论文部分内容阅读
物理实验是物理教学的重要组成部分，是学科教学常用的一种教学形式，是培养学生良好物理学科素养的重要手段，也是增强学生学习体验、实现初中物理新课程目标的最直接、最有效的途径.
物理实验教学若仅仅按教师既定的方案进行操作来完成实验，虽然能较快速、准确地测出实验数据、得出实验结论，但远远没有发挥实验教学的特殊功能.物理实验教学中应充分发挥教师的主导作用，重视对实验教学环节的建构，激发学生的学习兴趣，挖掘学生的学习潜能，提高学生的思维水平和实验创新能力，促使实验教学效益的最大化.根据笔者的教学探索和实践，认为可以通过以下五个实验教学环节的建构来提高物理实验教学效益.
1重视实验设计环节，提高学生的思维能力
实验目的、实验原理决定着实验器材和实验方法的选择.学生只有明确实验目的、清楚实验原理、掌握实验方法，才能顺利完成实验操作.
例如：在“伏安法测电阻”的实验教学中，可以出示一个未知阻值的待测电阻，问学生如何通过实验测出它的阻值？这样既能让学生明确实验的目的，又能激发学生的思维.通过讨论、引导，学生容易得出实验原理R=U/I，由实验原理引导学生进一步思考：（1）需要选择实验的主要测量仪器是什么？（电压表和电流表）；（2）如何正确使用这些测量仪器？（让学生对比、归纳出电压表和电流表的使用方法的异同点）；（3）如何才能提高测量的准确性，减小实验误差？（改变待测电阻两端的电压和通过的电流，进行多次实验来减小实验误差，在电路中添加滑动变阻器）；（4）根据实验原理及以上的思考过程设计并逐步完善实验电路图.
通过实验设计环节的建构，学生不仅清楚实验原理、实验器材的选择，还将实验所涉及的物理知识有机地结合起来，使学生的思维得到锻炼，并逐步了解实验设计的基本方法和步骤，为完成实验操作提供保证.
2重视实验操作环节，提高学生实验操作能力
进行物理实验前不仅要让学生知道实验的操作规程，更应引导学生运用所学的知识进行分析，弄清实验操作的机理，领悟实验操作的科学依据，增强实验操作的规范性.
例如：在“伏安法测电阻”的实验教学中，完成实验电路的设计、 实验器材的选择后，可以引导学生对实验操作过程作以下分析：（1）连接电路时，开关为什么要断开？（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片为什么要移到阻值最大的位置？要使滑动变阻器接入电路中的电阻值达到最大，应如何移动滑片？（3）实验中为什么要多次移动滑动变阻器的滑片来进行多次实验？通过以上问题的思考，让学生逐步理解实验操作的理论依据，加深对实验操作的理解，避免实验操作的盲目性和随意性，确保实验操作的规范化、细致化.学生在理论知识的指导下实验，在实验操作中加深对理论知识的理解，使学生的实验操作能力和理论知识水平都得以提高.
3重视实验数据分析环节，提高学生信息搜集和处理的能力
初中生的实验数据分析的习惯和能力还没形成，往往只重视实验操作和实验数据的记录，而忽视对实验数据的分析处理，测出实验数据后即认为已经完成实验.教师应对学生进行有效引导，使学生逐步掌握实验数据搜集、分析处理的一般方法，提高学生搜集、分析处理信息的能力.
例如：在“伏安法测电阻”的实验中，测出电压和电流值、算出待测电阻的阻值后，还可以对实验数据的分析处理做如下引导：（1）做出电流和电压关系图像即I-U关系图像，通过分析图像，得出通过导体的电流和导体两端的电压的关系；（2）分析I-U关系图像，导体两端的电压值和通过的电流值改变时，其电阻阻值如何变化，说明什么？
通过上述的有效引导，学生不难得出：同一导体，通过它的电流和它两端的电压成正比，导体两端的电压值和通过的电流值改变时，其电阻值保持不变.这样学生加深了对电阻是导体的一种属性的理解，又容易得出导体电阻值的大小与其两端的电压值和通过的电流值大小无关，即R=U/I是电阻的计算公式而非决定因素.而对学生在实验中得出的误差较大的实验数据或错误数据，应协助学生进行具体分析，找出原因，防止学生根据结论来修改实验数据.这样，学生就能逐步掌握实验数据的搜集、分析处理的基本方法，同时让学生认识到数学的函数图象和函数关系式是解决物理问题的一种方法，并养成实事求是的科学态度.
4重视实验拓展环节，提高学生获取新知识的能力
将拓展实验引入实验课堂教学，给学生创设类似科学研究的机会，通过自己搜集、分析处理信息来实际感受和体验知识的产生过程及运用知识解决实际问题的过程，有利于培养学生勇于探索的精神和获取新知识的能力.
例如：在“伏安法测电阻”的实验中，有部分实验小组已较快完成实验，可以让这些学生进行拓展实验：探究“灯丝在不同亮度下的电阻”.通过实验探究，学生会发现灯丝在不同的亮度下电阻值发生变化，且灯越亮，灯丝的电阻值越大.将此实验结果与此前电压、电流改变而待测电阻值不变进行对比，引导学生分析灯丝电阻值变化的原因.
通过实验拓展环节的建构，激发了学生的实验探究热情，提高学生的思维水平，使不同认知水平的学生都得到提高，并且将原来测定型实验升级为探究型实验，对学生实验探索发现能力和获取新知识的能力的提升大有益处.学生在实验中学会学习，把要学的东西通过自己的实验去发现和创造出来，并以自己的思维方式将知识纳入到自己的认知结构中.
5重视实验的课外延伸环节，提高学生创造性思维能力
物理实验教学不应仅仅停留在课堂教学中，可以根据课堂实验教学的内容创设新的物理情景，让学生带着问题，利用课余时间设计实验方案来创造性解决问题.
例如：学生通过做“伏安法测电阻”的实验后，可创设如下情景：在实验中只有电压表，无电流表，其他仪器自选，如何通过实验测出待测电阻的阻值？这个实验的目的是，在给定条件下，让学生自己设计实验方案来解决疑难问题，有利于激发学生的求异思维和创造思维，有利于提高学生运用物理知识解决问题的能力，有利于培养学生独立思考和勇于克服困难的精神.
物理教师应重视对物理实验课堂教学中各个环节的建构，发挥教师在实验教学中的主导作用，并充分体现学生的主体地位和调动学生学习的能动性，引导学生用理论知识来指导实验，在实验中加深对理论知识的理解，提高学生的思维能力、实验操作能力和创新能力，培养学生认真观察、善于发现、勤于思考的习惯和热爱探索、敢于创新的能力，形成良好的物理学科素养，提高物理实验教学效益.
物理实验教学若仅仅按教师既定的方案进行操作来完成实验，虽然能较快速、准确地测出实验数据、得出实验结论，但远远没有发挥实验教学的特殊功能.物理实验教学中应充分发挥教师的主导作用，重视对实验教学环节的建构，激发学生的学习兴趣，挖掘学生的学习潜能，提高学生的思维水平和实验创新能力，促使实验教学效益的最大化.根据笔者的教学探索和实践，认为可以通过以下五个实验教学环节的建构来提高物理实验教学效益.
1重视实验设计环节，提高学生的思维能力
实验目的、实验原理决定着实验器材和实验方法的选择.学生只有明确实验目的、清楚实验原理、掌握实验方法，才能顺利完成实验操作.
例如：在“伏安法测电阻”的实验教学中，可以出示一个未知阻值的待测电阻，问学生如何通过实验测出它的阻值？这样既能让学生明确实验的目的，又能激发学生的思维.通过讨论、引导，学生容易得出实验原理R=U/I，由实验原理引导学生进一步思考：（1）需要选择实验的主要测量仪器是什么？（电压表和电流表）；（2）如何正确使用这些测量仪器？（让学生对比、归纳出电压表和电流表的使用方法的异同点）；（3）如何才能提高测量的准确性，减小实验误差？（改变待测电阻两端的电压和通过的电流，进行多次实验来减小实验误差，在电路中添加滑动变阻器）；（4）根据实验原理及以上的思考过程设计并逐步完善实验电路图.
通过实验设计环节的建构，学生不仅清楚实验原理、实验器材的选择，还将实验所涉及的物理知识有机地结合起来，使学生的思维得到锻炼，并逐步了解实验设计的基本方法和步骤，为完成实验操作提供保证.
2重视实验操作环节，提高学生实验操作能力
进行物理实验前不仅要让学生知道实验的操作规程，更应引导学生运用所学的知识进行分析，弄清实验操作的机理，领悟实验操作的科学依据，增强实验操作的规范性.
例如：在“伏安法测电阻”的实验教学中，完成实验电路的设计、 实验器材的选择后，可以引导学生对实验操作过程作以下分析：（1）连接电路时，开关为什么要断开？（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片为什么要移到阻值最大的位置？要使滑动变阻器接入电路中的电阻值达到最大，应如何移动滑片？（3）实验中为什么要多次移动滑动变阻器的滑片来进行多次实验？通过以上问题的思考，让学生逐步理解实验操作的理论依据，加深对实验操作的理解，避免实验操作的盲目性和随意性，确保实验操作的规范化、细致化.学生在理论知识的指导下实验，在实验操作中加深对理论知识的理解，使学生的实验操作能力和理论知识水平都得以提高.
3重视实验数据分析环节，提高学生信息搜集和处理的能力
初中生的实验数据分析的习惯和能力还没形成，往往只重视实验操作和实验数据的记录，而忽视对实验数据的分析处理，测出实验数据后即认为已经完成实验.教师应对学生进行有效引导，使学生逐步掌握实验数据搜集、分析处理的一般方法，提高学生搜集、分析处理信息的能力.
例如：在“伏安法测电阻”的实验中，测出电压和电流值、算出待测电阻的阻值后，还可以对实验数据的分析处理做如下引导：（1）做出电流和电压关系图像即I-U关系图像，通过分析图像，得出通过导体的电流和导体两端的电压的关系；（2）分析I-U关系图像，导体两端的电压值和通过的电流值改变时，其电阻阻值如何变化，说明什么？
通过上述的有效引导，学生不难得出：同一导体，通过它的电流和它两端的电压成正比，导体两端的电压值和通过的电流值改变时，其电阻值保持不变.这样学生加深了对电阻是导体的一种属性的理解，又容易得出导体电阻值的大小与其两端的电压值和通过的电流值大小无关，即R=U/I是电阻的计算公式而非决定因素.而对学生在实验中得出的误差较大的实验数据或错误数据，应协助学生进行具体分析，找出原因，防止学生根据结论来修改实验数据.这样，学生就能逐步掌握实验数据的搜集、分析处理的基本方法，同时让学生认识到数学的函数图象和函数关系式是解决物理问题的一种方法，并养成实事求是的科学态度.
4重视实验拓展环节，提高学生获取新知识的能力
将拓展实验引入实验课堂教学，给学生创设类似科学研究的机会，通过自己搜集、分析处理信息来实际感受和体验知识的产生过程及运用知识解决实际问题的过程，有利于培养学生勇于探索的精神和获取新知识的能力.
例如：在“伏安法测电阻”的实验中，有部分实验小组已较快完成实验，可以让这些学生进行拓展实验：探究“灯丝在不同亮度下的电阻”.通过实验探究，学生会发现灯丝在不同的亮度下电阻值发生变化，且灯越亮，灯丝的电阻值越大.将此实验结果与此前电压、电流改变而待测电阻值不变进行对比，引导学生分析灯丝电阻值变化的原因.
通过实验拓展环节的建构，激发了学生的实验探究热情，提高学生的思维水平，使不同认知水平的学生都得到提高，并且将原来测定型实验升级为探究型实验，对学生实验探索发现能力和获取新知识的能力的提升大有益处.学生在实验中学会学习，把要学的东西通过自己的实验去发现和创造出来，并以自己的思维方式将知识纳入到自己的认知结构中.
5重视实验的课外延伸环节，提高学生创造性思维能力
物理实验教学不应仅仅停留在课堂教学中，可以根据课堂实验教学的内容创设新的物理情景，让学生带着问题，利用课余时间设计实验方案来创造性解决问题.
例如：学生通过做“伏安法测电阻”的实验后，可创设如下情景：在实验中只有电压表，无电流表，其他仪器自选，如何通过实验测出待测电阻的阻值？这个实验的目的是，在给定条件下，让学生自己设计实验方案来解决疑难问题，有利于激发学生的求异思维和创造思维，有利于提高学生运用物理知识解决问题的能力，有利于培养学生独立思考和勇于克服困难的精神.
物理教师应重视对物理实验课堂教学中各个环节的建构，发挥教师在实验教学中的主导作用，并充分体现学生的主体地位和调动学生学习的能动性，引导学生用理论知识来指导实验，在实验中加深对理论知识的理解，提高学生的思维能力、实验操作能力和创新能力，培养学生认真观察、善于发现、勤于思考的习惯和热爱探索、敢于创新的能力，形成良好的物理学科素养，提高物理实验教学效益.