引导学生做好中学物理疑难实验的几点尝试

潘国盛

物理是一门以实验为基础的自然学科，它以物质的结构、物质之间的相互作用和运动变化规律为研究对象，具有科学性、实用性、趣味性等特点。随着中学物理教学改革的深化，物理实验在中学物理教学中的作用和地位显得更加突出，它要求学生通过科学观察、独立操作、亲自动手做实验来学习物理知识，培养实验技能。然而，作为中学物理教师，怎样才能真正运用好物理实验，使之对提高教学质量发挥出特有的作用，这不是一个简单的问题。它要求教师既要有物理学理论和实验知识，又要有教育学、心理学和教学法的知识，还必须脚踏实地动手实践。只有这样，才能引导学生做好物理实验，尤其是物理疑难实验。下面笔者谈谈引导学生做好中学物理疑难实验的几点做法。

一、教师方面

1.认真分析疑难实验形成的原因

我们把作为教学内容编进中学物理教科书中的实验称为“教学物理实验”。“教学物理实验”和科学研究中的物理实验有一个最重要的区别，那就是教学物理实验的设计不仅要体现物理思想、符合科学性原则，而且必须反映教学思想、符合教学原则。教师要引导学生做好中学物理疑难实验，就必须了解教学物理实验中的疑难实验的形成过程及其原因。例如，简谐运动图像的描绘实验，单从技术上来说，有很多的方法可以描绘出正弦或余弦，如利用图像描绘仪就可以解决；但若考虑教学目的，这个实验必须要在所获得的图像与振动体的运动之间建立起尽可能直接、必然的联系，以便学生理解图像所反映的物理意义。从这一点来说，如果图像的描绘是通过一个自动化的装置来实现的而其机理又被有意无意地隐藏的话，那么它就丧失了作为一个教学物理实验所具有的教学价值。为此，就需要设计出一个既简单直观又可靠好用的装置，这使得实验难度加大，并在技术上提出了更高的要求。对此，教师应明白实验的难度是相对于实验者的知识、能力和经验而言的。此外，实验仪器本身的缺陷也是导致疑难实验问题的一个重要因素。

2.认真研究做疑难实验的方法和要注意的问题

无论学习什么知识，只有抓住问题并扎扎实实地进行钻研，才可能掌握到真正属于自己的知识，练就出独立解决问题的能力。它不存在投机取巧的捷径可走，做好疑难实验也不例外。具体来说，研究疑难实验，了解和掌握尽可能多的有关前人研究的资料信息是很有必要的。但一定特别注重从众多的表面差别甚大的实验装置中发掘和把握其中蕴含的实验方法。因为实验方法是物理实验的灵魂，深入不到实验方法的层次就驾驭不了疑难实验。疑难实验之所以成为疑难，其实就是尚未找到满意的实验方法。许多漂亮的实验方法不仅提供给我们化解疑难实验体制改革所需的知识和技术窍门，而且更重要的是可以给予我们智慧的启迪和激励，并获得创造性地解决问题的能力。在研究疑难实验时，必须要注意以下问题：首先，必须高度重视疑难实验的学习和研究，强调实验教学技能和物理实验方法的重要性；其次，也要重视物理理论的指导作用，实际上物理实验与物理理论两者是密不可分的，没有理论指导的实验是一种盲目的实践，充其量也不过是一些经验和技术技巧而已；另外，除了理论指导，还不能少了教育理论的指导。教学物理实验，除了要有物理理论的根据，反映物理思想外，还要符合教学原则，反映教学思想。通过实验的教学应用，应有效地促进学生的有意义学习过程，避免机械学习过程，这应成为贯穿整个教学物理实验设计与改进过程始终的教学思想。

3.转变教学观念，树立正确的实验教学指导思想

物理实验教学的目的，不仅是让学生理解和掌握已有的书本知识，更重要的是培养学生的科学素养和探究精神，激发学生学习科学的兴趣，培养学生的创新能力和实践能力。通过实验，培养学生实事求是的科学态度、科学的思维方法和严谨的学术作风，逐步学会物理研究中的基本科学方法。为此，在实验教学中，教师应改变传统的“老师讲，学生听；老师操作，学生观看；老师做一步，学生跟做一步”的实验教学方法，转变教学观念，树立正确的实验教学指导思想；把物理实验教学真正转移到以师生共同探究的基础上，在实验的各个阶段都要学生参与进来，这样对疑难实验的操作大有助益。

二、学生方面

1.做好实验的准备工作

要做好疑难实验，实验前的准备是非常重要的，应对学生提出明确、具体的实验要求，要求学生带着一定的任务来做实验。有了具体要求，学生实验时才有规可循，学生只有做好实验准备，到做实验时才会心中有数。例如：空气压缩引火实验，表面来看是比较简单的，实验仪器需要的是J2253型空气压缩引火仪、燃点较低的硝化棉，但是要想成功做好这个实验，就必须做好实验前的准备工作，也就是注意实验前在活塞处涂抹适量的凡士林或黄油加强密封，否则漏气了实验就难以成功。那么如何检查装置是否漏气呢？可大力、快速下压活塞，松手后看活塞能否反弹到开始时的高度，若返回原来高度，则说明仪器不漏气；反之，仪器出现漏气。又如，静电演示实验，它的实验仪器是：验电器、玻璃棒、橡胶棒、丝绸、毛皮等，做这个实验不容易成功，主要是出现了漏电问题，要做好这个实验，关键是如何防止漏电。常见的漏电原因主要是由于材料的绝缘性能不好引起的，而且由于静电电压高、带电量少，使得静电电荷很容易漏光；另外，玻璃棒和橡胶棒也不易保持住电荷，所以应选择有机玻璃。在进行静电实验演示前，必须对仪器进行仔细检查，所有绝缘部分（如绝缘导体的支杆支座、起电盘的手柄、验电器导电杆与外壳之间的绝缘塞等），都必须用绝缘性能良好的材料，如石蜡就很不错，不妨试一试。总之，实验前的准备工作很重要，它关系到疑难实验的成功操作与否。

2.在实验中要保证实验步骤和操作方法正确

在做实验时，一定要严格按照实验的操作步骤来进行，以及要采用正确的实验操作方法。由于高中学生好奇心强，自控力又不够，往往一到实验室，就动起手来，想怎么做就怎么做，不按实验的操作步骤进行。教师若是视而不管的话，实验不但不会成功，而且还会损坏实验仪器，甚至伤害到实验本人或其他人。因此，为了确保实验安全、有序进行，应要求学生严格按照实验的操作步骤和操作方法来进行实验，实验过程中仔细观察，做好数据记录。

3.培养学生“分析实验数据，得出结论”的能力

学生通过操作实验，得到实验数据后，想要得出结论往往不容易。有些学生即使得出了结论，也是不完全正确或不科学，甚至是不正确的。这时，教师可先引导学生设计一个得出结论的模式：控制某一个因素不变→探究物理现象（或物理量）与另一因素的关系。如探究“牛顿第二定律”中F、m、a三者的关系时，当m一定时，探究F与a的关系；当F一定时，探究m与a的关系。

在实验中，教师应不断地通过举例、示范，使学生掌握分析实验数据得出结论的一般方法，方法掌握以后，经多次训练，学生的能力就会逐渐提高。

总之，实验前的准备工作很重要，它关系到疑难实验的成败。物理实验教学是物理教学的重要环节，教师在物理教学中应充分发挥物理实验功能，培养学生多项能力和良好的科学态度，推动中学物理实验教学向前发展。只有这样，才能顺利引导学生做好中学物理疑难实验。

（责任编辑 黄春香）endprint