整体优化中学物理实验教学_中学物理实验教学
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整体优化中学物理实验教学，培养学生实践能力——浅谈初中物理边学边实验教学
在二十一世纪来临之际，一场世界性教育浪潮正在兴起。为了提高民族素质，培养我国二十一世纪社会主义现代化建设所需要的数以亿计的各种人才，我国的教育事业正按照第三次全教会所指引的方向，跨上改革和发展的伟大征途。面对这一形势，作为基础教育一环的中学物理教学，必须为完成这一光荣的战略任务作出自己的努力，对教育思想、教学内容和教学方法进行坚决而有步骤的改革。在中学物理教学改革中，当前最突出的问题是实验教学薄弱。实验教学的现状与物理教学的性质、教育改革形势的要求和作为基础教育重要环节的地位很不相称。因此，对于中学物理实验的基础地位与具体作用，有进一步认识的必要。众所周知，物理学是一门以实验为基础的科学。物理学的实验基础、理论体系和研究方法，是现代科学和技术的基础，它们在学生智能结构的发展中将占有越来越重要的地位。现在课桌旁的少年一代，如果缺乏起码的物理学知识和技能训练，将如何面对二十一世纪高度现代化的建设任务？有鉴于此，中学物理实验教学的根本目的与任务应该是：通过实验观察和实验手段，使学生最有效地掌握进一步学习现代化生产和现代科学技术所必需的基础物理知识，培养初步的实践技能和创造能力。在教育思想和方法的革新中，能力培养，特别是创造能力和实践能力的早期培养已成为讨论的中心课题。孤立地把大脑当作“知识的容器”而忽略在手脑并用的实验活动中，人们认识能力的提高和创造才能的萌发，是旧教育思想的根本缺陷。在这一方面，物理实验教学将日益显露出它的重要地位。
纵观目前国内外物理教学的动态，也能给我们一些启示。在一些发达国家，实验在中学物理教学中已明显得到重视和加强。例如：据英国牛津大学教育学院七十年代一份研究资料介绍，欧洲国家，中学最后二年（即预科）的学生物理实验所占的比例较大，如英国约占整个教学时间25-50%，在中学低年级可占每堂课教学时间的70%-80%。又如，西德国民教育初中物理课程共安排了343个实验，其中295个由学生自己完成，学生对物理学这门课的学习，几乎完全是自己手脑并用的过程中完成的。由此可见，在指导思想上，中学物理教学坚持以实验为基础；在实验教学要求上，增大学生的实验比例，着重实验能力的训练；在教学形式上，更多地趋于采用边教边实验的方法。近几年来，我们在我校开展的课堂教学整体优化教研活动中，积极采用边学边实验的教学形式，达到了预期的效果，下面就初中物理边学边实验教学谈一点粗浅的认识。
（一）在教学过程中，教师一边讲授、一边指导学生做有关的实验，这种教师与学生、学生与学生进行多边活动的教学方法一般叫边学边实验方法。在这种教学方法中，有时还把教师的讲授、演示和学生实验、讨论结合起来。这可以为学生创造物理环境，扩大师生在课堂内的信息交流，有利于在教师的主导作用下，发挥学生的主体作用。在教学改革中，它越来越受到重视，成为一种方式灵活、普遍欢迎、有强大生命力的课堂教学形式。
在运用这种教学方法时，教师应掌握学生的学习过程，分析学生已经认识和尚未认识的事物及其原因，不失时机地抓住出现的问题，组织讨论或示范，使学生明确继续实验和观察的方向。既要使学生想要摘“桃子”，又要使学生经过努力能够摘到该摘的“桃子”。几年来，我们认真调查研究了学生学习物理的思想状况，我们发现在做演示实验的基础上，认真做好分组实验是激发学生学习物理兴趣的较好手段，是物理教学中大面积提高教学质量很重要的一环。但是在教学过程中，演示实验和学生分组实验都存在着的一定的弊端。课堂中的演示实验能使学生加深感性认识的过程，但它无法代替学生自身的学习活动。如果把教师的演示实验改为学生的边学边实验，则既能使学生获得清晰的印象，又能培养学生的实验能力，提高学生的学习兴趣和主动性。这是物理教学的一项重要改革。同时我们又发现在学生分组中，常出现两种情况：一是由于初中学生好奇心强，实验中带常出现“男同学抢着做，女同学怕动手，成绩好的积极做，成绩差的旁边坐”的现象；二是由于初中学生实验能力差，学生对实验的注意力总是集中在操作上，教师忙于协助学生排除故障，师生完全处于被动状态，以致无法达到培养实验能力的目的。采用边学边实验的形式后，教师边启发学生学习物理知识，边指导学生实验，学生在教师指导下看书，边实验、边思考、边讨论，以物学理，能较快地掌握物理知识。因此，从某种意义上讲，边学边实验起到了演示实验与学生分组实验的综合作用。例如在学习初二“浮力”时，我们根据教材的精神，将书上P134图12-2的教师演示实验改为边教边学的实验，而且还在每个桌上发了一块形状规则的正方体木块，让学生将木块投入烧杯中，然后设法将木块按入水中，有意识地让学生感受“浸在水中的物体受到水的向上托的力”，然后再引导学生做图12-2的实验。同时增加了称量物体重时，用手向上托物体，观察弹簧秤示数变化的实验。这些实验使学生进一步认识到：不仅浮在水面上的物体受到浮力，浸没在水中的物体也受到浮力，对浮力产生的原因也更容易接受了，同时还领悟到浮力的大小可以用弹簧秤直接来测量，即
F浮=G-F’。这种类型的实验课起到了演示实验和学生分组实验所起不到的作用。
（二）上好边学边实验课，必须有充分的准备。
1、要备好教案。边学边实验课不仅双边活动多，而且情况多（如损坏仪器，实验无效果等），时间不容易掌握，因此必须钻研教材，领会教材的精神，认真准备教案。一般应从下列三方面考虑边学边实验课的内容。
一是教师演示实验，经过适当改进后，可由学生边学边实验。例如：研究影响电阻大小的因素的实验，课本上是三个演示实验，我将其改成边学边实验后，在备课时主要从以下两个方面进行设置：
（1）器材的选择：课本上以镍铬合金丝作为实验导体，我将其换为HB型的铅笔芯。这样做可以解决将演示实验改为边学边实验时器材的不足、不易准备的问题，取村方便且应用灵活，而且是学生很熟悉的常见材料，增强了实验的可信度。
（2）方案的设计：常规的实验教学中，学生往往依据书上的详细步骤，利用现成的表格，填写数据，而目的、原理、结论等照书抄一遍，实验就算完成。这样的实验，学生收获其实很少。鉴于此，在将这个实验改成边学边实验后，我是从如下两个方面引导学生的： a、寻找研究方法
教师提出问题：影响导体电阻的因素可能有哪些？并提示学生与车流、人流通过道路的现象相比较，学生经过猜想，归纳出三个主要因素后，继续提问：要弄清每一个因素与电阻的关系，如何设计实验？学生经过逐步引导，学会了“控制变量法”这一常用的研究物理问题的方法。这样，由学生自己去领悟研究问题的方法，比教师和盘托出印象会深刻得多。b、确定具体步骤：
在实验器材上，我又设置问题：只提供两支长短、粗细均相同的HB型铅笔芯，如何研究导体的长度、横截面积对电阻的影响？这时，学生的思维十分活跃，提出了诸如小刀销笔芯、移动鳄鱼夹改变接入电路中的笔芯的长短等方法，最终学生自己肯定了一种简便易行的方法：即将两支铅笔芯分别串、并联就可以明显地改变导体的长短和粗细了。经过如此处理，学生的兴趣十分浓厚，实验也就自然而然收到了预期的效果。
其次是课本上的小实验及实验习题。例如，用一根两端开口的玻璃管和一个塑料片，可进行液体产生向上压强的实验。另外，不透明物体的后面有影子；反复弯折铁丝，弯折处会发烫等等，都可以配合新课教学作为学生边学边实验的内容。
三是课本上的学生分组实验。虽然验证性的居多，但有的也可以改为探索性的边学边实验，这样学生在新课学习中就掌握了基本仪器操作方法，到分组实验时就可以适当提高教学要求。
在实践中，我们感到边学边实验教学形式应以教师、教材、学生以及器材的实际情况而定。我们主要采用了以下三种方式：（1）将边学边实验安排在新课的开始，作为新课的设疑引学，起到激发学习兴趣的作用。例如：让学生用刻度尺量出物理书的长和宽，结果发现测量数据不完全相同，从而引出“长度的测量”的新课。（2）将边学边实验安排在新课的教学过程中，作为学生辨疑解难的一种手段，起到启发学生理解概念，解决疑难问题的作用。（3）将边学边实验安排在下课前的几分钟进行，作为复习巩固新课之用。在教学时间上，应按实际需要灵活掌握。
2、要备好仪器。边学边实验的特点之一是两个学生就要用一套实验仪器。因此在边学边实验前，教师应先用学生实验仪器做一遍，以了解仪器的性能、规格，估计可能发生的故障，做到心中有数。
3、要备好学生。在备课时，对学生的实际以及学生在实验中可能遇到的困难都应心中有数。
（三）在近十年的课堂教学整体优化，进行物理教学方法改革的过程中，为了大面积提高初中物理教学质量和培养学生的能力，我们的课堂教学较多地采用了学生边学边实验的教学形式，因此，我们对现行初中物理（华东版）实验教学的结构体系作了如下的调整：
1、将下列学生分组实验改成边学边实验：测量物体的长度和体积，用温度计测温度，海波的熔化和凝固，观察水的沸腾，用天平称物体的质量，静止液体内部压强公式的实验验证，杠杆平衡条件，连接串、并联电路，电流的测量，电压的测量，用滑动变阻器改变电流，制作、研究电磁铁，滑轮组机械效率的测定，测定小灯泡的功率。
2、将下列演示实验改成边学边实验：测曲线长度，测一张纸的厚度，测汽水瓶的容积，蒸发致冷，碘的升华和凝华，磁化，摩擦起电，密度概念的引入，力的作用是相互的，弹簧秤的正确使用，用滚动摩擦代替滑动摩擦，二力平衡的条件，惯性现象，称重法测浮力，平面镜成象的特点，折射与视深度，导体的电阻与哪些因素有关，串、并电路电阻的特点，做功改变物体的内能（弯折细金属丝），用测电笔辨别火线和零线。
3、将下列小实验改成边学边实验：不透明物体后面有影子，小孔成象，用二力平衡知识找物体的重心，利用弹簧秤，水测固体及液体的密度。
4、将下列实验性习题改成边学边实验：用钢锯条研究力的作用效果与哪些因素有关，第一册P127报纸压木条，第一册P133液体内部的压强，第一册P137实验验证阿基米德原理，第二册P54习题3:三灯串联变并联的电路的识别。等等。
这么做的主要作用是：
（1）增加了学生操作、使用基本仪器的机会。如天平、刻度尺、滑动变阻器、电流表、电压表、弹簧秤等基本实验仪器，学生使用的次数都普遍增加，有利于培养学生的实验技能。（2）改变了传统的“教师讲演、学生听讲”的教学局面，促进了物理教学方法的改革。学生自己动手操作实验，探索知识的机会大大增加，学习积极性、主动性高涨，良好的实验习惯和科学态度在实践中逐步形成，实验能力得到提高。
（3）促进了初中物理教学质量的大面积提高，我校九五年以来连续五年物理中考成绩名列全市第一。学生实验次数的增加，使初中物理教学更符合当代初中学生的心理生理特点和认知规律，从而更好地激发了学生学习物理的兴趣。学生有更多的动手、动脑、动口，主动学习物理的机会，以物学理，以物懂理，更有利于学生对物理知识的掌握，大大增强了学生的创新意识，培养了学生的实践能力。
