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提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果方法初探
一、問(wèn)題的提出
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理知識(shí)教學(xué)的基礎(chǔ)，也是物理課堂教學(xué)中實(shí)施素質(zhì)教育的一種重要渠道和有效手段，它能化抽象為具體、化枯燥為生動(dòng)，把要研究的物理現(xiàn)象清晰地展示在學(xué)生面前，使學(xué)生學(xué)起來(lái)變得較為容易，在物理教學(xué)中有舉足輕重的作用。所以在教學(xué)中應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。然而目前物理實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)展情況并不理想，在物理課堂中涌現(xiàn)出諸多不正常的現(xiàn)象：能演示的不分組，能用多媒體替代的絕不演示，有的教師甚至認(rèn)為“做實(shí)驗(yàn)不如講實(shí)驗(yàn)，講實(shí)驗(yàn)不如直接告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)論，考試成績(jī)不比做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生差”，這種不正常的、錯(cuò)誤的教學(xué)理念、教學(xué)行為，也就導(dǎo)致了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)過(guò)程逐漸被教師但“辛勤付出”所代替。
長(zhǎng)此以往，本應(yīng)學(xué)生親身體驗(yàn)探究的的過(guò)程被老師的講、學(xué)生被動(dòng)的記憶所代替，失去了實(shí)驗(yàn)本身應(yīng)該有的功能，導(dǎo)致目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率低下。結(jié)合教學(xué)實(shí)際，總結(jié)有以下幾種原因：
1、教師觀念存在偏差，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)認(rèn)識(shí)不夠；
2、實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生不知觀察什么、該怎么觀察，演示效果不佳；
3、演示實(shí)驗(yàn)器材受限或不利于學(xué)生觀察，學(xué)生失去興趣，不能起到良好的效果；
4、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師有效引導(dǎo)少，放任自流，學(xué)生盲目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)論的分析思考過(guò)程，收效甚微；
5、教師沒(méi)有創(chuàng)新，照搬教材，禁錮了學(xué)生的思維，思維發(fā)展受限，興趣逐漸被抹殺。
二、提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率策略
針對(duì)以上諸多原因，要提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，教師要改變教學(xué)策略，從興趣培養(yǎng)入手，通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組探究實(shí)驗(yàn)，逐步鍛煉、培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動(dòng)腦及動(dòng)手能力，提高每一名學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。怎樣才能提高實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效率，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正有效呢？我從以下幾方面進(jìn)行了嘗試。
1、明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，增�?qiáng)觀察的針對(duì)性
觀察是實(shí)驗(yàn)的基本能力之一，也是提高實(shí)驗(yàn)效果的關(guān)鍵。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，如果教師只是一味的強(qiáng)調(diào)“要認(rèn)真的觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”，可能仍有學(xué)生會(huì)是一臉茫然，不知道怎么觀察或是觀察什
么，所以教師在實(shí)驗(yàn)前要設(shè)臵相關(guān)問(wèn)題，讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的目的和要觀察什么，這樣學(xué)生有目的性的去觀察、去思考就會(huì)收到較好的效果。
1.1設(shè)臵問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生觀察演示實(shí)驗(yàn)
例如，演示“做功可以改變物體內(nèi)能”實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師出示器材：平底燒瓶和抽氣筒。實(shí)驗(yàn)前提出問(wèn)題：“燒瓶中有什么物質(zhì)？如果向燒瓶中打氣，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？”學(xué)生思考并做出猜想。教師演示實(shí)驗(yàn)并提示學(xué)生注意觀察燒瓶中的變化。實(shí)驗(yàn)后繼續(xù)提出問(wèn)題：“燒瓶中有什么現(xiàn)象發(fā)生？”學(xué)生發(fā)現(xiàn)“有白霧出現(xiàn)”，很自然地就在想“這是為什么呢？”教師通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生分析得出氣體膨脹做功，本身溫度降低，內(nèi)能減少。
1.2設(shè)臵導(dǎo)學(xué)案，引導(dǎo)學(xué)生自主探究分組實(shí)驗(yàn)
分組實(shí)驗(yàn)灌輸不行，學(xué)生缺失了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，體驗(yàn)度不夠，思維發(fā)展程度有限；完全放手也不行，因?yàn)榻虒W(xué)時(shí)間有限，不能完成教學(xué)任務(wù)。有序的設(shè)計(jì)能夠促進(jìn)學(xué)生思維更好地發(fā)展，為了更好地導(dǎo)學(xué)，實(shí)驗(yàn)教師可以在教學(xué)中給學(xué)生設(shè)臵結(jié)構(gòu)合理的導(dǎo)學(xué)案，引導(dǎo)學(xué)生自主分析物理實(shí)驗(yàn)，摒棄了傳統(tǒng)的老師講實(shí)驗(yàn)，最后學(xué)生簡(jiǎn)單走個(gè)過(guò)程的灌輸式實(shí)驗(yàn)教學(xué)。學(xué)生從實(shí)驗(yàn)的目的出發(fā)，從大腦中搜索原有知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方法，從自己的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)出發(fā)設(shè)計(jì)方案，這樣學(xué)生的思維得到了鍛煉。接下來(lái)教師引導(dǎo)學(xué)生，暴露出思維過(guò)程，通過(guò)師生的互動(dòng)、生生的互動(dòng)，對(duì)各小組所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)估，包括實(shí)驗(yàn)原理正確與否、實(shí)驗(yàn)的方法是
否可行等，并設(shè)計(jì)出完善的實(shí)驗(yàn)方案。這樣的思維過(guò)程才是完整的，有效的，真正達(dá)到鍛煉的目的，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。
2、開(kāi)發(fā)資源，提高實(shí)驗(yàn)器具的實(shí)用性
課堂實(shí)驗(yàn)活動(dòng)不應(yīng)該太復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)的目的是給學(xué)生提供感性材料或是為了輔助理解和掌握概念，或是為了滲透一種重要的物理學(xué)研究方法，過(guò)于復(fù)雜和器材要求過(guò)高，會(huì)分散學(xué)生對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容的注意力。實(shí)際教學(xué)中，在科學(xué)、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上，優(yōu)化我們的實(shí)驗(yàn)，讓實(shí)驗(yàn)操作更簡(jiǎn)便，讓學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中思維得到鍛煉。
2.1利用身邊簡(jiǎn)單的器具作為物理實(shí)驗(yàn)的器材進(jìn)行探究。如在講解“壓力作用效果的決定因素”實(shí)驗(yàn)，完全可以放手讓學(xué)生利用身邊的器材去體驗(yàn)，如用兩只手指捏住其中一端削好的鉛筆，體會(huì)兩只手指的區(qū)別，也可以讓學(xué)生舉生活中簡(jiǎn)單的例子，加深對(duì)“受力面積對(duì)壓力作用效果的影響”的認(rèn)識(shí)。
2.2利用自制教具演示實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)演示效果。如講解導(dǎo)體與絕緣體的相對(duì)性時(shí)，我把一個(gè)白熾燈的廢燈芯與小燈泡串聯(lián)接在電路中，用酒精燈加熱廢燈芯到紅熱狀態(tài)時(shí)，會(huì)看到小燈泡發(fā)光，停止加熱，溫度降低燈泡又熄滅。明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)生很容易明白導(dǎo)體和絕緣體可以發(fā)生相互的轉(zhuǎn)化，既沒(méi)有絕對(duì)的界限。
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教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，物理源自于生活，我們完全可以借助于學(xué)生身邊的常見(jiàn)的用品及材料來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，而且用這些學(xué)生熟悉的器材做實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行Ъぐl(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生感覺(jué)到物
理就在身邊，拉近了學(xué)生與物理的距離，提高物理學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)探究的積極性。
3、改變實(shí)驗(yàn)方法，提高實(shí)驗(yàn)技能
初中生好奇心強(qiáng)，對(duì)生動(dòng)形象的物理實(shí)驗(yàn)普遍懷有好奇心和神秘感，合適的實(shí)驗(yàn)不僅能幫助學(xué)生理解和掌握知識(shí)，而且能激起學(xué)生的興趣，啟迪其思維定向探究。因此，在物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)中，盡可能多的為學(xué)生提供動(dòng)手的機(jī)會(huì)，逐漸培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和實(shí)驗(yàn)技能。
3.1改變實(shí)驗(yàn)類(lèi)型，變演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生分組探究實(shí)驗(yàn)
演示實(shí)驗(yàn)是物理課堂中一種常見(jiàn)的手段，對(duì)于一些淺顯易懂或是便于觀察的實(shí)驗(yàn)，可以通過(guò)教師的演示來(lái)解釋一定的規(guī)律或原理。如“水蒸氣推動(dòng)膠塞做功“實(shí)驗(yàn)，它為我們展示了熱機(jī)原理；“用鉛筆芯控制小燈泡的亮度”實(shí)驗(yàn)，揭示了滑動(dòng)變阻器的原理。如果實(shí)驗(yàn)有一定探究?jī)r(jià)值或是教師的演示不利于學(xué)生的觀察，我們可以改為學(xué)生分組探究實(shí)驗(yàn)，會(huì)達(dá)到更好的效果。例如探究“奧斯特實(shí)驗(yàn)”，如果是教師演示學(xué)生觀察，那么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就不是很清晰了，尤其是“改變了電流的方向小磁針的偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生變化”的現(xiàn)象，這樣學(xué)生也就不能分析出電流的磁場(chǎng)方向的特點(diǎn)了，思維的障礙導(dǎo)致后面通電螺線管磁場(chǎng)的學(xué)習(xí)猶如霧里看花。又如“探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)?zāi)艹浞煮w現(xiàn)科學(xué)探究的幾個(gè)要素，是鍛煉的很好素材。利用該實(shí)驗(yàn)學(xué)生要經(jīng)歷猜想與假設(shè)（電磁鐵磁性強(qiáng)弱與哪些因素有
關(guān)）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)研究的方法，通過(guò)觀察什么現(xiàn)象反映電磁鐵磁性強(qiáng)弱，實(shí)驗(yàn)中如何控制變量）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（小組合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)觀察并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)）分析與論證（通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析電磁鐵磁性強(qiáng)弱影響因素）交流與評(píng)估（實(shí)驗(yàn)方案是否存在問(wèn)題，結(jié)論是否具有普遍性）的過(guò)程，思維得到鍛煉，動(dòng)手能力進(jìn)一步提高，小組合作意識(shí)增強(qiáng)。
3.2拓展延伸，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維
物理教學(xué)要教會(huì)學(xué)生知識(shí)，不僅要求學(xué)生學(xué)會(huì)，還要學(xué)生會(huì)學(xué)。在探究教學(xué)中，多選擇適度開(kāi)放的探究性課題，對(duì)學(xué)生進(jìn)行多角度思考、靈活多變的探究途徑或方法的引領(lǐng)，可以拓展學(xué)生的創(chuàng)新視野，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。有利于學(xué)生掌握科學(xué)的思想方法，有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)新意識(shí)。
例.有一未知電阻RX，要測(cè)出它的阻值，手邊有一只電池組，一個(gè)電流表，兩只開(kāi)關(guān)，一個(gè)已知電阻RO和幾根導(dǎo)線，你有辦法測(cè)出RX的阻值嗎？說(shuō)出你的辦法和理由。
學(xué)生單獨(dú)解決該題可能存在較大難度，可發(fā)揮集體的力量，利用小組形式，通過(guò)交流討論來(lái)解決。在此基礎(chǔ)上教師可適當(dāng)改變條件：如電流表的位臵不動(dòng)，減少一只開(kāi)關(guān)，如何測(cè)RX；或?qū)⒍ㄖ惦娮鑂O換成最大阻值為RO的滑動(dòng)變阻器，又該如何測(cè)量呢？
這樣經(jīng)過(guò)教師層層推進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題，最終解決問(wèn)題，能力得到提升，是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維的有效途徑。
3.3延伸實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，營(yíng)造科學(xué)探究氛圍
鼓勵(lì)學(xué)生做好課外小實(shí)驗(yàn)、小制作，促進(jìn)學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。學(xué)生在動(dòng)手完成各種小實(shí)驗(yàn)、小制作過(guò)程中，思維異�；钴S，參與意識(shí)增強(qiáng)，利于發(fā)揮學(xué)生的潛能和創(chuàng)新能力。①設(shè)臵簡(jiǎn)單易行的家庭小實(shí)驗(yàn)。如：“紙盒燒開(kāi)水”；用飲料吸管研究靜電現(xiàn)象；用縫衣針和子母扣制作小指南針等。②開(kāi)展小制作評(píng)比活動(dòng)。如制作土電話、針孔照相機(jī)、潛水艇、小電鈴、小小電動(dòng)機(jī)等。③辦實(shí)驗(yàn)匯報(bào)展。如：巧用雪碧瓶你能展示什么樣的現(xiàn)象？自行車(chē)中包含哪些物理知識(shí)？這樣的小實(shí)驗(yàn)、小制作，有很強(qiáng)的趣味性和知識(shí)性，十分貼近學(xué)生的生活，符合初中學(xué)生好奇、好問(wèn)、好動(dòng)、好學(xué)的心理特征。學(xué)生會(huì)主動(dòng)參與，不僅豐富了課余生活，更鍛煉了動(dòng)手能力，思維能力。
3.4及時(shí)總結(jié)歸納，全面掌握物理規(guī)律和方法
物理現(xiàn)象紛繁復(fù)雜，但它的背后都深藏著本質(zhì)的東西，即物理規(guī)律和方法。對(duì)于這些規(guī)律方法我們應(yīng)及時(shí)總結(jié)，做到更深層次的理解和掌握。
如探究了凸透鏡成像規(guī)律后會(huì)發(fā)現(xiàn)，物體在透鏡前不同位臵所成像的性質(zhì)、像的位臵及其應(yīng)用大不相同，記憶起來(lái)更是容易混淆。我們必須加以歸納總結(jié)，達(dá)到全面理解和掌握物理規(guī)律。如可采用諧音記憶法：將u>2f想象成遠(yuǎn)郊（焦）區(qū)，f<u<2f想象成近郊（焦）區(qū)，u<f想象成城里，再將凸透鏡在主光軸各區(qū)間所成像的性質(zhì)及其應(yīng)用中的關(guān)鍵“字”抽取出來(lái)，借用下面的一段有趣的話提示性記憶，會(huì)使學(xué)生在愉快中學(xué)會(huì)知識(shí)。
在遠(yuǎn)郊區(qū)拾（實(shí)，實(shí)像）到（倒，倒立）�。ǹs小）相機(jī)（照．．．．．
相機(jī)），在近郊區(qū)拾（實(shí)，實(shí)像）到（倒，倒立）大（放大）投．．．．影（投影儀），進(jìn)城里還常常（長(zhǎng)長(zhǎng)，代指放大）假（代指虛像）．．．．
正（正立）經(jīng)（鏡，代指放大鏡）。 ．．
另外還要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)典型的物理實(shí)驗(yàn)，總結(jié)歸納出研究物理問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)方法，如研究“XX與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)用到控制變量法（探究壓力作用效果與哪些因素有關(guān)、導(dǎo)體電阻大小與哪些因素有關(guān)等），研究不易觀測(cè)到的物理現(xiàn)象或物理量通常用到 “轉(zhuǎn)換法”（電流所產(chǎn)生的熱量、磁場(chǎng)等），研究的物理問(wèn)題如不能直接通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接得出結(jié)論的通常采用“推理法”（牛頓第一定律、真空不能傳聲等），為學(xué)生解決一些新型實(shí)驗(yàn)探究打下基礎(chǔ)。
4、改變實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)機(jī)制，在評(píng)價(jià)中鼓勵(lì)創(chuàng)新
新的物理課程標(biāo)準(zhǔn)提出了“發(fā)展性”評(píng)價(jià)體系。發(fā)展性評(píng)價(jià)側(cè)重過(guò)程的評(píng)價(jià)，學(xué)生在活動(dòng)中對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、操作、討論和合作交流中的突出表現(xiàn)，教師都應(yīng)作為評(píng)價(jià)的依據(jù)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)活動(dòng)全過(guò)程的重要性。發(fā)展性評(píng)價(jià)還應(yīng)通過(guò)評(píng)價(jià)激勵(lì)學(xué)生，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)自我，發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。用全新的觀點(diǎn)來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生，使其在教師的評(píng)價(jià)中感受到成功的喜悅，同時(shí)還能在教師的指導(dǎo)、鼓勵(lì)下提高自己的實(shí)驗(yàn)效果，將理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)過(guò)程充分地相結(jié)合，在提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)積極性的同時(shí)，還能為其今后的學(xué)習(xí)作好鋪墊。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段，它能化抽象為具體、化枯燥為生動(dòng)，把要研究的物理現(xiàn)象清晰地展示在學(xué)生面前，為理論知識(shí)的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。廣大物理教師在教學(xué)中就要認(rèn)真研究每一個(gè)實(shí)驗(yàn)，上好每一節(jié)實(shí)驗(yàn)課，發(fā)揮它的價(jià)值，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，通過(guò)學(xué)生自主探究來(lái)提高實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)揮出應(yīng)有的作用，切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。
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