精心做好实验备课 打造高效物理课堂

　　摘要：本文主要从五个方面来阐述如何备好物理实验课，提高课堂效率。
　　关键词：实验备课；物理课堂
　　中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148(2011)2(S)-0014-3
　　
　　说起备课，教师们可能觉得太平常不过了，即备学生的心智水平、教具的使用策略、教材的处理、教学目标的设计、教学过程、练习和作业等等。对备课的要求也可谓烂熟于心，摸清学生的认知水平、选准教具的使用时机、突破重点、分解难点、完整把握三维目标、巧设过渡引导思维、强化重点典型引领等要求是广大老师备课的共识。
　　物理学是以实验为基础的科学，物理课程标准在课程性质部分讲到：物理学由实验和理论两部分组成，物理学实验是人类认识世界的一种重要活动。强调对学生科学探究能力的培养，要注重让学生经历从自然到物理、从生活到物理的认识过程，经历基本的科学探究实践，学习科学探究的方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度，使学生得到全面的发展。作为物理教师，当然知道物理实验的重要性，但在实际操作中，许多教师的课堂实验中总出现这样那样的一些问题，使得物理实验没能发挥其应有的作用和效果。而课前实验准备的严重不足是造成这些问题的主要原因。笔者就物理实验的精心准备（或叫实验备课），谈谈自己的一些尝试和探索。
　　
　　1 预先熟悉实验器材的使用性能和特点，为实验活动做好充分准备
　　
　　不少教师认为，已经指导学生做过多次实验了，或者演示实验也做过很多次了，学生对使用过的仪器再熟悉不过了，实验现象也司空见惯，想象也想得出。殊不知仪器放在实验室很长时间不用（有的就是要隔一年才用一次，如果教师循环授课的话，要两年甚至更长时间才使用一次），性能还会好吗？有没有老化、生锈？例如：测液体内部压强的压强计、实验室用来抽气打气的气筒等，它们的塑料管很容易老化，常会因此而漏气，如果不及时更换，很可能在上课使用时造成实验的失败。演示静电实验的玻璃棒、塑料棒、毛皮、绸子和验电器等实验仪器容易受潮则会导致实验失败，在实验前最好放在太阳下晒一晒。演示做功改变物体内能的压缩引火仪，如果实验结束后不清理干净，由于受热受潮等因素的影响，常会生锈。前面说到的抽气机在做探究液体沸点跟液面上气压的关系的实验后，内部也会因为大量热的水汽没有处理干净而致生锈。况且实验室常有新的先进的仪器添置进来，如近几年才有的示波器、色光的混合仪等，如果不尽快熟悉其性能和使用方法，很可能在上课时手忙脚乱。不少教师在课堂上演示实验不成功，就是因为对实验器材的不熟悉造成的。笔者曾在一个学校进行调研，看到一个教师在进行探究杠杆平衡条件的实验时，调节不挂钩码的杠杆在水平位置的平衡就花了近五分钟。下课后，她还解释说才教了几年书，这个实验自己也没做过。这样一个简单的器材，操作上也毫无难度可言，但由于不熟悉器材的使用性能和操作，则会在关键时刻给你增加意想不到的麻烦。色光的混合实验，操作看似简单，不少教师在实际使用时，由于对教室光线、投射距离等估计和准备不足，加上器材操作不熟练，上课时演示的效果大打折扣，直接影响了教学的顺利进程和实验结论的得出。
　　
　　2 准确把握实验操作程序或过程，为顺利实验打下坚实基础
　　
　　由于有些实验要测量的物理量比较多，也有的实验操作步骤较复杂，这就需要教师预先设计好科学合理的实验操作程序。若一节课上要安排的学生活动较多，就要求教师进行合理安排，科学统筹，才能在实验中取得正确的实验结果。如果教师不在课前认真设计好实验的程序，理清实验的过程，课堂教学中则很可能丢三落四，顾此失彼。例如：在验证阿基米德原理时，由于要测的物理量比较多，不合理的程序也会影响到实验的结果，合理安排实验的顺序显得格外重要。又如探究凸透镜成像规律的实验，因为整个探究过程复杂，要观察的现象多，要记录的实验数据多，如果安排不恰当，很可能一节课的时间内学生并不能完成实验。笔者就曾经多次看到教师在上这节课时不能完成预设的教学任务。在电学中探究电流跟电压和电阻的关系时，教师一定要根据实验室能提供的电源（电压）、滑动变阻器（最大阻值和允许通过的电流值）、定值电阻和电压表、电流表等的实际情况，预先亲自反复实验，确定各仪器选用的规格或取值范围，以防止学生实验时出现损坏仪器或更严重的电路故障。在测量小灯泡的电阻或电功率的实验中，由于电路较复杂，用到的器材较多，连接点多，实验过程中学生常因不能顺利排除各种小故障而不能完成实验，教师可以通过预先亲自实验，尽可能把实验中可能出现的问题：如小灯泡损坏、滑动变阻器接触不良、电压表和电流表损坏、开关的螺丝松脱等排除，预设好如何引导学生思考并设计实验的问题，为学生顺利实验打下坚实基础。
　　
　　3 预知实验可能出现的各种问题，为成功实验扫除各种障碍
　　
　　一次笔者在演示磁体间的相互作用的实验时，在支起小磁针后，将条形磁体靠近它，发现红端与绿端互相吸引；当用条形磁体的红端靠近小磁针的红端时，它们不是互相排斥，也是互相吸引，笔者以为自己没看清楚，再做一次，结果还是如此。这是小磁针放置时间过长，磁性减弱造成的，在实验时，靠近磁性较强的条形磁体时被磁化了。又如在用滚摆演示机械能的相互转化的实验时，由于底座较轻，且开始实验时滚摆可能与两边的挂线在竖直位置上略有偏差，实验时滚摆容易左右晃动，而且晃动幅度会越来越大，甚至会使整个装置倾覆，只要在实验时教师轻轻按住它的底座就能解决。在测量小灯泡的电功率的实验中，由于滑动变阻器接入电路的阻值的不同，小灯泡的亮度不同，且阻值过大时，小灯泡会很暗甚至不亮。滑动变阻器的滑动片要移动到什么位置灯能亮，移到什么位置小灯泡能正常发光？如果事前不认真做一遍，在课堂上很难对学生做出有针对性的指导。教师应该耐心细致充分的准备实验，预知实验过程中可能出现的各种问题，并找到解决的途径；准确掌握实验所需时间，以便及时调控课堂教学进程。如在各种探究实验中，时间往往不容易掌控，在准备阶段，教师应预设好学生的问题、可能出现的猜想和假设、设计合理的实验步骤所需时间、要准备的实验器材、完成实验探究所需的时间。只有做足准备工作，才能未雨绸缪，为成功的实验扫除障碍。
　　
　　4 开动脑筋改进或自制实验器材，为精彩实验增添华丽色彩
　　
　　新课程实施以来，各种版本的新教材对学生活动的设计和开展加强了重视，注重物理知识的探究、科学探究方法的学习，让学生经历知识的形成过程，培养学生观察、实践动手等能力。在此情形下，实验室现有器材不可能满足学生所有的实验需求，有些实验的开展就必须要教师开动脑筋，改进或自制一部分实验器材，更好更多地做好各种学生实验。要保持学生对物理持久的学习兴趣，光靠几个演示实验是远远不够的。例如：在学习杠杆知识时，一般都会讲到我国劳动人民发明并长期使用过的杆秤。现成的杆秤学生用起来很陌生，教师自制一杆的话，学生会感到很亲切，也更容易接受。如果让学生在课后也去自制一杆，他们的积极性则会非常高涨。在说明温度计工作原理时使用的气体温度计或液体温度计可以采用自制仪器，由于自制的温度计可做得比较大，现象清晰明显，演示效果特别好。斜面是物理实验中经常要用到的器材，如探究牛顿第一定律的斜面小车实验、探究动能的大小与质量及速度的关系、探究斜面的机械效率等实验，都要用到斜面，而实验室原有的斜面因为木板总有一定的厚度，在木板与平面结合处滚下的小车或小球总会跳跃或撞击，每次实验时教师总也是想办法垫上些东西。笔者曾用三合板自制了几个不同倾斜程度的木质斜面，后来发现一种较软的合金板，适合做成斜面，而且角度可调。用茶叶罐、橡皮筋和小铁块可以制成演示动能与弹性势能互相转化的装置，若橡皮筋的长度、小铁块的大小不是很合适，做好的罐子就会演示不太顺利，这需要教师在制作时多调节、多实验。在平时的教学准备或生活中，物理教师只要做有心人，总能发现或找到进行物理实验的好办法、好创意、意想不到的好器材。笔者曾在旅游时，购买了些摊位上的纪念品，如埙、葫芦丝、木鱼、扁担和水桶（探究杠杆平衡时可用）、会翻滚的弹簧小人（能量的转化），把它们带入课堂常会引起热烈反应，成为物理课上的一个个亮点。
　　
　　5 充分调动学生参与实验准备的积极性，为物理实验的开展广开门路
　　
　　伟大的物理学家爱因斯坦有句名言：“兴趣，是最好的老师。”初中学生刚接触物理，都有一种新奇感，尤其新鲜、有趣的物理实验，对保持学生对自然科学的兴趣，进而转化为学生持久的对物理学习的动力，具有无可替代的作用。为广开物理实验的门路，可以发动学生为准备实验贡献一些力所能及的力量，这也是学生乐见的一种物理作业形式。如：探究压力的作用效果跟哪些因素有关的实验要用到长、宽、厚各不相同的小木条，只要大致告诉他们大小（如0.5cm×2cm×10cm），回家后他们会很快把要准备的几十根木条拿来，如果光靠物理教师或实验室老师去准备，可能要好几天；学习弹性势能时，让学生在家找具有弹性的各种弹簧或弹性材料，几天功夫学生找来了各种各样的弹簧和橡皮筋、弹弓等，并且在交给老师前同学们已经充分交流，很好地认识了不同弹性物体的弹性的不同；探究液体内部压强用的塑料瓶，学生一会功夫就拿来了各种雪碧瓶、矿泉水瓶、可乐瓶；收集磁性物体学生们带来的东西，有些连教师都没见过的，更别说让学生自制各种实验小制作了，如自制弹簧秤、温度计、潜望镜、天平、电磁铁、小孔照相机、音乐哨子等等。一方面学生的动手能力得到了很好的锻炼，对物理学的兴趣更浓厚，另一方面也更好地将物理学知识应用于学生的生活实际，使学生更亲近科学，也可以每年为实验室增添许多不花钱的实用的物理实验器材。
　　“一首诗应该始于欢乐终于智慧。”这句话对物理实验活动同样适用。“始于欢乐”，有趣的物理实验活动充满了吸引力，使人流连忘返；“终于智慧”，通过实验活动，使学生在学到知识和技能的同时，经历科学探究的过程，掌握科学探究的方法，体验成功的愉悦，并将热爱科学、尊重事实的科学精神和情感教育渗透其中。物理教师除了一定要精心准备好每一个物理实验外，更要做好每一个演示实验，组织和指导好每一个学生实验，保持同学们对自然界的好奇，发展对科学的探索兴趣，在学习科学了解自然地过程中有满足感和兴奋感。要使物理实验能顺利完成、做成功、出精彩，物理教师一定要在课前做足物理实验备课这一功课。
　　
　　参考文献：
　　［1］全日制义务教育物理课程标准
　　［2］物理实验.凤凰出版传媒集团
　　教育部“教育高位均衡发展态势下区域推进有效教学”课题研究
　　(栏目编辑赵保钢)