn)

這兩類實(shí)驗(yàn)是以學(xué)生獲取知識(shí)的不同途徑來(lái)劃分的，研究性（探索性）實(shí)驗(yàn)的主要目的是，讓學(xué)生通過(guò)觀察測(cè)量活動(dòng)和歸納概括的思維方式來(lái)建立物理概念和認(rèn)識(shí)物理規(guī)律，同時(shí)訓(xùn)練一定的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)”．在中學(xué)物理教學(xué)中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的主要目的是讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證由已知理論推導(dǎo)出的新結(jié)論的正確性，從而加深對(duì)新知識(shí)的理解，并訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能．這兩種實(shí)驗(yàn)方法都是物理科學(xué)研究中的基本實(shí)驗(yàn)方法，前者是從個(gè)別到一般，實(shí)驗(yàn)在前，而結(jié)論在后，實(shí)驗(yàn)成為探索規(guī)律的主要手段．后者則推理判斷在前，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)之前，由于學(xué)生還不知道實(shí)驗(yàn)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(guò)手腦并用、探求知識(shí)的欲望和培養(yǎng)觀察、歸納、概括能力．驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是傳統(tǒng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的主要類型，它能夠使學(xué)生更好地理解知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，認(rèn)識(shí)理論的能動(dòng)作用，培養(yǎng)推理、驗(yàn)證分析能力．

2．測(cè)定物理量和物理常數(shù)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)

這類實(shí)驗(yàn)在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)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(yùn)用一定的儀器來(lái)測(cè)定某個(gè)物理量或物理常數(shù)，例如，利用自由落體的規(guī)律“測(cè)重力加速度”，利用完全非彈性碰撞中的動(dòng)量守恒定律來(lái)“測(cè)定彈丸的出口速度”，利用歐姆定律以“狀安法測(cè)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(huì)應(yīng)用物理規(guī)律，訓(xùn)練基本實(shí)驗(yàn)技能，并學(xué)習(xí)間接測(cè)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(shí)驗(yàn)

當(dāng)然在前述幾類實(shí)驗(yàn)中都要運(yùn)用一定的基本儀器和涉及某些裝配技術(shù)．但是對(duì)于某些重要的基本儀器和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，有必要對(duì)學(xué)生進(jìn)行一定的實(shí)驗(yàn)技能技巧訓(xùn)練．這就是這兩類實(shí)驗(yàn)的目的．例如，“示波器的使用”實(shí)驗(yàn)，可以使學(xué)生了解電子束在電場(chǎng)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(jiǎn)單的收音機(jī)”實(shí)驗(yàn)，可以使學(xué)生學(xué)習(xí)電子線路圖的認(rèn)識(shí)方法，熟悉簡(jiǎn)單收音機(jī)的基本原理和接受電子裝配技術(shù)的初步訓(xùn)練． 總的說(shuō)來(lái)，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的最主要特征是學(xué)生的獨(dú)立實(shí)踐活動(dòng)，這種活動(dòng)有系統(tǒng)的、統(tǒng)一的要求，并在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成．如果把教師的演示示范看成是帶路的向?qū)В瑒t單靠向?qū)吠_(dá)不到獨(dú)立認(rèn)路的目的，只有在自己實(shí)踐的基礎(chǔ)上，才能在沒(méi)有向?qū)r(shí)辨認(rèn)前進(jìn)的方向．在這種意義上，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和作用

課內(nèi)小實(shí)驗(yàn)是穿插在課堂教學(xué)過(guò)程中的學(xué)生小實(shí)驗(yàn)，它與演示實(shí)驗(yàn)的不同點(diǎn)主要在它的操作者不是教師或者是協(xié)助教師的個(gè)別學(xué)生而是全體學(xué)生．它與學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的不同，它不象學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)?zāi)菢佑谜?jié)課比較規(guī)范地完成教師在實(shí)驗(yàn)室中準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)，也不一定要履行“預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)-報(bào)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(shí)驗(yàn)，可以是一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，也可以是一組系列的小實(shí)驗(yàn)，或者是按照一定程序編排的系列階段實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)的時(shí)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(shí)驗(yàn)可以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，也可以在教室進(jìn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)．這種實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)”或“邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)”的課型，并具有如下的優(yōu)點(diǎn)：

1．由于讓學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手來(lái)學(xué)習(xí)知識(shí)，而不只是看教師演示，有助于發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(kuò)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(shí)驗(yàn)小型靈活、運(yùn)用方便，可以增加學(xué)生實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的比重，因此，可以提供更多的機(jī)會(huì)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)按照教師施加影響的程度和學(xué)生的獨(dú)立活動(dòng)量排一個(gè)隊(duì)，則如表所示：課堂實(shí)驗(yàn)種類 教師影響程度 學(xué)生獨(dú)立活動(dòng)量 演示實(shí)驗(yàn) 大 小 課內(nèi)小實(shí)驗(yàn) 中 中 學(xué)生分組實(shí)驗(yàn) 小 大 由此可見(jiàn)，我們應(yīng)當(dāng)將它們有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，以取得最佳的課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果．

§7.3演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)

演示實(shí)驗(yàn)在中學(xué)物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)中占有很大的比重，而且是一種深受學(xué)生歡迎的實(shí)驗(yàn)形式．它是教師施展教學(xué)藝術(shù)的獨(dú)特手段，它能夠化枯燥為生動(dòng)，化抽象為具體．演示實(shí)驗(yàn)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(jìn)行演示．同一個(gè)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(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求．

一、演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求

1．要有明確的目的 演示實(shí)驗(yàn)運(yùn)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(wú)必要演示，選擇什么樣的演示，怎樣進(jìn)行演示，都必須首先從具體的目的出發(fā)．

例如，我們?cè)趯W(xué)習(xí)習(xí)近平拋和斜拋的內(nèi)容時(shí)，可供選擇的演示實(shí)驗(yàn)很多，拋出粉筆頭就是一個(gè)最簡(jiǎn)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(yùn)用演示引入課題或鞏固所學(xué)知識(shí)時(shí)，教師總要力圖增加實(shí)驗(yàn)的趣味性，以更好地調(diào)動(dòng)思維積極性．拋粉筆頭的演示雖然簡(jiǎn)單，但在引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察定性地描述平拋運(yùn)動(dòng)的特征這一點(diǎn)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(shí)“平拋運(yùn)動(dòng)可以看成是水平勻速運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的本質(zhì)特征．

由上可知，我們不能離開(kāi)演示的具體功能來(lái)評(píng)價(jià)演示的好壞，演示實(shí)驗(yàn)只有和一定的教學(xué)過(guò)程結(jié)合起來(lái)，才能發(fā)揮它的作用．

2．要明顯和直觀

可以說(shuō)，演示實(shí)驗(yàn)的一切功能都離不開(kāi)觀察，觀察者只能在演示者所給觀象的基礎(chǔ)上進(jìn)行觀察，因此演示實(shí)驗(yàn)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(gè)學(xué)生都看到要演示的現(xiàn)象，是教師心目中有無(wú)學(xué)生的表現(xiàn)．為使現(xiàn)象明顯，儀器的尺寸要足夠大，測(cè)量?jī)x表的刻度線要適當(dāng)粗些，聲、光及觀察物體與背景的對(duì)比度要強(qiáng)，過(guò)程中的變化要顯著．必要時(shí)，可以借助投影、機(jī)械放大、光杠桿、放大電路等手段增強(qiáng)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(yùn)動(dòng)體所在的平面應(yīng)與黑板面平行．必要時(shí)，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(jiǎn)單，過(guò)程明瞭 我們力求演示儀器簡(jiǎn)單，過(guò)程明瞭，其目的在于突出要觀察的物理現(xiàn)象和過(guò)程，降低無(wú)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(méi)有必要選擇精密復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)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(duì)比小球靜止和運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)凸橋、凹橋橋面的壓力時(shí)，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(guò)凸橋頂端時(shí)，小球便不再?gòu)膬杀壑g落下，而是沿橋面驚過(guò)．②把凹橋下方的搭鉤脫開(kāi)，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(kāi)而下落，然后讓小球從斜軌上滾下，當(dāng)小球經(jīng)過(guò)凹橋底端時(shí)，小球即從兩軌道之間掉了下去．由上可見(jiàn)，這種凸橋、凹橋的裝置，可以說(shuō)是簡(jiǎn)單的出奇，然而演示說(shuō)明的卻是學(xué)生平時(shí)將信將疑的一個(gè)難題．我們提倡用簡(jiǎn)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(shí)．

（3）視聽(tīng)感官并用

有關(guān)資料表明：“在接受知識(shí)方面，單靠聽(tīng)覺(jué)一般只能記住15％左右；單靠視覺(jué)，從圖象獲得知識(shí)，只能記住25％左右；如果兩者結(jié)合起來(lái)可記住65％”①．因此，調(diào)動(dòng)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(duì)各種感覺(jué)信息的分辨本領(lǐng)，以強(qiáng)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(zhǎng)約2米的磁帶，磁帶上錄有一段不變的樂(lè)音（如風(fēng)琴的c調(diào)），把錄音機(jī)的放音磁頭用導(dǎo)線接出來(lái)，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(yùn)動(dòng)時(shí)，小車拖著磁帶運(yùn)動(dòng)，使錄音機(jī)發(fā)聲．這樣就可以使學(xué)生用視覺(jué)觀察到的速度變化為聽(tīng)覺(jué)感受到的音高變化，用音高來(lái)理解速度，用音高變化的快慢來(lái)理解速度變化的快慢，即加速度的大?。捎谌硕鷮?duì)音高的感受靈敏，而且對(duì)“變”的感受，比視覺(jué)更直接，因而對(duì)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(shí)間是極其寶貴的．如果教師在演示中出現(xiàn)失誤和差錯(cuò)，不僅會(huì)貽誤時(shí)間，而且會(huì)引起學(xué)生對(duì)所得結(jié)論的懷疑，因此，教師在課堂上的演示實(shí)驗(yàn)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(jìn)行檢查，并按照課堂上的實(shí)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(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確程度，估計(jì)實(shí)驗(yàn)的時(shí)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(jī)．

（2）課堂演示時(shí)必須確保安全

演示時(shí)，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(shí)驗(yàn)，一定不要讓學(xué)生上臺(tái)來(lái)操作．例如需要用到220V或380V市電的實(shí)驗(yàn)，或者用高壓感應(yīng)圈、水銀的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)由教師自己操作，并做到萬(wàn)無(wú)一失．

（3）正確對(duì)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(wèn)題．出了問(wèn)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(shí)找出原因，迅速排除故障；二是要實(shí)事求是．萬(wàn)一不能及時(shí)排除故障，也不可用“儀器不行”來(lái)搪塞過(guò)去，更不可編造數(shù)據(jù)，弄虛作假．應(yīng)當(dāng)向?qū)W生如實(shí)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)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(duì)學(xué)生產(chǎn)生良好的影響．

4．要有啟發(fā)性

演示實(shí)驗(yàn)?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(guò)觀察啟發(fā)思維，使學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)客觀規(guī)律，發(fā)展能力，培養(yǎng)興趣．因此，在設(shè)計(jì)和編制演示程序時(shí)，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(dòng)的演示現(xiàn)象出乎學(xué)生意外之時(shí)，認(rèn)知的矛盾將轉(zhuǎn)化為思維的動(dòng)力．例如，在“彈性碰撞”教學(xué)開(kāi)始時(shí)，讓學(xué)生觀察用兩個(gè)等質(zhì)量的玻璃小球做成的兩個(gè)雙線擺：如圖7－7，先將左邊的擺球拉開(kāi)，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(dòng)靜交替．面對(duì)這一有趣的情景，問(wèn)題油然而生．

運(yùn)用演示引發(fā)問(wèn)題，只是啟發(fā)思維的起點(diǎn)，雖然它是學(xué)生開(kāi)展積極思維的突破口，但要推進(jìn)思維活動(dòng)的展開(kāi)，仍須有教師不斷的引導(dǎo)．這樣，演示才能成為推進(jìn)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(jì)之中．

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

（1）用手壓容器上方的薄膜，原來(lái)浮在液面上的浮沉子開(kāi)始下沉，當(dāng)下沉到某一深度時(shí)松開(kāi)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(jiàn)到過(guò)的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)時(shí)對(duì)這個(gè)現(xiàn)象的解釋是很粗略的，只需要說(shuō)明，壓膜時(shí)水進(jìn)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(shí)，水從浮沉子內(nèi)排出，重力減小，浮沉子就上?。?/p>

（2）繼續(xù)壓膜使浮沉子下沉到更深的位置放手，見(jiàn)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(kāi)，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(lái)浮沉子中氣體的體積，不僅與容器上方氣體的壓強(qiáng)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(kāi)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(shuō)明浮沉子所以在一定的深度不再上浮，是由于在下降過(guò)程中液體內(nèi)部壓強(qiáng)這個(gè)因素造成的．（5）在浮沉子沉至容器底部以后，打開(kāi)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(shí)，浮沉子就從底部浮了起來(lái)［圖7－8（e）]．

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

二、演示實(shí)驗(yàn)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(duì)學(xué)生的觀察進(jìn)行指導(dǎo)．同時(shí)，對(duì)演示觀察的指導(dǎo)又是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力的一個(gè)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(shuō)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(guò)程中及時(shí)指導(dǎo)，教給觀察方法．所謂指導(dǎo)，絕對(duì)不是說(shuō)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(méi)有思想準(zhǔn)備時(shí)，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(gè)實(shí)驗(yàn)，以及打算怎樣進(jìn)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(qiáng)規(guī)律時(shí)，應(yīng)當(dāng)使學(xué)生帶著兩個(gè)問(wèn)題進(jìn)行觀察：一是液體內(nèi)部壓強(qiáng)與深度的關(guān)系；二是液體內(nèi)部在各方向是否都有壓強(qiáng)（特別是向上的壓強(qiáng)）及它們的關(guān)系；同時(shí)還應(yīng)使學(xué)生在認(rèn)識(shí)U形管壓強(qiáng)計(jì)的構(gòu)造及功能的基礎(chǔ)上進(jìn)行觀察．因?yàn)榇藭r(shí)學(xué)生還不理解U形管壓強(qiáng)計(jì)的原理，所以應(yīng)當(dāng)用直覺(jué)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(qiáng)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(huì)產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)？”的問(wèn)題，并認(rèn)清演示電路的特點(diǎn)，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?cè)?jīng)對(duì)20名高一的學(xué)生和高二的學(xué)生分別進(jìn)行演示．由于高一的學(xué)生還沒(méi)有學(xué)過(guò)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(guò)電磁感應(yīng)定律，正確記錄觀察現(xiàn)象的達(dá)到了95％，可見(jiàn)，觀察的目的性對(duì)于觀察效果起了很重要的作用． 2．突出觀察重點(diǎn)，排除無(wú)關(guān)因素的干擾

例如，通常教材中介紹斷路時(shí)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(jìn)行演示時(shí)，學(xué)生會(huì)看到開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后燈泡并不立即熄滅．但由于時(shí)間常數(shù)L/R太小，這種延時(shí)現(xiàn)象無(wú)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(lái)困難．如果在開(kāi)始演示時(shí)只給出一個(gè)簡(jiǎn)單的電感線圈、燈泡、開(kāi)關(guān)與電源的串聯(lián)電路（圖7－9），提出“在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的瞬間線圈中是否有感生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生”的問(wèn)題，然后與學(xué)生共同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路來(lái)驗(yàn)證感生電動(dòng)勢(shì)的存在．一種簡(jiǎn)單的方案就是觀察開(kāi)關(guān)拉斷時(shí)閘刀與閘刀座之間的火花放電現(xiàn)象證明感生電動(dòng)勢(shì)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(kāi)關(guān)接通時(shí)氖泡不導(dǎo)通，其電阻為無(wú)窮大，可視為它對(duì)電路沒(méi)有影響，切斷開(kāi)關(guān)時(shí)，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(shuō)明感生電動(dòng)勢(shì)的存在．這個(gè)實(shí)驗(yàn)還可以在后面的教學(xué)中說(shuō)明日光燈的起輝原理．

3．從整體到局部，再?gòu)木植康秸w，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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)來(lái)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(jiàn)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(gè)方面對(duì)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(duì)比，把握事物特征

觀察的深刻性在于透過(guò)表面現(xiàn)象抓住象物的本質(zhì)，利用對(duì)比觀察是使思維向縱深發(fā)展的很好的方法．在演示實(shí)驗(yàn)中，要引導(dǎo)學(xué)生善于察覺(jué)條件的差異及產(chǎn)生結(jié)果差異的聯(lián)系．通?？梢圆捎每v向?qū)Ρ?、橫向?qū)Ρ取⒄聪驅(qū)Ρ鹊姆椒ǎ?/p>

例如，用驗(yàn)電器和鋅板（或鋁板）等演示光電效應(yīng)的現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖7－11所示．把用砂紙打磨光的鋅板（或鋁板）插在驗(yàn)電器的導(dǎo)桿上，給鋅板帶上負(fù)電荷，可以看見(jiàn)驗(yàn)電器指針張開(kāi)；用紫外光（功率較小的醫(yī)用紫外線燈）照射鋅板，驗(yàn)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(yàn)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(jiàn)指針張角有何變化．從上述過(guò)程可以看出，它是一個(gè)邏輯性很強(qiáng)的縱向?qū)Ρ冗^(guò)程．由（a）、（b）階段的對(duì)比可以看出，驗(yàn)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(diǎn)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(duì)比說(shuō)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(kāi)的．它能夠使學(xué)生較好地把握過(guò)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(guò)程中，可以變部分縱向?qū)Ρ葹闄M向?qū)Ρ?，縱橫向?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(guò)程中，保留圖7－12（a）的狀態(tài)，同時(shí)用另一個(gè)同樣規(guī)格的彈簧秤顯示排開(kāi)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(jué)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(shí)橫向?qū)Ρ鹊姆椒?，從而使難于察覺(jué)的暫態(tài)差異顯現(xiàn)出來(lái)．

為了便于學(xué)生認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)，常需要用正向和反向?qū)Ρ鹊姆椒ǎ?，為了說(shuō)明振動(dòng)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(yùn)動(dòng)；還可以用保險(xiǎn)絲繞一個(gè)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(yùn)動(dòng)，這時(shí)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(dòng)產(chǎn)生條件的認(rèn)識(shí)．

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(dòng)緊密結(jié)合起來(lái)．用觀察促進(jìn)思維活動(dòng)的展開(kāi)，又用思維指導(dǎo)觀察活動(dòng)的進(jìn)行，使學(xué)生逐步認(rèn)識(shí)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(shí)驗(yàn)教學(xué)

一、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的教學(xué)目的 學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)是學(xué)生在教師指導(dǎo)下獨(dú)立操作的課堂教學(xué)過(guò)程，教師應(yīng)當(dāng)根據(jù)大綱的要求，有計(jì)劃地、系統(tǒng)地訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)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(huì)自學(xué)實(shí)驗(yàn)講義（教材）

通過(guò)自學(xué)與輔導(dǎo)，逐漸學(xué)會(huì)自學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，會(huì)組織實(shí)驗(yàn)步驟．

2．逐步養(yǎng)成正確認(rèn)識(shí)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(shuō)出它的名稱，通過(guò)對(duì)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(shuō)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(jìn)行正確的實(shí)驗(yàn)操作．

實(shí)驗(yàn)操作必須按一定的操作規(guī)范程序進(jìn)行，逐步養(yǎng)成良好習(xí)慣，例如：

（1）裝配儀器：一臺(tái)儀器的裝配，多臺(tái)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(shí)，應(yīng)先將橫梁放于止動(dòng)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(duì)號(hào)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(jìn)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(dòng)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(cè)量?jī)x表零點(diǎn)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(xiàng)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(dòng)工作和觀察記錄：按規(guī)程及實(shí)驗(yàn)步驟啟動(dòng)儀器工作，并仔細(xì)觀察，記錄所示數(shù)據(jù)．（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的收尾工作

實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范動(dòng)作

實(shí)驗(yàn)操作不僅要注意程序，而且要注意動(dòng)作的規(guī)范要求，切忌隨意性的動(dòng)作．例如：

（1）調(diào)整天平時(shí)，一般用左手握住止動(dòng)旋鈕，不論調(diào)節(jié)底座、橫梁，放卸待測(cè)物和砝碼，還是撥動(dòng)游碼，都必須在止動(dòng)期內(nèi)進(jìn)行．需要觀察天平是否平衡時(shí)，再輕輕地順時(shí)針旋轉(zhuǎn)止動(dòng)旋鈕．當(dāng)橫梁處于升起狀態(tài)時(shí)，左手不可脫離止動(dòng)旋鈕．這樣做，一方面是為了防止橫梁自動(dòng)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(cè)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(shí)，應(yīng)如圖7－14所示．

（3）使用螺旋測(cè)微器，一般應(yīng)用左手拿被測(cè)物，右手無(wú)名指與小指握弓形架，拇指與食指操作旋輪．若被測(cè)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(kāi)始接觸被測(cè)物時(shí)，應(yīng)改旋棘輪，使螺桿前行，壓住被測(cè)物，待聽(tīng)到“咔咔”聲時(shí)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(shí)，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(shí)，應(yīng)如圖 7－17所示，切不可觸及透鏡表面．

5．學(xué)會(huì)正確測(cè)量讀數(shù)與處理數(shù)據(jù)

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

（2）應(yīng)使觀察視線與表面垂直．（3）讀數(shù)時(shí)，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(cè)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(gè)單位時(shí)，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(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)先觀量程，再看最小分度，然后看零點(diǎn)，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(jì)算法和圖示法兩種．

在中學(xué)物理教學(xué)中，使用計(jì)算法多利用平均法來(lái)減小實(shí)驗(yàn)誤差．

圖示法的優(yōu)點(diǎn)主要有兩條：一是簡(jiǎn)明、直觀、便于比較，特別對(duì)探索物理規(guī)律很有用；二是利用實(shí)驗(yàn)中的有限數(shù)據(jù)作出圖線后，從中找到那些無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)得到的數(shù)據(jù)，還可以求出相關(guān)的第三個(gè)物理量．用圖示法表述物理量之間的關(guān)系時(shí)，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(diǎn)，不一定取為變量的零點(diǎn)．坐標(biāo)軸上的標(biāo)度值應(yīng)能恰當(dāng)?shù)胤磻?yīng)出測(cè)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(jì)算就能直接讀出圖線上每一點(diǎn)的坐標(biāo)為宜，如通常用1、2、5而不用3、7、9來(lái)標(biāo)度，使坐標(biāo)紙的一小格可用來(lái)表示測(cè)量值最后一位的1，2，5個(gè)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(diǎn)和聯(lián)線．依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用削尖的鉛筆在圖上描點(diǎn)．為清楚、準(zhǔn)確起見(jiàn)，常以該點(diǎn)為中心，用×、⊙等符號(hào)中的一種標(biāo)明．同一圖線上的觀測(cè)點(diǎn)要用同一種符號(hào)，如果圖上有兩條圖線，則應(yīng)用兩種不同符號(hào)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(guò)全部測(cè)定點(diǎn)是正?，F(xiàn)象．一般情況下，聯(lián)線時(shí)應(yīng)盡量使曲線通過(guò)或靠近大多數(shù)觀測(cè)點(diǎn)，并使測(cè)點(diǎn)比較均勻地分布在曲線的兩側(cè)．如圖7－18所示．

6．學(xué)會(huì)寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)報(bào)告一般應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒀b置與器材、實(shí)驗(yàn)原理與步驟、數(shù)據(jù)記錄與計(jì)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(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告．在設(shè)計(jì)報(bào)告時(shí)，應(yīng)讓學(xué)生學(xué)習(xí)用比較簡(jiǎn)潔的文字，直觀的圖表來(lái)表達(dá)報(bào)告的內(nèi)容．?dāng)?shù)據(jù)表格的設(shè)計(jì)應(yīng)做到：說(shuō)明實(shí)驗(yàn)條件；要有原始記錄；欄目中應(yīng)注明物理量的符號(hào)和單位；力求簡(jiǎn)明，便于總結(jié)物理規(guī)律．

下面介紹一份學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的報(bào)告：

證機(jī)械能守恒定律

實(shí)驗(yàn)者姓名××，同組人姓名×××

實(shí)驗(yàn)時(shí)間×月×日下午第二節(jié)

[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯

1．驗(yàn)證物體在光滑斜面上自由下滑時(shí)的機(jī)械能守恒；

2．進(jìn)一步鞏固打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用和數(shù)據(jù)處理方法。

[實(shí)驗(yàn)器材]

平面小車，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)生用電源，支架，直尺。

[實(shí)驗(yàn)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(diǎn)A到B小車的重力勢(shì)能減少 △Ep=Mghon

而動(dòng)能增加 如果△Ek=△Kp即 或△Ek/△Ep=1

則證明機(jī)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(diǎn)計(jì)時(shí)器；

3．將小車置于斜面上方A點(diǎn)處，連接裝配好打點(diǎn)紙帶；

4．開(kāi)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(cè)量讀數(shù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。為什么在本實(shí)驗(yàn)中△Ek／△Ep＜1？ 因?yàn)樵诒緦?shí)驗(yàn)中小車在斜面上運(yùn)動(dòng)所受的阻力不能忽略不計(jì)，其勢(shì)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(shí)驗(yàn)的誤差約在8％以下．因此可以說(shuō)，如果不計(jì)阻力的影響，小車維持機(jī)械能守恒．

由上述數(shù)據(jù)可以大致估計(jì)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(shí)驗(yàn)的一般過(guò)程和教學(xué)要求

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，一般分為三個(gè)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(shí)驗(yàn)?zāi)康?，理解?shí)驗(yàn)原理、方法，認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)儀器，做好操作與記錄的準(zhǔn)備工作，其核心是理解實(shí)驗(yàn)方案．這是調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)主動(dòng)性的前提．如果對(duì)目的、原理不了解，依葫蘆畫瓢地做一陣子實(shí)驗(yàn)，稀里糊涂地記了一批數(shù)據(jù)，這就很難說(shuō)有什么好的收效．對(duì)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究來(lái)說(shuō)，構(gòu)思階段非常重要．教師正是在實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備階段中，讓學(xué)生學(xué)一點(diǎn)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(shí)驗(yàn)教材，提出一些問(wèn)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(shí)驗(yàn)以前，可布置如下幾個(gè)問(wèn)題：

（1）怎樣才能把電流表改裝成伏特表？在計(jì)算電表的附加電阻時(shí)，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(cè)電流表內(nèi)阻時(shí)，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(gè)可變電阻和電源輸出電壓）？

（3）在校正伏特表時(shí)，應(yīng)按怎樣的電路測(cè)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(guò)教師引導(dǎo)下的學(xué)生討論，共同設(shè)計(jì)和理解實(shí)驗(yàn)方案，特別是對(duì)探索性的實(shí)驗(yàn)，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(jìn)行實(shí)驗(yàn)的技能．只有事先為學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)基本鋪平了道路，才能使他們?cè)谟邢薜恼n堂時(shí)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(diǎn)器的實(shí)驗(yàn)．對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，這是一種新的實(shí)驗(yàn)方法，它涉及到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的原理和使用，有關(guān)的實(shí)驗(yàn)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(gè)不同內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)，分散了教學(xué)的難點(diǎn)．教師應(yīng)當(dāng)根據(jù)各次實(shí)驗(yàn)的側(cè)重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生做好預(yù)習(xí)工作．

還須說(shuō)明一點(diǎn)，預(yù)習(xí)決不只是看書．對(duì)于一些學(xué)生尚未見(jiàn)過(guò)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(shí)間，讓學(xué)生邊看實(shí)物，邊著教材，或者一邊聽(tīng)教師講解一邊看示范操作．

2．操作階段及其要求 它是把實(shí)驗(yàn)方案變?yōu)閷?shí)踐的階段．在這個(gè)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(shí)驗(yàn)條件的變化，觀察測(cè)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(shí)驗(yàn)技能和良好習(xí)慣的關(guān)鍵階段．

總的說(shuō)來(lái)，在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)始終注意發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，使他們帶著明確的目的，認(rèn)真仔細(xì)地觀察，積極地動(dòng)手操作和動(dòng)腦思考．實(shí)驗(yàn)中遇到一些問(wèn)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(dòng)性與嚴(yán)格要求的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)中有一定的程序規(guī)范和動(dòng)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(guò)實(shí)踐總結(jié)出來(lái)的，以提高學(xué)生執(zhí)行規(guī)范的自覺(jué)性．其次，執(zhí)行規(guī)范也不是要求學(xué)生機(jī)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(shí)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(huì)成為一種技能．實(shí)驗(yàn)步驟是根據(jù)實(shí)驗(yàn)程序的總要求來(lái)制訂的，但也不是千篇一律．可適當(dāng)鼓勵(lì)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(duì)于培養(yǎng)學(xué)生良好習(xí)慣和作風(fēng)的意義，從一開(kāi)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(duì)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(shí)驗(yàn)結(jié)束，桌面場(chǎng)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(duì)學(xué)生品德特別是科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)，對(duì)于學(xué)生今后的工作學(xué)習(xí)也很不利．在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的過(guò)程中，教師應(yīng)抓住好壞典型，不失時(shí)機(jī)地提出對(duì)全體學(xué)生有教育意義的問(wèn)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(shí)驗(yàn)報(bào)告．這是從現(xiàn)象上升到理性認(rèn)識(shí)的重要階段．在這個(gè)階段中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮思維的能動(dòng)作用，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)處理的某些方法，了解影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素，培養(yǎng)實(shí)事求是的態(tài)度和科學(xué)作風(fēng)．

值得一提的是如何對(duì)待“不滿意”的結(jié)果．應(yīng)當(dāng)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到，改一改數(shù)據(jù)，湊成“好的結(jié)果”是十分錯(cuò)誤的；簡(jiǎn)單地歸結(jié)為儀器粗糙，對(duì)自己也無(wú)益處；應(yīng)當(dāng)仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)和實(shí)驗(yàn)條件，找出產(chǎn)生問(wèn)題的原因，必要時(shí)重做實(shí)驗(yàn)．有時(shí)看上去實(shí)驗(yàn)是失敗了，但對(duì)一個(gè)認(rèn)真的實(shí)驗(yàn)者來(lái)說(shuō)，收獲不一定就小，獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是一件嚴(yán)肅的工作，任何時(shí)候都不允許草率從事，更不用說(shuō)弄虛作假，在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中就要強(qiáng)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(shí)驗(yàn)只是給大家提供學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的機(jī)會(huì)，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(guò)一、二節(jié)課的時(shí)間就能使理論得到驗(yàn)證或發(fā)展的．