怎样设计好物理实验教学

一、认识物理实验教学的重要意义

　　实验是人们根据研究的具体目的，利用一定的仪器设备，人为地制造、控制或模拟自然现象，使某些现象反复再现以便让人们反复进行观察研究的一种方法。实验直观具体、形象生动；实验教学从感性到理性，从具体到抽象，适合学生的身心特点，符合学生的认识规律。在物理教学中运用实验能给学生学习物理创造一个良好的环境，使学生能主动获取物理知识，掌握实验基本方法和实验技能，发展各种能力，促进学生科学品质和世界观的形成。中学物理教学必须以实验为基础，这是由实验在物理教学中具有的独特作用决定的。

　　（一）物理实验有利于培养学生的兴趣和激发学生的求知欲

　　实验对培养学生学习物理的兴趣很重要，这主要有两方面原因：

　　一是实验具有真实、直观、形象和生动的特点，易引起学生的注意。

　　从学生学习物理的心理反应来看，学生天生好奇、好动。实验教学向学生提供了生动、直观、形象的感性材料，对于初中学生，物理实验有很强的吸引力，极易唤起他们的直接兴趣。让他们观察生动有趣的实验，他们的注意力会高度集中，新奇的实验现象常常出乎他们的意料之外，使他们兴趣盎然；而对于内容枯燥、抽象的东西他们则兴趣索然，难入角色。离开了实验的物理教学只能是“空中楼阁”，照本宣读、在黑板上做实验，不过是“纸上谈兵”，会把本来生动的、丰富的物理知识变成一堆枯燥难懂的材料，不利于激发学生的学习兴趣，调动学生学习的积极性。

　　二是实验是一种具有目的性的操作行为，易引起学生亲身尝试的需要。

　　实验能给学生提供主动参与学习的机会，因此学生的学习兴趣浓厚，积极性很高，学生接触实验时，自然也会产生自己动手的欲望。设法让学生多动手做实验（边学边实验、分组实验、课外实验），不仅可以满足学生操作的欲望，更重要的是可以让学生不断体会和尝到发现和克服困难解决问题获得成功的喜悦，从而提高兴趣，增强信心，激发求知欲望，进而使他们转化为一种热爱科学的素质和志向。

　　“兴趣是最好的老师”，只有有了学习的兴趣，才谈得上学习的积极性、主动性和创造性。

　　正因为上述两个原因，所以教师不仅要自己多做实验，而且要设法让学生多做实验；不仅要注意选择能说明问题的实验，而且要尽可能使所选的实验能激发学生的兴趣。

　　（二）物理实验教学有利于学生对知识的理解和掌握

　　心理学研究表明，人的思维活动是在感性材料的基础上产生的，感性材料是思维活动的源泉和根据。各种类型的物理实验具体形象地展示了物理知识的形成和发展过程，为学生提供了丰富的感性材料，强化了学生的感知并纠正了学生经验感知中所形成的错觉。

　　实验能将复杂的条件进行简化和纯化：借助仪器设备突出研究对象的主要因素，排除次要的非本质因素。实验能够创造最好的物理环境，使需要认识的某种性质或关系以比较纯粹的形态表现出来，以便人们能比较容易比较精确地发现规律。

　　许多物理概念和规律都是从大量的具体事例中抽象出来的。在教学中，必须使学生通过对物理现象、过程获得必要的感性认识，它是形成概念、掌握规律的基础。这种感性认识可以来源于学生的生活，也可以来源于实验提供的物理事实。从生活中得到的感性材料通常来自复杂的运动形态，本质的、非本质的因素通常交融在一起，仅仅通过这种途径使学生建立概念、认识规律有时会遇到很大的困难。

　　而实验则可以提供精心选择的、经过简化和纯化了的感性材料，使学生对物理事实获得明确、具体的认识。在实验教学中，通过观察、操作、讨论、分析，最后学生会归纳出物理概念和规律，实现从感性认识层面到理性认识层面的进步。实验教学过程符合学生的认知规律，有利于学生对知识的理解和掌握，能够达到发展学生智力、培养学生能力的目的。

　　（三）培养学生科学研究的方法和能力

　　实验创设了理论密切联系实际的学习过程，不仅活化学生学到的物理知识，而且能引导学生像科学家那样去观察周围的事物，用实验手段去验证事物的属性，发现事物的变化、联系和规律。在这个过程中蕴藏着极其活泼的因素，学生可以从中学习科学的研究方法，掌握科学的学习方法。

　　通过实验教学，可以使学生学到实验基本技能和方法；可以培养学生的观察能力，使学生学会观察物理现象的方法，有目的、有计划地进行观察，学会抓住观察现象的主要特征，明确观察对象的变化条件，同时引导学生在观察中积极思维，做到眼到心到；可以指导学生明确实验原理，学会正确使用物理仪器，掌握计数、读数和处理实验结果的技巧，通过分析、推理得出正确结论。

　　通过实验教学，不仅有效地帮助学生领会物理知识，更重要的是可以使学生通过观察实验现象，分析和解决实验中的问题，做到手脑并用。同时在实验教学中启发学生对有关实验进行设计和改进，都能够培养学生的创造性思维能力。

　　实验能力不能仅仅依靠教师的讲解来传授，必须在相应的实践活动中才能得到发展，只有通过实验才能培养实验能力。例如，在进行观察与实验中，需要用精细敏锐的感知和观察力去及时捕获一些重要现象，从而培养观察能力；通过设计实验、分析结果等锻炼和培养想象能力和分析能力；在研究原因、结果和形成概念的过程中，通过分析、比较、判断、推理等培养逻辑思维能力（归纳能力、分析能力等）；通过想象、假设锻炼和发展想象能力、创造能力；在实际操作和汇报实验结果的过程中培养动手能力、组织能力、表达能力等。

　　（四）培养学生良好的科学素质

　　有人认为，素质主要由三个方面的因素构成：知识因素、智能因素和非智力因素。实验除了对知识的掌握、智能的提高有明显的作用外，对非智力因素的培养也有显著的作用。

　　在物理实验教学过程中，对每个步骤的操作，每个现象的观察，每个数据的读取都必须使学生认识到对待科学要有实事求是的态度，要尊重实验事实和实验数据，养成客观分析的科学习惯，反对为了得到预结果而编造数据。学生在实验中发现，没有正确的数据不会得出正确地结论，而正确的结论必须建立在科学的实验方法和正确的实验操作基础之上。通过物理实验教学培养学生具备正确的观察习惯、规范的操作习惯及客观记录数据的习惯，有利于培养学生实事求是的科学态度。

　　此外，在促进学生形成严谨细致的工作作风、坚忍不拔的意志品质、敢于实践创新的意识等方面都有很好的教育功能。

　　二、了解目前实验教学的状况和问题

　　（一）实验教学的现状

　　目前初中物理教学中，实验教学的类型主要有演示实验、学生实验、随堂实验和课外小实验等。

　　演示实验是教师在课堂上结合教学内容进行操作表演的实验。通过演示实验，让学生亲眼目睹或感受物理现象产生的效果，使课堂教学过程生动有趣，学生注意力集中，对物理现象获得深刻的印象；通过演示实验，指导学生观察和分析物理概念和规律，获得生动的感性认识，使学生更好地理解和掌握物理概念和规律；通过演示实验，培养学生的观察、分析和综合、逻辑思维等能力；通过演示实验，培养学生的实验操作能力起一定的示范作用等。演示实验教学突出激发兴趣、操作示范和确保成功等要求。

　　学生实验是在教师的指导下，学生在实验室分组进行实验的教学方式。通过学生实验，让学生更仔细地观察物理现象，更深入地了解仪器和装置的结构和性能，更深入地认识和理解相关物理概念和规律。学生分组实验突出培养学生操作技能，使学生理解和进行规范的实验操作，使学生受到物理学研究的实验方法的初步训练。教学大纲中有明确的课时要求，初中阶段学生实验为19课时，目前物理教学中对此有比较规范的管理。

　　随堂实验通常称为“边教边实验”或“边学边实验”，是介于演示实验和学生分组实验的一种教学方式。它把教师的讲解和学生的操作观察有机地结合起来，把知识的学习和实验探索能力的培养有机结合起来。目前，部分业务能力比较强的教师经常自觉地采用这种教学方式。

　　课外小实验是课堂实验教学的补充，通过课外实验，进一步培养学生的动手能力和观察能力，促进其对学习内容的理解，扩大其知识面，发展他们的爱好和特长，使他们把所学的理论知识与课外实践有机地结合起来。在当前的升学竞争压力下，课外小实验开展很少。

　　（二）传统实验教学存在的问题

　　1. 对实验在教学中的地位缺乏正确认识

　　教师认识上有三种错误倾向：第一，认为实验并不重要，仅仅是促进学生学习知识的教学辅助手段，从实验得出的结论是重要的，而实验的本身并不重要。第二，认为实验虽然重要，但当前的评价机制过多重视知识，忽视能力，所以紧抓实验教学不会收到良好的教学质量。这里存在着错误的教学质量观和对评价机制中问题的片面夸大，以及对教学更重要的是为了学生的发展、而不是评价选拔这一本质意义认识的严重不足。第三，认为实验确实重要，但实验教学费时费力，课堂组织教学难度也较大，学生活动不易把握，用讲实验步骤、讲实验结论等方法也可达到相同的效果。

　2. 实验教学的准备工作不充分

　　处理学生的作业和对学生的管理花去了初中教师相当多的时间和精力，学校领导、教师、学生及其家长特别关注分数，这使教师平时更多考虑的是如何在课上把学生要掌握的知识教好，不太重视实验教学的课前准备，上课前不能认真把实验尝试一下，上课铃声一响，往往拎着实验器材急急忙忙到课堂，很难保证实验的高成功率。课堂上器材缺少一两件，急忙派学生到办公室或其他班级的课堂上去拿的现象时有发生，有时实验器材少或者实验总是失败，只能讲授实验知识。

　　3. 实验要求过于划一，忽视实验的探究性

　　实验往往是用专门的、