中学物理实验教学
摘要 物理规律的发现和物理理论的建立都是以实验为基础的。通过实验教学可培养学生观察物理实验现象和分析物理问题的能力、掌握用实验来探究物理规律的基本方法，提高思维能力和动手能力，加深对物理概念和规律的理解，可见实验在教育教学中的重要性。而现实中实验又是中学物理教学的薄弱环节，改革实验教学以适应素质教育和创新教育的需求是我们中学物理教学中的重要问题。另一方面，“探究”是这次课程改革浪潮中的一个重要内容，而实验探究是科学探究的重要方式。
关键词 探究
物理
实验 教学
本人就中学物理探究性实验教学的感觉与体会谈一谈之我见。
一、探究性物理实验的设计要注意的两个问题
1、实验设计要具有探究性
考察我们当前的实验教学的现状发现，不少课堂上，学生们也在忙于收集数据，解释并求证结果，但是如何根据有限的线索确定证据收集的方向，如何在不止一个可能合理的解释面前做出决策呢？这对于学生至关重要，但这个环节常常被教师替代，缺乏真正意义上的探究。例如，浸入液体中的物体所受浮力的大小与其排开液体的多少有关，如果把物体排开的液体收集起来称一下，就会发现它的重量刚好等于浮力的大小。这样的结果无疑可以作为著名的阿基米德定律的实验事实基础。但是问题的关键是，人们一开始怎么会想到要设法去收集那一部分刚好由于物体的浸入而被排挤开的液体呢？因此，实验设计要具有探究性是指：所设计的实验包含的物理规律往往隐藏在较深的层次，需要学生去挖掘。实验的条件和结果之间往往存在较大的距离，需要学生去跨越。解决问题的方法与途径往往不太明确．需要学生通过尝试错误，得出假设并验证假设来寻找。
2、探究性实验教学设计要在内容上把握主干，形式上注重质量。
虽然探究学习方式开始会比较耗时，但由于学生对相关知识的理解较为深刻。完全可以在后续的学习中通过少花时间而补回。当然在探究性实验的设计上，我们不可能也没有必要将所要求的内容都设计成探究性的。选择的应该是对于学科来说具有核心和基础地位的那些概念和规律性知识，因为学生真正理解了这样的知识。就等于掌握了学科知识的主干，形成了扩充和扩展自己知识结构的能力。
如何去评价一节探究性实验教学课，探究性教学只不过是一种符合人们认知规律和科学发展本性的教育追求，而我们的教学现状中很多的考虑是是否完整地经历了探究的几个环节，学生是否达到了自主探究的程度，其实活动的质量才是关键。例如：α粒子散射实验我们可以侧重于让学生分析实验现象，总结得出结论。对测定电源的电动势和内电阻实验，应让学生在电路设计上下工夫，如给定安培表、伏特表如何设计电路，给定两块安培表如何设计电路等等。因此，探究性实验教学的设计应当挖掘实验本身具有探究意义的因素．考虑学生的实际状
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况。当然，自由式的探究实验教学缺乏教师的设计与调控，会导致许多学生在课堂上无从下手．也失去了探究的意义。
二、教学实施方法
结合本人进行的课堂探究性实验教学的实践，从两种基本实验形式来谈谈。
1、演示实验。
高中物理课本中安排了大量的演示实验，其目的主要是让学生在观察的基础上接受物理知识，为理解提供直观材料。根据探究性实验教学的设计原则，在演示实验中，要通过增加演示实验的创造成分，给学生提供更大的思考空间，把部分有探究价值的演示实验改为学生的探究实验。例如，平抛物体运动规律的演示，一个关键问题是如何在无法测定速度、加速度的情况下进行运动规律的研究，先给学生一定时间的思考，再由教师演示，让两小球从同一高度分别做平抛运动、自由落体运动，比较是否同时落地，让学生分析这个实验说明了什么，这个过程中教师不要轻易给出结论性提示。这样做的目的是给学生提供探索思考的空间，使学生体会这种将定量研究转化为定性研究的办法，即实验转化法。以上实验方法为学生提供了新的教学环境，在新环境下，学生独立自主思考、探索问题，避免因教师先讲或预习教材造成的“先入为主”的影响，要让学生人人有自己的猜想、观点、看法，并努力思考形成各自的实验设计方案。依据教学时间安排和具体课堂教学进展，必要时教师让学生思考并发表自己的实验设计，并视具体情况让一两个同学上台按照其中一个实验设计进行操作（这必须课前要让同学思考并设计，教师也要了解学生的实验设计情况并适当准备必要的器材）。
2、学生实验
在学生分组实验中，要通过增加实验的未知性，激发学生探究的欲望，如果某些实验所验证的规律符合学生认知水平、思维水平，这类实验可改为探究性实验，实验时间可放在知识教学之前。比如：“验证平行四边形法则”可以在教学“力的合成”一节内容加入作为探究性实验，让学生在亲身体验、经历探究的过程中，得出合成法则。“机械能守恒定律的验证”、“探索弹力和弹簧伸长的关系”也可以采取这种方式。对于不能超前于知识教学的实验，如：“测量电源的电动势和内电阻”，可在实验时让学生多角度设计方案，并动手实践，从中比较各类方法的优劣，体会书中方法的独特性。
对于练习使用仪器类实验，如：“练习使用打点计时器”、“练习使用多用电表”、“练习使用示波器”这样一些实验，要通过学生自己阅读使用说明，了解其基本原理和基本使用方法，并能够应用这些仪器进行相关量的测量。书中的学生实验大多都把实验器材、实验原理、实验步骤等叙述得非常细致，无论这些实验是作为探究性实验，在知识教学前完成，还是作为一般的学生实验，在相关知识学习完之后去做，都不要先预习教材或由教师讲解，即便是验证性实验或测量性实验．如“测定金属的电阻率”、“测定玻璃的折射率”等实验，学生已具备一定相关知识，完全可以由学生自主设计实验原理、实验方案、并进行操作。但对于一些学生确实难以完成的实验，可以通过教师适当点拨或学生看书完成。
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应当说几乎每一个实验本身都蕴含着探究的成分，比如“物体内能变化热和功”一节的教学，利用压缩空气，使易燃物着火来演示空气内能的增加。这个实验给学生留下许多的疑惑：实验的研究对象是什么?筒内空气的内能是否变化?事先放入易燃物，恰恰忽略了一个很好的探究环节。若先不放易燃物，压缩空气，然后提出问题：空气的内能是否增加?学生会感到疑惑：“是否增加怎么看得见？”于是教师可以不失时机地提出问题：“如何判断？”这样做不仅有效地调动学生自主地参与到实验的设计中，而且实验的目的更加明确。
三、实施探究性物理实验教学的收获
1、学生自主学习的意识加强。
在新课程中如何变学生“要我学”为“我要学”是一个很关键的问题，在探究性活动中．学生有了更多自主学习的空间，一位同学所说：“⋯⋯这样的实验需要自己去猜想、去探究。通过实验可以验证自己的猜想和设计是否正确，这种方法既促使我们动脑又锻炼了勇于猜想、大胆动手的良好学习习惯”。另一位同学说：“如果问我哪一种形式的实验好，我会毫不犹豫地说：‘自己动手，丰衣足食。’”在这样的课堂教学活动中，他们习惯了自己提出问题，自己猜想假设，自己设计方案，并从自主学习的过程中增强了学习的积极性和主动性。
2、学生的知识结构得到优化和完善。 探究式物理实验教学方法强调，让学生自己设计方案，并具体实施实验操作，这一系列的过程，使学生真正参与到实验中来，使他们的物理概念表象得以更为有效地与基础理论知识体系中的物理概念建立起实质性的联系。而过去的常规实验方法，教师常常在草草做完一遍实验后，紧接着进行分析，以引出概念。而没有注意实验过程、现象是否给出学生留下了深刻的印象。当学生头脑中还是残缺的表象时，教师却根据自己头脑中早已存在的表象进行分析。结果，学生跟不上教师的思路，造成不得不机械背诵概念定义的现象，他们对概念的理解，往往是在以后的逐步练习、运用中获取。探究性实验教学方法，便是在于使学生在还没有抓住物理概念本质时，就会主动查阅资料，自己设计方案，增强迁移效果，优化学生的知识结构。
3、教师的观念发生了变化。 在探究性实验教学的实践过程中，教师们对其在物理教学中的作用逐渐有了更为深刻的认识，对教育过程本身也有了全新的感受。“过程即是知识”，过程是理解的基础，过程中渗透着科学研究的方法．使学生学会学习是走向社会和终身发展的基础。因此，教师是学生意义建构的帮助者和促进者，教师要将教育过程看作是把凝固文化激活的过程。在实践过程中，许多教师意识到经验型的教学已经不能适应新课程的要求，所以教师们还应成为自己教学行为的研究者。
参考文献：
[1] 唐殿强.创新能力教程.石家庄：河北科学技术出版社，2005.24～25. [2] 乔际平.创造思维能力的培养[M].北京：首都师范大学出版社，1998.
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