把握实验契机促进合作互动

杨军

物理学在新课程改革的背景下作为一门实验科学，对实验教师的日常工作能力和有效性提出新的更高要求.实验教学是高中物理教学内容的重要组成部分，实验教学可以激发学生的学习兴趣，使学生在轻松的物理实验中对理论知识和概念进行掌握，透过物理现象看清物理本质.同时也能培养学生的创新思维，有效挖掘学生的观察能力、动手能力、探究能力.笔者结合自身多年物理实验教学的实践经验，通过科学管理、调整职能，不断创造条件，切实提升了相关实验能力和教学能力，并逐步地适应了新课标的需要.

一、物理实验教学的积累与提升

1.培养课前实验预习

教学中合理运用物理实验可以调动学生学习的积极性和主动性.增养学生物理概念的巩固.要想达到演示实验和学生亲自实验交叉进行行得井然有序，达到教学预期的目标，就必须对教学提出更高要求，教师需要布置学生课前预习，让学生提前了解课堂上要做哪些实验，怎样做和实验所要表达的问题.

2.注重教师的语言方式

教师的课堂语言十分重要，实验不是简单的表演，也不是只为了让学生看看实验现象，而应该结合语言，引导学生观察，并达到启迪学生思维的目的.老师做演示实验时，要向学生介绍所用的器材，介绍器材的使用方法以及注意点，还要讲述实验的原理、步骤等等，语言必须简练、精准，切忌含含糊糊，词不达意.

3.通过实验进行比较

（1）物理理论推算与实验结果相互检验.理论推算与实验结果比较，理论得到实验证明，揭示缺陷及时纠正.相反，实验结果与理论推算相比较，可检验实验结果是否正确，有助于实验误差的分析，加强实验精确度的研究意识，起到相互检验的目的.如讲全电路欧姆定律时，用一些电路让学生进行定性分析，当外电路电阻R变大（小）时，总电流强度、路端电压、支路电流强度怎样变化；分析后，再通过实验证，学生可以自我判断其结论是否正确.又如做“单摆测定重力加速度”的实验时，通过实验测出g=10.2 m/s2，实验结果较理论的值偏差较大，让学生寻找到产生误差的原因？

（2）比较孪生实验，排除疑难点.实验中恰当采用对比实验是掌握规律和认识事物的有效实验途径，有些问题不容易讲清楚和学生很难突破的疑难点，通过对比实验迎刃而解.对比实验的优点通常归纳三方面优势：第一，有助于概念规律的总结和建立；第二，进行验证、观察、研究事物现象的本质.第三，在不同物理现象的对比中，弄清、认识和牢固掌握各自的特点.如图1演示实验，准备两个完全相同的小球A、B，把他们分别吊在两根强度相同的细线上，但B球的上方用一条橡皮筋连接.实验开始把两球在同一高度平衡，随后托起两小球到同一高度后马上放手，实验结果发现A球细线折了，而B球线没有折断.学生在观察到实验结果，进行思维分析得到，当物理的动变化一定情况时，作用时间越长，作用力越小；作用时间越短，作用力越大的特点，由此类推，玻璃器皿落地易破碎，但掉在满绵上就不易碎了.

4.开设实验习作课

探索开设实验习作课搭配教学较缜密，但内容要比课本范围灵活，教师在设计实验时应考虑哪些可以让学生培养实验技能的锻炼，使学生“品”出实验趣味性，在轻松的氛围中掌握知识，提高学生实验独立设计能力.如准备实验器材如下：6.3 V、功率是1 W的灯泡，一个量程电压表（0.3～15 V），一个量程（10 mA）、内阻电流表（200 Ω），一个50 Ω和一个200 Ω的滑动变阻器，一根足够长的电阻丝（4.35×10-7 Ω/m），一个万用表（仅做检查电路或标准时使用），一个米尺，一个游标卡尺，一个螺旋测微器，蓄电池一组（0～12 V），电键，导线.要求学生通过实验测得数据，然后通过图象法求出小灯泡电阻阻值.这一实验针对学生欧姆定律、电阻定律、电功率、分流电路等知识得以巩固.学生首先要考虑电路怎样设计.安培表是外接还是内接？怎样连接滑动变阻器？分压与限流选择哪种才恰当？电池又应选择几伏的？分析到必须将10 mA的表改装成安培表，但没有现成的定值电阻，这该怎么办？电表改装后又怎样校准呢？最后学生根据实验所测数据画出图象时，学生再分析为什么所描出的不是一条直线.通过习作实验的动手动脑、分析、研究、探索思考，使学生具有从估算到实际的测量能力，将“伏安法测电阻”“测导体的电阻率”“电表改装”“长度测量”贯穿为一线.学生在实验兴趣中物理知识能力收获颇深.

5.完善、创新实验

实验由于条件和设施的关系，或者是教学设计的局限性，一些实验或多或少的存在着一些不足，这要求教师在实际教学中，在实际情况允许的条件下，鼓励学生在实验中大胆创新，积极完善，要求学生在理解和掌握物理知识的同时，提高学生自主设计实验的能力，加强学生创新意识和能力的培养，尝试构建探究式实验课堂.实验教学中可以运用表格帮助学生掌握实验数据处理方法，理解物理概念.设计表格，合理制作图表是中学物理实验中研究物理量间的函数关系的一种极其有效和常见的教学模式.在做实验课前准备工作时，运用表格线图，引导学生设计制作表格，记录数据，建立图象，通过实验图线找到物理规律和方法.如在牛顿第二定律实验后，挑选几位有代表的特点的学生将自己所得的实验图表展现课堂，引导学生讨论曲线的斜率，并由斜率的物理意义出发分析原因和深化物实验教学的意义.在物理学史中许多科学家都是通过认真实验、善于吸取大家的经验教训，法拉第吸取了前人的经验教训，经过反复实验，终于总结发现了电磁感应现象.

6.改进实验教学操作

在测定玻璃折射率问题时可以用到极少的实验器材，简单操作方便，就可以进行改进实验操作，达到良好的实验效果和目的.第一步，在A4白纸上画一条ee′直线假设为玻璃砖的界面（如图1所示），通过的O点画入射光AO线段为入射光，并画出法线NN′，第二把长方形的玻璃砖放在白纸上，让它的一条边和直线ee′平齐，画出ff′为玻璃砖的另一边，再取直角三角板放在直线ff′一侧，当只移动玻璃砖时，使三角板的一边和透过玻璃砖观察到入射光线AO的像在同一条直线，紧靠三尺的这边再画一线段PQ.第三步，拿走玻璃砖和三角尺，延长PQ线段和直线bb′交O′，走线O′Q表示沿AO方向入射的光线，透过玻璃砖后的传播方向，连接OO′，由此得到折射光线的方向是OO′.在直线AO上取一点C，使CO=OO′（用三角板测量），处长法线NN′交直线ff ′于点D，并且过D点作法线NN′的垂线与E点相交.用三角板分别测量出线段CE，O′D之间长度.因为入射角i=∠AON，折射角γ=∠O′ON′，因此折射率

n=sinisinγ=CECEO′D（sinγ=CECO.sinγ=O′DD′O）.实验中在把AO入射光线改变时，用如上所示的方法分别就可以求出不同入射角的折射率，因此得到平均值，也就得到玻璃砖的折射率n.

二、分组实验教学

1.分组实验划分

教师把实验能力好的与实验能力弱的学生搭配分到各组，通过实验操作进行观察、分析、讨论，骨干学生带动一般学生共同进步学习，从而学生的感性思维和实验水平大幅度提高，这种方式既煅炼了优秀学生的组织性能力，又可使每位学生学习水平都达到进步，达到预期的实验教学目标和实验教学打下良好的基石.同时在设计分组设计实验时，需要把演示实验与分组实验区分，培养学生掌握技能、研究方法、探索新知.

小组合作学习，培养学生学习自信态度.

分组实验学习是同学间互教互学、彼此间互相交流信息的过程，也是互助互爱情感交流心理沟通的过程，它有利于培养物理“后进生”的交际能力，从而增强学习自信心.小组实验合作学习客观上为师生之间、学生之间的知识、经验和解决问题提供了一个很好的多项交流的环境.教师如果能正确认识领会它的实质和内涵，破除假象，并组织学生平等有效地开展实验教学，不仅能极大地丰富学生相互交流的机会，增强学生之间进行交流的自信心理，还能把学生从封闭、狭隘的名次之争转向开放、自信、宽广的科学合作，从而有利于物理交流能力和合作能力的培养，有利于物理综合素养的提高.

2.分组实验的目的

分组实验就是要让每一位学生都动起手来，并不是要求每个学生将来都成为科学家，而是要培养学生综合素质能力.通过分组实验，教师要让学生自己进行总结增强物理实验教学内容，培养学生动手动脑的能力，提高对学生物理实践能力要求是高中物理新课标的最新要求，让学生明白，物理学中的许多定律、定理都是在长期艰苦的实验后总结出来的，包含着科学家多年的心血、汗水、失败和挫折，教育学生在科学面前来不得半点虚假，培养学生不仅要有严谨的科学态度，还要有坚韧不拔的意志品质，重视物理实验教学逐渐成为当代高中物理教师所关注的重要课题.实际教学中，很多教师对提升物理实验教学效果做了不少有益的尝试.交流，然后让学生自己总结这次设计实验的思路好不好，有没有达到预期的效果，为什么没有达到预期的效果，要从哪里开始改进？实验能成功的关键是什么？实验能达到想要的数据原因是什么？学生要能自己总结经验，然后不管成功或失败，都能对学习继续保持浓厚的兴趣，对下一个目标、下一个挑战锲尔不舍.如用抛体法研究小球的弹性碰撞实验，实验调计中巧妙的运用到平抛运动的规律，达到在一定条件可能用射程来表征速度的大小，进而分析小球在碰撞前后的动量和动的变化规律，这是充分体现设计思想的一个实验.

3.物理实验中突出学生的主体地位

“让学生主动参与”，“以学生为主体”等是课改实验以来的热门话题，不容置疑，这些话题一定程度上反映了课程改革的某些新的教育理念，要转变学生的学习方式的，必须要求教师的教学方式首先必须发生改变，在传统教法上要增加创新，以促进学生的学习能力.在实验教学中，教师必须设计出符合各种条件的实验方案和实验要求，调动学生积极思考.教师选取部分实验或部分课堂演示实验改为学生实验让学生进行小组实验，独立设计、独立组装仪器.如在单摆实验时，可以让学生自己组装，根据已学知识，让学生独立思考测重力加速度的方法有哪些.

4.学会做实验

学生要学好高中物理，必须喜欢实验，实验操作前，首先要认真阅读实验内容，弄清实验目的、原理和所需要的实验仪器.了解实验仪器的原理、操作方法、额定条件、注意事项（如要求学生在实验中精测细量，注意实验物品的摆放）认真写好实验数据及记录方案，合理选择实验仪器的规格，正确排序实验仪器，按顺序进行实验操作，在实验中仔细观察物理现象和正确观察实验数据，及时记录.实验后，找出实验成功的条件，产生误差的原因，最后认真填写实验报告，增进学生实验操作能力.

总之，物理教学中，实验改善课堂结构起到质关重要的地位，实验在教学中所发挥的作用是无可替代的.提高实验教学的质量，能有效地促进物理教学质量的提高.对于学生未来的学习和综合素质的提升都具有不可或缺的作用.高中物理实验既是教师向学生传授知识和能力的基本手段，实验中呈现出千变万化的物理现象，能引起学生浓厚的兴趣，激发他们的探究心理，实验一旦有所收获，有所创新，就会使学生趣味性更加稳定，从而更加喜欢物理，热爱科学.同时具备一定的实验能力也是开展物理教学工作的目标.教师需要不断努力创新实验思路、提供实验服务及提高实验技能使自己的工作取得新的进展与突破，不断满足新课改对物理实验教师工作能力的需要.