论文部分内容阅读
【摘要】对一些中学物理实验的内容及方法进行探讨，结合物理实验教学内容，提出不同的预设方法和思路，以培养学生独立思考能力和创新能力为目标，提升实验教学效果，真正达到素质教育的目的。
【关键词】中学物理实验;自制教具
提到物理学，很多人都会下意识的想到各种各样有趣的实验，相对于所剩无几的物理概念和物理知识，这些实验反而成了最深刻的记忆。确实，在物理学和物理学教学中，实验占有非常重要的地位。
一堂成功的物理实验课不仅可以使学生深入地学习物理知识，掌握科学的分析方法，增强学生的动手能力，更重要的是，通过科学的引导，精心的设计，实验教学还可以培养学生独立思考的习惯，激发学生的创新精神，使学生在掌握书本知识的同时，提升自主学习的能力，从而真正达到素质教育的目的。
国家教委仪器研究所曾对一万余名学生进行实验能力测试，结果是我国中小学生实验动手能力几乎都不及格，这说明了我国中小学生实验动手能力普遍较差，也暴露出了当前中学物理实验教学只注重知识点的学习，忽视实验过程，没有充分的发挥实验教学的作用这一亟待解决的问题。
作为实验教学的组织者和引导者——教师，只有进行不断的探索和实践，从实验过程这个整体出发，注重总体的引导和细节的设置，注重与学生互动，以学生为主体，才能真正发挥出实验的作用。针对一些物理实验教学过程中的具体实施谈谈自己的一些做法和理论上的一些探索。
一、从身边现象入手，激发学生的好奇心
日本的著名中学物理教师檀上慎二一向主张把生活中的物理现象融入实验教学。在他的课堂教学中包含了大量的实验内容，多以身边的实例为主，把常见的事物或现象融入有趣的实验，从而引起学生的好奇心，增进学习兴趣，提升学习效果。
笔者也曾经在课堂上做过这方面的尝试，收到了较好的效果。比如在讲解摩擦力的时候，书上提到气垫船的摩擦阻力比较小，可是学生很难理解气垫摩擦系数比较小这一特点，而我们教学中也没有气垫导轨作为演示。怎么办呢？我想到气垫船下面的气垫无非也就是由高速向下的气体形成的。那么我们可以做一个简单的类似气垫船的实例么？我就把一个在底部剪开一个洞的方便面盒子倒扣过来，中间固定一个电机风扇，使风扇向下吹风，由于方便面盒子边缘比较整齐而且整体的重力比较小，这就是一个模拟气垫船了。当电机工作的时候，盒子就可以在平整的桌面上任意滑动。学生这个时候表现出来极大的兴趣，原来经常使用的方便面盒子还可以做出这样有趣的玩具，不由得好奇心大增，纷纷询问它的原理。接下来的现象更让学生目瞪口呆，当盒子移动到了桌子边缘马上就要掉下来的时候却意外的停下来了，学生就不自觉的提出为什么，接下来的授课就更加的自如了。原因当盒子有一部分露出时不能形成气垫转而变成了滑动摩擦，这是由于摩擦阻力变大的缘故使之停下来。通过这个简单而贴近学生生活的小实验，教师可以很容易的达到教学目的，突破教学难点。
中学生因其年龄特点，大多思维活跃而注意力不易集中，从身边的现象入手，激发起探索科学奥秘的好奇心不失为一个好方法，引导得当，会收到奇效。
二、预设障碍更能引导学生独立思考
实验教学因其特殊性质决定了它的多样化和不确定性。通常的实验教学都是学生在教师的引导下一步步完成实验过程，得出实验结论。这种方式更倾向于学生被动的接受实验结果，如果我们能在实验的设置上多一些“挫折”，让学生多遇到一些问题，并引导学生在遇到问题时多思考，主动去解决问题，通过一步步的清除障碍来最终得出实验结论，这样就更能体现实验教学的特点了。
比如在电学的串联电路实验中，通常导线两端都是提前处理过的且均带有接线头，使学生接线方便，插头接好之后旋紧螺母就可以了。可是大家都知道，生活中如果遇到简单的接线问题时，不再会有教师提前处理好的导线，那么学生如果真正进入这种人为的“实战场景”里，他们会怎么做呢？在处理好的导线中加入三根未处理导线，想顺利的完成实验就会出现困难，这时会出现三种情况：一种是学生会直接举手向教师示意导线有问题，这时教师可以引导学生在遇到障碍的时候自己去思考解决问题的办法，努力用各种方法动手试试，而不是直接求助于老师。
第二种是学生在动手解决问题的时候把两根导线没有接头的一端连接在一起形成一根导线，但是他们会发现虽然连接在一起了，可还是断路。为什么呢？学生会产生疑问，至此，教师便可讲解，因为这三根导线是漆包线，并由此引入漆包线的具体含义，提示学生断路是因为导线外面可能有绝缘漆保护，要想成为通路，必须去掉绝缘层，这时教师准备的打火机就起到了作用。在讲解后鼓励学生继续动手完成实验。通过这样的设置障碍，遇到问题，产生疑问，经过讲解然后自己解决问题的一系列过程，这部分知识自然在学生心中留下了非常深刻的印象，不但达到了教学目的，而且使学生掌握了应用方法。课后一名学生的MP3耳机断线，他就采用了同样的分析过程，达到了通路的目的，自己动手修好了耳机线，兴奋地和老师同学分享了他的喜悦。
第三种则是有些思维更为活跃的学生会试着动手把去掉绝缘层的裸线顺时针绕在接线柱上，然后顺时针旋紧螺母就完成了连接。这种方法更为方便和实用，突破了预设的障碍。对于这部分学生可以给予适当的鼓励，并引导其向更纵深的方向思考，把学到的知识应用到生活实践中。后来，有个学生自己家里的电话接线柱断了，他就采用了同样的方法解决了问题。
通过这样的设置，不但可以在完成既定的实验目的的同时加深学生对于这部分知识的印象，更可以锻炼学生独立思考，动手解决问题的能力。学生感受到了物理实验给他们带来的乐趣，愿意并且有能力去把学到的知识应用到实践中去，也可以激发他们进一步创新，这才真正达到了教育最终的目的。
三、不同类型的实验教学预设的方式不同。
1、让学生的小制作进入实验课堂，带着问题的学习效果更好。
一些经济发达的国家，大多非常重视物理实验教学和研究问题的方法，如日本初中物理的课时数只有75课时，但安排的学生实验却有20多个，演示实验则高达130多个，并且绝大多数都是研究性实验，基本形成以实验为中心的课堂体系。这也是物理教学的大势所趋。作为中学教师，我们必须研究教材中哪些地方是学生感到抽象、容易混淆、接受困难的，并结合教学实际，研究解决的方法，努力开发一些直观的演示，同时在教学中引进近代物理学的某些思想方法和现代科学的新成就。可在规定的实验中，适当增加相关演示项目，使教学内容更加丰富。使学生关注的物理知识而不是实验本身。怎么做才能实现这一目标呢？让学生带着问题进入课堂，学习的积极性和关注度会有很大的提高。例如：在小孔成像的实验中，提前让学生自己制作小孔成像照相机，由于制作的水平和材
有明显的不同，学生自己之间就会主动的比较其成像差异。这样的差异就会对学生的学习有一定的指导作用，为小孔成像规律的顺利得出作出了充分的铺垫。也为后面的凸透镜成像规律做好了知识牵引工作，一举两得。
显然，学生自己的简单小制作，对物理学习兴趣的培养都大有裨益。同时更会拓宽学生的视野，丰富他们的想象，可以有效地提高学生的创新能力。
2、培养科学的思维方式，让学生参与演示实验的全过程。
演示实验是教师利用课堂时间为学生演示，在操作的同时又引导学生对实验进行观察、思考和分析的一种物理实验教学方式。传统的课堂教学，演示实验通常教师演示，学生看，但是实际情况却是很多实验学生根本看不清，特别是座位靠后的学生。这会在某种程度上影响学生对演示实验的兴趣。因此，在演示实验中，应积极引导学生观察、猜想、分析、归纳总结，同时在实验操作上让学生积极参与，让学生充分了解实验的内容，多次重复，加深印象，巩固记忆。对于可见度小，不易观察，且只能水平演示、观察的内容，可适当引入现代教学手段，例如应用多媒体演示，动画演示等等。这样学生容易理解，才会取得良好的效果。比如在观察水的沸腾实验中，学生自己在控制水的量时或多或少，不宜掌握，如果用投影仪来显示出来就方便多了。
演示实验在教师指导下让学生参与，不仅增加了学生锻炼的机会，而且可以加深学生对于实验内容的理解。同时也因为激发了学生的兴趣，可以达到较好的学习效果。
3、变验证性实验为探索性实验。
中学物理课堂演示实验可分为验证性实验和探索性实验，而大部分是验证性实验。验证性实验是对知识的正确与否加以验证，巩固和加深对基本规律和基本原理的认识。但是，这样的实验对于学生掌握学习物理的科学方法效果不明显，也不利于培养学生主动探索物理规律的能力。而探索性实验对培养学生思维能力、创造能力、自学能力、观察实验能力及解决实际问题的能力等方面有独到的作用。因此，在教学中可把一些验证性的实验变为探索性的实验。在实验教学中，要尽量再现实验的设计过程，多让学生想想：“为什么要这样做？”“换种方法行不行？”以此渗透物理思想，启发学生思路。让学生由被动的学知识变为主动探索自然规律，这样，知识可以学得更扎实更牢固，学生的能力会得到更大的提升。
四、自制的教具对激发学生兴趣效果更好
自制教具对于教师而言可能是一件比较麻烦的事情，很多人认为这样做费力不讨好。确实，在大规模工业化生产的今天，实验教具已经制造得很齐备。但是我发现，有些现成的教具却远不及自制教具受学生的欢迎。
比如在反冲的教学中，教师一般用的是反冲教具演示实验，观察气体的反冲效果。学生的反应也比较一般。可是当我用自制的可乐瓶水火箭代替反冲实验教具来完成实验时，得到的却是学生的惊呼。原来身边的物体居然也会有这么大的能量，想不到一点点的水就可以把水火箭反冲到四层楼的高度。显然，自制教具给学生留下了更为深刻的印象。
而且，实验中的教具不见得是越完备越好，有些时候故意设置一个破绽，却能让学生积极的思考，鼓励学生提出自己的看法，并动手去完善教具最终完成实验，一方面学生会有成就感，增强自信，同时更可以激发学生的创新意识。
实验教学是物理教学的一个重要组成部分，这是一块可以充分发挥教师主导作用和聪明才智的阵地，更是一块可以让学生增强兴趣，锻炼能力，自主发挥的沃土。恰当的预设情景能为物理实验教学提供了更为广阔的空间，使中学生运用学科思维方法提高其思维品质。爱因斯坦曾经对教育下了这样一个定义：“如果一个人忘掉了他在学校里所学到的每一样东西，那么留下来的就是教育。”重视实验教学，以培养学生能力为指导，不断的改进实验教学，才能适应新时代对人才的要求。
参考文献
[1]罗绍凯 王明泉 物理学的潜科学分析[M] 北京：科学技术文献出版社 1999.8
[2]邢群麟 李卫平 物理故事[M]北京：中国时代经济出版社 2007.1
[3]李醒民 爱因斯坦[M]北京：商务印书馆 2005
[4]李彦敏 李晓伟 论物理学实验的潜科学分析[J]
【关键词】中学物理实验;自制教具
提到物理学，很多人都会下意识的想到各种各样有趣的实验，相对于所剩无几的物理概念和物理知识，这些实验反而成了最深刻的记忆。确实，在物理学和物理学教学中，实验占有非常重要的地位。
一堂成功的物理实验课不仅可以使学生深入地学习物理知识，掌握科学的分析方法，增强学生的动手能力，更重要的是，通过科学的引导，精心的设计，实验教学还可以培养学生独立思考的习惯，激发学生的创新精神，使学生在掌握书本知识的同时，提升自主学习的能力，从而真正达到素质教育的目的。
国家教委仪器研究所曾对一万余名学生进行实验能力测试，结果是我国中小学生实验动手能力几乎都不及格，这说明了我国中小学生实验动手能力普遍较差，也暴露出了当前中学物理实验教学只注重知识点的学习，忽视实验过程，没有充分的发挥实验教学的作用这一亟待解决的问题。
作为实验教学的组织者和引导者——教师，只有进行不断的探索和实践，从实验过程这个整体出发，注重总体的引导和细节的设置，注重与学生互动，以学生为主体，才能真正发挥出实验的作用。针对一些物理实验教学过程中的具体实施谈谈自己的一些做法和理论上的一些探索。
一、从身边现象入手，激发学生的好奇心
日本的著名中学物理教师檀上慎二一向主张把生活中的物理现象融入实验教学。在他的课堂教学中包含了大量的实验内容，多以身边的实例为主，把常见的事物或现象融入有趣的实验，从而引起学生的好奇心，增进学习兴趣，提升学习效果。
笔者也曾经在课堂上做过这方面的尝试，收到了较好的效果。比如在讲解摩擦力的时候，书上提到气垫船的摩擦阻力比较小，可是学生很难理解气垫摩擦系数比较小这一特点，而我们教学中也没有气垫导轨作为演示。怎么办呢？我想到气垫船下面的气垫无非也就是由高速向下的气体形成的。那么我们可以做一个简单的类似气垫船的实例么？我就把一个在底部剪开一个洞的方便面盒子倒扣过来，中间固定一个电机风扇，使风扇向下吹风，由于方便面盒子边缘比较整齐而且整体的重力比较小，这就是一个模拟气垫船了。当电机工作的时候，盒子就可以在平整的桌面上任意滑动。学生这个时候表现出来极大的兴趣，原来经常使用的方便面盒子还可以做出这样有趣的玩具，不由得好奇心大增，纷纷询问它的原理。接下来的现象更让学生目瞪口呆，当盒子移动到了桌子边缘马上就要掉下来的时候却意外的停下来了，学生就不自觉的提出为什么，接下来的授课就更加的自如了。原因当盒子有一部分露出时不能形成气垫转而变成了滑动摩擦，这是由于摩擦阻力变大的缘故使之停下来。通过这个简单而贴近学生生活的小实验，教师可以很容易的达到教学目的，突破教学难点。
中学生因其年龄特点，大多思维活跃而注意力不易集中，从身边的现象入手，激发起探索科学奥秘的好奇心不失为一个好方法，引导得当，会收到奇效。
二、预设障碍更能引导学生独立思考
实验教学因其特殊性质决定了它的多样化和不确定性。通常的实验教学都是学生在教师的引导下一步步完成实验过程，得出实验结论。这种方式更倾向于学生被动的接受实验结果，如果我们能在实验的设置上多一些“挫折”，让学生多遇到一些问题，并引导学生在遇到问题时多思考，主动去解决问题，通过一步步的清除障碍来最终得出实验结论，这样就更能体现实验教学的特点了。
比如在电学的串联电路实验中，通常导线两端都是提前处理过的且均带有接线头，使学生接线方便，插头接好之后旋紧螺母就可以了。可是大家都知道，生活中如果遇到简单的接线问题时，不再会有教师提前处理好的导线，那么学生如果真正进入这种人为的“实战场景”里，他们会怎么做呢？在处理好的导线中加入三根未处理导线，想顺利的完成实验就会出现困难，这时会出现三种情况：一种是学生会直接举手向教师示意导线有问题，这时教师可以引导学生在遇到障碍的时候自己去思考解决问题的办法，努力用各种方法动手试试，而不是直接求助于老师。
第二种是学生在动手解决问题的时候把两根导线没有接头的一端连接在一起形成一根导线，但是他们会发现虽然连接在一起了，可还是断路。为什么呢？学生会产生疑问，至此，教师便可讲解，因为这三根导线是漆包线，并由此引入漆包线的具体含义，提示学生断路是因为导线外面可能有绝缘漆保护，要想成为通路，必须去掉绝缘层，这时教师准备的打火机就起到了作用。在讲解后鼓励学生继续动手完成实验。通过这样的设置障碍，遇到问题，产生疑问，经过讲解然后自己解决问题的一系列过程，这部分知识自然在学生心中留下了非常深刻的印象，不但达到了教学目的，而且使学生掌握了应用方法。课后一名学生的MP3耳机断线，他就采用了同样的分析过程，达到了通路的目的，自己动手修好了耳机线，兴奋地和老师同学分享了他的喜悦。
第三种则是有些思维更为活跃的学生会试着动手把去掉绝缘层的裸线顺时针绕在接线柱上，然后顺时针旋紧螺母就完成了连接。这种方法更为方便和实用，突破了预设的障碍。对于这部分学生可以给予适当的鼓励，并引导其向更纵深的方向思考，把学到的知识应用到生活实践中。后来，有个学生自己家里的电话接线柱断了，他就采用了同样的方法解决了问题。
通过这样的设置，不但可以在完成既定的实验目的的同时加深学生对于这部分知识的印象，更可以锻炼学生独立思考，动手解决问题的能力。学生感受到了物理实验给他们带来的乐趣，愿意并且有能力去把学到的知识应用到实践中去，也可以激发他们进一步创新，这才真正达到了教育最终的目的。
三、不同类型的实验教学预设的方式不同。
1、让学生的小制作进入实验课堂，带着问题的学习效果更好。
一些经济发达的国家，大多非常重视物理实验教学和研究问题的方法，如日本初中物理的课时数只有75课时，但安排的学生实验却有20多个，演示实验则高达130多个，并且绝大多数都是研究性实验，基本形成以实验为中心的课堂体系。这也是物理教学的大势所趋。作为中学教师，我们必须研究教材中哪些地方是学生感到抽象、容易混淆、接受困难的，并结合教学实际，研究解决的方法，努力开发一些直观的演示，同时在教学中引进近代物理学的某些思想方法和现代科学的新成就。可在规定的实验中，适当增加相关演示项目，使教学内容更加丰富。使学生关注的物理知识而不是实验本身。怎么做才能实现这一目标呢？让学生带着问题进入课堂，学习的积极性和关注度会有很大的提高。例如：在小孔成像的实验中，提前让学生自己制作小孔成像照相机，由于制作的水平和材
有明显的不同，学生自己之间就会主动的比较其成像差异。这样的差异就会对学生的学习有一定的指导作用，为小孔成像规律的顺利得出作出了充分的铺垫。也为后面的凸透镜成像规律做好了知识牵引工作，一举两得。
显然，学生自己的简单小制作，对物理学习兴趣的培养都大有裨益。同时更会拓宽学生的视野，丰富他们的想象，可以有效地提高学生的创新能力。
2、培养科学的思维方式，让学生参与演示实验的全过程。
演示实验是教师利用课堂时间为学生演示，在操作的同时又引导学生对实验进行观察、思考和分析的一种物理实验教学方式。传统的课堂教学，演示实验通常教师演示，学生看，但是实际情况却是很多实验学生根本看不清，特别是座位靠后的学生。这会在某种程度上影响学生对演示实验的兴趣。因此，在演示实验中，应积极引导学生观察、猜想、分析、归纳总结，同时在实验操作上让学生积极参与，让学生充分了解实验的内容，多次重复，加深印象，巩固记忆。对于可见度小，不易观察，且只能水平演示、观察的内容，可适当引入现代教学手段，例如应用多媒体演示，动画演示等等。这样学生容易理解，才会取得良好的效果。比如在观察水的沸腾实验中，学生自己在控制水的量时或多或少，不宜掌握，如果用投影仪来显示出来就方便多了。
演示实验在教师指导下让学生参与，不仅增加了学生锻炼的机会，而且可以加深学生对于实验内容的理解。同时也因为激发了学生的兴趣，可以达到较好的学习效果。
3、变验证性实验为探索性实验。
中学物理课堂演示实验可分为验证性实验和探索性实验，而大部分是验证性实验。验证性实验是对知识的正确与否加以验证，巩固和加深对基本规律和基本原理的认识。但是，这样的实验对于学生掌握学习物理的科学方法效果不明显，也不利于培养学生主动探索物理规律的能力。而探索性实验对培养学生思维能力、创造能力、自学能力、观察实验能力及解决实际问题的能力等方面有独到的作用。因此，在教学中可把一些验证性的实验变为探索性的实验。在实验教学中，要尽量再现实验的设计过程，多让学生想想：“为什么要这样做？”“换种方法行不行？”以此渗透物理思想，启发学生思路。让学生由被动的学知识变为主动探索自然规律，这样，知识可以学得更扎实更牢固，学生的能力会得到更大的提升。
四、自制的教具对激发学生兴趣效果更好
自制教具对于教师而言可能是一件比较麻烦的事情，很多人认为这样做费力不讨好。确实，在大规模工业化生产的今天，实验教具已经制造得很齐备。但是我发现，有些现成的教具却远不及自制教具受学生的欢迎。
比如在反冲的教学中，教师一般用的是反冲教具演示实验，观察气体的反冲效果。学生的反应也比较一般。可是当我用自制的可乐瓶水火箭代替反冲实验教具来完成实验时，得到的却是学生的惊呼。原来身边的物体居然也会有这么大的能量，想不到一点点的水就可以把水火箭反冲到四层楼的高度。显然，自制教具给学生留下了更为深刻的印象。
而且，实验中的教具不见得是越完备越好，有些时候故意设置一个破绽，却能让学生积极的思考，鼓励学生提出自己的看法，并动手去完善教具最终完成实验，一方面学生会有成就感，增强自信，同时更可以激发学生的创新意识。
实验教学是物理教学的一个重要组成部分，这是一块可以充分发挥教师主导作用和聪明才智的阵地，更是一块可以让学生增强兴趣，锻炼能力，自主发挥的沃土。恰当的预设情景能为物理实验教学提供了更为广阔的空间，使中学生运用学科思维方法提高其思维品质。爱因斯坦曾经对教育下了这样一个定义：“如果一个人忘掉了他在学校里所学到的每一样东西，那么留下来的就是教育。”重视实验教学，以培养学生能力为指导，不断的改进实验教学，才能适应新时代对人才的要求。
参考文献
[1]罗绍凯 王明泉 物理学的潜科学分析[M] 北京：科学技术文献出版社 1999.8
[2]邢群麟 李卫平 物理故事[M]北京：中国时代经济出版社 2007.1
[3]李醒民 爱因斯坦[M]北京：商务印书馆 2005
[4]李彦敏 李晓伟 论物理学实验的潜科学分析[J]