浅谈物理实验在物理教学中的作用

林寿木++刘荣锋

摘 要：物理学是一门以实验为基础的学科。但在现在的物理课堂教学中，教师更侧重理论的教学，而忽视物理实验的重要作用。中学物理中通常用到引入实验、演示实验以及分组实验等。本文就物理实验在学生学习兴趣的培养、抽象概念的理解以及教师教学水平的提高等方面作用进行一些探讨。

关键词：物理教学；物理实验；分组实验；演示实验

前言

物理是一门以实验为基础的学科，任何一个理论的推广，都是要经受住无数次实验的考验才能够得到大家的广泛认可。我们习以为常的物理定律、定理，都是经过人们无数次辛勤的实验检验了其正确性才得以推广及使用。因此物理实验应该得到大家的重视，但在中国中学教育中却非如此！

由于高考风向标的指引，理论计算的比例明显高于实验。在升学率的压力以及高考指挥棒的指挥下，教师将大多数时间花在了理论的学习上面[1]，即便有实验，为了应付考试，众多老师让学生盲目背诵实验，让实验变成纸上谈兵。另外，客观条件也给实验的进行带来了诸多不便。例如，在很多学校的基础设施不完整，更不用谈实验所需的一切仪器[2]。这也使得很多农村学校的教师无法开展实验教学。还需引起注意的是，学生对于实验基本规范的无知也会促使实验无法顺利进行[3]。例如很多学生在实验操作方面的常识还是一片空白，给老师开展实验课带来更多的负担；学生进入实验室，分组实验变成了一团乱，实验步骤的不规范，使得仪器损坏或者实验现象无法出现等等也促使教师不愿意开实验课。因此种种原因，做实验变成了讲实验。

总之，由于诸多内外因素的影响，使得物理实验教学被淡化。但是，我们应该清楚的认识到，实验在物理教学中的重要作用并非简单的通过讲实验能够替代的。

1 物理实验对于学生的重要作用

1.1 激发学生的学习兴趣，调动学生学习的积极性

作为一节新课，对于刚接触新知识的学生而言，这便是他们对于新知识点的第一印象，往往也是影响学生往后学习的积极性。“兴趣是最好的老师”[4]，只有培养了学生对于物理的学习兴趣，那么在今后的教学过程中将会起到事半功倍的效果[5]！如在上《运动的合成与分解》这节课的时，同桌两位同学相互配合，甲同学拿铅笔和直尺，乙同学拿出一张白纸，把纸放在桌上，直尺轻轻的压在白纸上面，甲同学沿直尺匀速画直线，同时乙同学匀速拉白纸，做动作时大家闭上眼睛。得到的图形是直线。問：若甲同学加速，乙同学匀速，得到是什么图形？若甲同学匀速，乙同学加速，得到又是什么图形？学生先猜想说明理由，而后一一用实验验证。学生感到新奇，并且实验所用的物品是与我们生活学习息息相关的用具，令学生感到熟悉、亲切，在心理上更容易接受它。再者，实验的最后设置了一个小小的悬念，激发学生继续往下听的兴趣，达到引起学生注意的目的，将实验的作用发挥得淋漓尽致。

1.2 让学生透过现象看本质，从而更好的掌握知识

课堂的演示实验不仅仅是为了让学生看到实验结果，更重要的是如何在实验过程中潜移默化的去培养学生动手做实验的基本素养以及思考问题时的全面性[6]。如上《匀变速直线运动实例——自由落体运动》，牛顿管实验他们很少做了，通常都是用讲的，因为牛顿管怎么抽都不可能抽到绝对的真空，实验现象不够理想。为了解决这一问题，上课的时候，先演示没有抽气时羽毛和铁片下落时间差大，在抽气的过程中我引导学生思考，当我抽30秒之后牛顿管内部还有没有空气？因为抽气时间很短，学生很容易得知肯定还有空气存在。这时让学生观察牛顿管中羽毛与铁片下落情况时间差变短了。紧接着继续抽气，并且这次抽的时间更长。我让学生预测，再次实验，会有怎样的实验现象呢？大部分学生都认为羽毛和铁皮肯定是会同时下落的。让学生仔细观察实验现象，发现羽毛还是稍微落后铁皮下落，时间差更短。提问学生：如果一直抽气，牛顿管中是不是就会变成绝对的真空？学生并不难得出绝对的真空只有在理想情况下才有可能发生，现实条件的限制，因此绝对真空不可能存在。所以羽毛和铁皮才没有同时下落。透过三个实验的现象让学生看到本质：影响落地时间不同的是空气阻力，进行合理推理就可以知道，在没有空气阻力的情况下，轻重不同的物体是可以同时落地的。整个演示实验在师生的问答过程中不断推向前进，学生跟着老师的思路参与到整个演示实验的过程中，对于发现的问题积极地进行思考，将新知识不断的内化为自己的知识，有助于学生更快更好的掌握新学知识。本实验是不完美，恰实验“不完美”造就学生对本质的完美的认，从而更好的掌握知识。

1.3 培养学生思考问题的习惯和合作精神

近几年高考物理实验的考察所遵循理念：实验题目要让做过实验和没做过实验的学生区分开来。“纸上谈兵”已经不合适宜，所谓“百闻不如一见，百见不如一练”，让学生亲身体会物理实验，有助于提高学生的实际动手能力以及培养学生在实验过程中遇到问题进行积极思考的习惯。打点计时器在中学学习过程中有很重要的作用，如，在探究匀变速直线运动时会用到，在学习自由落体运动时也有涉及等等。因此，让学生掌握打点计时器的基本用法是必须的实验课。学生在做实验的过程中还是会出现很多问题，如：打出的点痕迹不明显、纸带上的点不在同一直线上等等。先不急着解答学生的疑问，而是引导他们自己发现问题，纸带上的点不在同一直线上有可能是什么造成的呢？学生思考：有可能是纸带没有拉直，也有可能是打点计时器移动等等。让学生根据自己的猜测，再一次进行实验。学生首先检查打点计时器是否固定牢固了，检查完毕之后，他们小组两人，一人按住小车并且将纸带拉直，另一个人准备开电源。当电源被打开后，将小车与纸带同时放手，两人合作再一次完成实验。实验结果发现纸带上的点这次就在同一直线上了，问题就迎刃而解了！在这个过程当中，教师仅仅作为一名学生学习的引导者[7]，引导学生对遇到的问题进行思考，在不断的尝试过程中，学生不断规范自己的实验操作，从而培养了学生思考问题的习惯，同时也提高了他们的动手实践能力。这样学生不仅成功的完成实验，而且得到了解决问题的成就感与满足感。

不仅如此，在学生的分组实验中，很多实验仅靠一人之力是无法规范完成的，这时就需要学生的合作互助[8]。例如，在上述打点计时器的实验过程中，就需要两个同学的相互配合。学生在整个实验过程中，必须分配好任务，这样才能够更好的完成任务。又如，在验证平行四边形定则的实验探究中，需要用兩个弹簧测力计将皮筋拉至标记处，并且记录下弹簧测力计拉力的方向以及拉力的大小。因此就需要两个人的齐心协力才能完成。一个人负责拉弹簧测力计，另外一个人则负责做标记、记数据。有的实验甚至需要更多的人一起合作才能完成。在此过程中，学生不经意间也提高了他们的团队协作精神。

2 物理实验对于教师的重要作用

2.1 能够提高教师的备课水平

作为一名物理教师，不仅理论知识要扎实，物理实验也尤为重要。课堂的演示实验必须确保其成功，这就要求教师要熟练掌握实验的原理，抓住实验的关键。很多教师之所以不喜欢在课上做实验是因为实验具有一定的风险性，如果在课上实验失败了，那么就会起到适得其反的效果。因此，教师在备课的时候必须花时间在实验上。如初中《空气的“力量”》这节课，覆杯实验是最常见也是最精彩的引入实验，但同时失败的几率也很高。在备课的时候首先是用高脚杯进行实验，发现实验成功的几率大概在80%左右，但是如果演示360度旋转时就很容易失败。因此，杯子改成了开口较小的，一样是用硬纸板来挡住开口，实验成功的几率提高了，但是还没有达到100%，最后，发现用矿泉水瓶代替杯子，用乒乓球代替硬纸板，实验的效果一样，但每次实验都是成功的，因此便采取了这个方法。在课上，学生看到这样惊奇的画面，不禁被实验所吸引，带着他们的好奇认真的学习了这堂课。在整个备课的过程中，教师不断地在实验过程中发现问题，思考解决问题的方法，最终解决问题，从而不断改进自己备课过程中存在的一些不足，大大提高了备课的水平。

2.2 能够提高教师对教材的处理水平

凡事皆有两面性，物理实验亦是如此。实验教学并非将实验与理论的机械加和。更重要的是如何巧妙的将实验穿插于理论讲课当中，使得整堂课理论与实验过度自然，让学生容易接受，同时使得整堂课达到事半功倍的效果。《形变与弹力》这节课就有很多可以做的实验，如：橡皮泥的范性形变实验、吉他弦的弹性形变实验、玻璃瓶的微小变形实验等等。如此多得有趣实验加上理论的教学，使得原本内容相对较为繁杂的课程变得更加杂乱无章。这时就需要教师对教材进行一些内容的取舍。橡皮泥的范性形变以及吉他弦的弹性形变都是日常生活中常见的现象，学生对此相当了解，因此只要用几句话带过便可以。但是对于用放大法来观察微小形变是形变的重点，就需要教师详细的进行讲解，课本中有桌面的微小形变以及玻璃瓶的微小形变两个实验。由于玻璃瓶实验对玻璃瓶有一定的要求，因此选做观察桌面的微小形变取材更简单，学生更容易接受。用这个实验不仅可以讲授放大法这一重要的实验方法，同时也能利用这个实验讲解弹性形变的特点。在整个教学过程当中，教师不断挖掘教材中隐含着的物理思想，从而不断地提高了教师对于教材的处理水平。

2.3 能够提高教师实验教学水平

实验教学与理论教学之间存在着很大的差异。实验教学不仅要求教师要有扎实的理论基础，更重要的是要有较强的动手能力。教师在实验教学的过程中会不断的琢磨如何讲好实验，如何更好的将理论与实验相结合，让学生更容易掌握新知识。如在高中学习平抛运动的时候，要使得学生直观的认识到小球水平抛出水平方向做匀速直线运动和竖直方向做自由落体运动，就需要用平抛运动演示器做三个小球演示实验。在演示过程中，教师要求学生观察三个小球是否同时相遇。由于小球运动太快，人的反应没有那么快，因此存在很大的误差。教师可以拍视频逐帧播放，从慢动作中可以看出：平抛运动小球水平线始终与自由落体小球等高，与匀速运动小球始终在同一竖直线上，由此证明平抛运动水平方向做匀速直线和竖直方向做自由落体运动。在上课过程中，教师知道什么是这个实验的重点和难点，这就便于教师把握整节课的中心。在不断的实验教学过程中，教师的实验教学水平也会慢慢得到提高。这就是教育学中教学相长的原理。教师在教学过程中不断的发现问题，解决问题，在这一系列问题中不断学习、成长，从而促进教师的教学水平进一步的提高。只有不断提高教师教学水平，教育才能更好的持续下去。

想要上好一堂实验课，需要教师不断的推敲琢磨，在不断积累上课过程中遇到困难时解决问题的方法的过程中，教师的实验教学水平就会不断得到提高，因此课堂的教学水平也得到升华。

2.4 能够提高教师教学的综合素质

物理实验教学考验的不仅仅是教师的实验动手能力以及学科专业知识，教师的应变能力，创新能力等综合素质也在物理实验教学中不断地得到提高。每一次进行实验，实验的结果却不一定都是一样的结果，有时环境以及条件的改变，就会让实验由成功变成失败，这便要教师巧妙进行处理。如在做静电实验时，对于实验环境要求干燥等，有时天气相对比较潮湿一些，实验便会失败。如果遇到这种情况，教师可以顺势普及知识：在潮湿的环境里，教室四处都有水分子，水分子会导电，因此就会把电荷导走，这便是为什么静电实验要在干燥环境里面做的原因了。不仅如此，在物理实验教学中还能让教师逐渐形成自己独特的教学风格。在准备实验教学的过程中，教师刚开始的时候显得较为迷茫，不知从何下手，但是慢慢地，教师能够从中体会并领悟到适合自己的更快、更有效的备课以及教学方式，因而逐渐形成自己的教学风格。

3 总结

在物理教学过程中，实验能够不断激发学生对于物理的学习兴趣，加深学生对于抽象概念的理解以及促进教师教学水平的不断提高。在笔者的研究过程中，对于实验的作用以及教材处理等等方面有了更进一步的了解。并且，将实验教学运用到了实际的教学过程中，发现学生在课堂上的气氛变得很活跃，对于物理的学习兴趣也提高了很多。不仅如此，很多比较抽象的物理概念通过实验的演示，学生能够更加理解并能牢固的掌握。

参考文献：

[1]常浩冼.浅析高中物理现状及改进措施[J].数理化学习：教育理论版，2012（4）：74-75.

[2]聂炬.农村中学物理实验教学的现状分析及对策[J].中国科教创新导刊，2012（21）：2.

[3]杨林.如何提高中学物理实验教学的有效性[J].动动画世界：教育技术研究，2012（6）：3.

[4]姚富庆.新课改与中学物理实验教学[J].课改前沿， 2012（5）：281.

[5]曾祥义.浅谈初中物理教学中学生兴趣的培养[J].科学咨询（教育科研），2011（3）：85.

[6]何关苗.试论初中科学教学中演示实验的本质与激活策略[J].新校园（理论版），2012（7）：189-190.

[7]梁永才.搞好中学物理实验教学的思考[J].考试周刊， 2012（23）：125-126.

[8]伊小柱.浅谈物理实验的作用[J].科学教育研究，2011 （14）：108.