一、為什么要改革物理演示實驗教學(xué)
十八世紀初，德國、法國最早建立了學(xué)校演示實驗室，經(jīng)常用昂貴的儀器演示生動的現(xiàn)象，從此便開始了世界上的物理實驗教學(xué)，成為物理教學(xué)中重要的教學(xué)手段和有效的教學(xué)形式。
近年來物理對實驗的考查，不僅從學(xué)生實驗發(fā)展到演示實驗，而且已從簡單的背誦實驗知識轉(zhuǎn)向考查對實驗的思想、原理、的理解上，重在考查學(xué)生的實驗?zāi)芰途C合分析能力。例如，2004、2005、2006年恩施州物理實驗題的得分率都不高，反映了目前在中學(xué)物理的實驗教學(xué)是一個薄弱的環(huán)節(jié)。許多物理教師都不同地只重視理論的講授和解題能力的培養(yǎng)，而忽視了對學(xué)生動手能力的訓(xùn)練。不少學(xué)校由于教學(xué)經(jīng)費不足，儀器設(shè)備陳舊簡陋，地方陜小擁擠，嚴重制約了實驗教學(xué)的正常開展，對于新課標規(guī)定的實驗，不僅開出率低，而且演示實驗的作用和地位還在低水平下徘徊，使學(xué)生實驗動手能力普遍較低。近幾年我國實驗素質(zhì)普遍較差，例如1990～1995年期間，國家教委儀器研究所對一萬余名學(xué)生進行實驗?zāi)芰y試，結(jié)果是我國生實驗動手能力幾乎都不及格，說明了我國生實驗動手能力普遍較差。因此，為了培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能、觀察能力、和科學(xué)的思維，提高他們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，進一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的和愛好，調(diào)動他們的學(xué)習(xí)積極性，發(fā)揮非因素的能動作用，引導(dǎo)他們從小愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)，激發(fā)他們樹立敢于攀登科學(xué)高峰的雄心壯志，縮小與世界先進國家實驗教學(xué)的差距。我們應(yīng)進一步改善實驗條件，改革演示實驗教學(xué)，優(yōu)化演示實驗教學(xué)手段，直觀形象地為學(xué)生提供感性認識。
二、改革物理演示實驗教學(xué)的具體方法
1、加強演示實驗教學(xué)，重視能力培養(yǎng)。
目前，學(xué)生普遍認為物理“難學(xué)”，教師“難教”，其原因之一就是物理教學(xué)中缺乏實驗。而一些經(jīng)濟發(fā)達的國家，他們非常重視物理實驗教學(xué)和研究問題的方法，比如日本物理的課時數(shù)只有75課時，但安排的學(xué)生實驗卻有20個，演示實驗有130個，并且絕大多數(shù)都是研究性實驗，基本形成以實驗為中心的課堂體系�？梢�，他們的學(xué)生在實驗方面得到訓(xùn)練和能力培養(yǎng)比我國的學(xué)生多得多，他們學(xué)生的實驗素質(zhì)比我國中學(xué)生強。因此，在當前我國中學(xué)教育正由應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)軌過程中，我們對物理實驗教學(xué)，必須引起高度的重視 初中政治。為了研究好這些課題，教師必須研究教材中哪些地方學(xué)生感到抽象、容易混淆、接受困難，并結(jié)合教學(xué)實際，研究解決的方法，努力開發(fā)一些直觀的演示，增強教學(xué)的直觀性，同時在教學(xué)中引進近代物理學(xué)的某些思想方法和現(xiàn)代科學(xué)的新成就。例如“分子間作用力”的演示，可在兩只乒乓球間夾上一段彈簧、球的外側(cè)套上橡皮筋來模擬實驗，平衡時，引力等于斥力；增大球距時，引力大于斥力；縮小球距時，引力小于斥力。這樣不僅培養(yǎng)學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣，更多地拓寬學(xué)生視野豐富他們的，而且能有效地提高了學(xué)生的觀察能力、分析問題和解決問題的能力。
2、在演示實驗中讓學(xué)生主動參與實驗。
演示實驗是教師利用課堂時間為學(xué)生演示，在操作的同時又引導(dǎo)學(xué)生對實驗進行觀察、思考和分析的一種物理實驗教學(xué)方式。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，演示實驗通常教師演示，學(xué)生看，但是很多實驗學(xué)生根本看不清，特別是后邊的學(xué)生。不同程度的限制和阻礙了學(xué)生智能和潛能的發(fā)展，直接影響學(xué)生實驗心理素質(zhì)的提高。因此，在演示實驗中，應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生觀察、猜想、分析、歸納總結(jié)，甚至在實驗操作上讓學(xué)生積極參與，讓學(xué)生充分了解實驗的內(nèi)容，多次重復(fù)，加深印象，鞏固。演示實驗不能先由教師做給學(xué)生看，再講給學(xué)生聽，使演示與講解脫節(jié)。這種作法忽視了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，把學(xué)生當作被動接收的“倉庫”、“容器”，完全沒有發(fā)揮出演示實驗的作用，是不可取的。教師要在演示的同時引導(dǎo)學(xué)生觀察，不斷啟發(fā)提問，讓學(xué)生分析、討論，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使實驗結(jié)論合情合理地被推導(dǎo)出來。還可以讓學(xué)生參與做實驗，如讓學(xué)生上前來讀數(shù)或動一動手。例如在進行馬德堡半球演示時，先讓兩個“大力士”上來拉，不能將兩個半球拉開，打開活塞，讓空氣進入半球中，再讓兩個力氣最小的學(xué)生來拉，卻很輕松地將兩個半球分開了。兩相對比，說明大氣壓強不僅存在，而且還不小，全體學(xué)生都留下了深刻的印象�？梢�，演示實驗在教師指導(dǎo)下讓學(xué)生參與，不僅有顯示學(xué)生實驗技能的機會，又能得到科學(xué)方法的訓(xùn)練及能力的培養(yǎng)，加深理解和掌握物理概念和規(guī)律，同時可領(lǐng)略物理學(xué)的思想，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法。
3、大膽的變驗證性實驗為探索性實驗。
中學(xué)物理課堂演示實驗可分為驗證性實驗和探索性實驗，而大部分是驗證性實驗。驗證性實驗是對知識的正確與否加以驗證，鞏固和加深對基本規(guī)律和基本原理的認識。但是，對學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度方面不能得到鍛煉，也不利于培養(yǎng)學(xué)生主動探索物理規(guī)律的能力，而探索性實驗對培養(yǎng)學(xué)生思維能力、創(chuàng)造能力、自學(xué)能力、觀察實驗?zāi)芰敖鉀Q實際問題的能力有獨到的作用。正如愛因斯坦所說：“對真理的探索比占有更加寶貴”。
因此，在教學(xué)中可把一些驗證性的實驗變?yōu)樘剿餍缘膶嶒�。在實驗教學(xué)中，要盡量再現(xiàn)實驗的設(shè)計過程，多讓學(xué)生想想：“為什么要這樣做？”“換種方法行不行？”以此滲透物理思想，啟迪學(xué)生思路。例如在“歐姆定律”一節(jié)的教學(xué)中，筆者將這個驗證性實驗變?yōu)樘剿餍詫嶒�。其研究方法：①邊學(xué)邊做實驗：首先讓學(xué)生按照自己設(shè)計好的實驗方案做實驗，使學(xué)生從實驗中初步認識導(dǎo)體中的電流I與電壓U、電阻R的關(guān)系獲得感知。②探索知識：指導(dǎo)學(xué)生對問題進行具體研究，處理實驗數(shù)據(jù)、列表、畫出I－U、I－R的圖象。③歸納總結(jié)：師生共同分析、歸納、總結(jié)出歐姆定律。這樣，讓學(xué)生用實驗探索研究物理知識，學(xué)生由學(xué)知識變?yōu)橹鲃犹剿髯匀灰?guī)律，對知識學(xué)得更扎實更牢固，同時使學(xué)生受到科學(xué)方法的熏陶。
4、想方設(shè)法優(yōu)化演示實驗教學(xué)手段。
演示實驗不僅要現(xiàn)象清楚，而且還要面向全體學(xué)生。教師要想方設(shè)法增大演示實驗的可見度。投影放大、機械放大、自制可見度大的儀器進行演示等都是常用的方法。利用常用儀器、教具進行演示是一種最基本的手段，而利用多媒體教學(xué)，是教學(xué)現(xiàn)代化的重要標志，是教學(xué)改革的重要組成部分。因為多媒體教學(xué)是指在教學(xué)過程中運用系統(tǒng)科學(xué)的觀察和方法，組織多媒體信息，形成合理的教學(xué)結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)教學(xué)優(yōu)化，使學(xué)生真正體會到物理學(xué)科的，提高學(xué)生觀察及分析問題的能力。如應(yīng)用多媒體展示課堂實驗無法演示的宏觀的、微觀的、極快的、極慢的物理過程，從而突破時間以及空間的束縛，進行逼真的模擬，靈活地放大或縮小物理場景，將物理過程生動形象地展現(xiàn)于學(xué)生眼前，使學(xué)生認識加強，理解透徹。例如：在進行"并聯(lián)電路"的教學(xué)時，可采用改變逐漸改變電路連線顏色的動畫方式展示電流的流動方向與流動過程，讓學(xué)生在視覺上對抽象的知識有直觀認識，進而理解了電路并聯(lián)這一比較抽象的概念。學(xué)生在動畫的刺激下，始終保持著濃厚的學(xué)習(xí)興趣，極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，收到了良好的效果。利用多媒體進行物理實驗教學(xué)，不但為教和學(xué)增添了信息的傳輸和接收通道，而且為教學(xué)創(chuàng)設(shè)了良好的情境，師生們置身于“情”、“景”中，以“物”思“理”，又以“理”認“物”，這對物理的各種題型的實驗教學(xué)有著積極的意義，對提高物理課的素質(zhì)教育教學(xué)有著廣泛的前景。
總而言之，物理課堂演示實驗要與學(xué)生的分組實驗有機地結(jié)合起來，注重培養(yǎng)學(xué)生的下面幾個方面的基本實驗要素：一是儀器使用的一般知識；二是測量誤差與數(shù)據(jù)處理的知識，其中特別是圖線處理數(shù)據(jù)中，區(qū)分已知規(guī)律與未知規(guī)律的不同方法；三是間接測量的基本知識，要從測量出發(fā)理解實驗裝置、原理、方法、條件保證、操作步驟以及數(shù)據(jù)的記錄與處理；四是驗證性實驗的驗證思想，特別是要懂得將理論結(jié)論與實驗結(jié)論比較的思想。同時加強學(xué)生對基本實驗方法的遷移和靈活運用能力的訓(xùn)練，多角度、全方面地讓中學(xué)物理實驗教學(xué)提高到一個新的水平。
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