-.z探索物理實驗在教學中的地位和作用溫永煥發布時間：2009-12-179:38:47門以實驗為根底的自然科學，回憶物理學產生和開展的過程，可以看出物理實驗自始至終都占有極其重要的地位。無論是經典物理學的建立和開展，還是現代物理學的進展都與物理實驗息息相關?？梢灶A言，未來物理學的開展一定離不開物理實驗。物理學中的每一個概念的建立，每一個規律的發現都有著堅實的實驗根底?！坝^察現象、進展演示和學生實驗，能夠使學生對物理事實獲得具體的、明確的認識，這是理解概念和規律的必要的根底。觀察和實驗對培養學生的觀察和實驗能力，培養實事求是的科學態度，引起學生興趣，具有不可代替的重要作用。〞可見沒有物理實驗，很難到達物理教學目的。因為所有物理知識，都是在實驗的根底上建立起來的。物理實驗作為物理教學的根本手段，有其特殊的教學功能：一、通過實驗可以使物理教學理論聯系實際，引起學生的學習興趣，引導學生開掘問題，激發其求知欲望，從而調動他們學好物理的主動性和積極性，引導他們熱愛科學?！盁釔凼亲詈玫慕處?。〞只有有了學習的興趣，才談得上學習的積極性、主動性和創造性。1、實驗具有真實、直觀、形象和生動的特點，易于激起學生興趣。對于中學生，物理實驗有很強的吸引力，極易喚起他們的直接興趣。學生天生好奇、好動。讓他們觀察生動有趣的實驗，他們的注意力會高度集中。新奇的實驗現象常常出乎他們意料之外，使他們興趣盎然。2、實驗是一種有目的性的操作行為學生觀察實驗，自然也會產生自己動動手的欲望。設法讓學生多動手做實驗〔邊學邊實驗、分組實驗、課外實驗〕，不僅可以滿足學生操作的愿望，更重要的是可以讓學生不斷體會和嘗到“發現〞和“克制困難解決問題獲得成功〞后的喜悅，從而提快樂趣、增強信心、增強學習的欲望，進而轉化為一種熱愛科學的素質和志向。所以教師不僅需要自己多做實驗，而且要設法讓學生多做實驗；不僅要注意選擇能說明教學中需要說明問題的實驗，而且要盡可能使所選的實驗能激發學生的興趣。二、通過加強實驗，不僅可以使學生具備一定的感性認識，更重要的是使學生進一步理解物理概念和定律是怎樣在實驗根底上建立起來的，從而有效地幫助學生形成概念，導出規律，掌握理論，正確而深刻地領會物理知識。1、可以促進學生對物理規律的記憶。從記憶的角度來看，結合演示實驗講解的物理規律遠比用單純的語言講解給學生留下的印象要深刻得多。物理教育家朱正元曾經說過：“對于物理概念、物理規律等一些理論的東西，往往是千言萬語說不清，一看實驗便清楚。〞假設不做演示實驗，僅憑語言描述，學生無論如何也不能很好地記住。即使強迫學生記往了，也感到單調、枯燥，甚至不肯相信。如果通過演示實驗，讓學生觀察，以不可辯駁的事實，就能給學生留下深刻的印象。2、可以破除學生頭腦中原有的一些錯誤的概念。一些物理概念，學生憑借原有的經歷，在頭腦中形成了很系統的并非科學的觀念，只憑語言講解，學生是很難承受的。例如學生在學牛頓第一定律之前，憑日常生活經歷和直覺形成了“力是產生或維持物體運動的原因〞的片面錯誤的認識，原因在于他們對物體接觸面間的摩擦作用往往忽略。因此做好演示實驗，讓學生重點觀察實驗現象：“小車運動在兩個粗糙程度不同的外表上其運動距離的大小。從實驗現象中我們觀察到，在粗糙程度小的外表上小車運動距離大，其受到的摩擦阻力小，分析得出：小車受到的阻力越小，速度改變得就越小，當阻力減小到零呢.速度將不會改變，永遠勻速運動下去。這個實驗結論糾正了學生頭腦中的“力是產生或維持物體運動的原因〞這個錯誤的認識。三、通過實驗培養學生的觀察能力、思維能力、自學能力以及發現問題、分析問題和解決問題的能力；培養學生良好的實驗方法以及根本的實驗能力和動手能力，并且在此根底上進一步培養他們的獨立工作能力和創新能力。物理課學生實驗，就是由學生親自動手做的物理實驗．它有利于發揮學生學習的主體作用，促進他們的個性得到開展，還能激發學生強烈的求知欲和濃厚的學習興趣，更有利于培養學生的創造性思維能力和實驗動手能力。指導和培養學生的：試驗設計能力、動手操作能力、數據處理分析能力。1、通過實驗培養學生的形象思維能力和抽象思維能力。在中學物理中我們要研究電流和空氣等等，這些都是看不見的。如果我們通過演示實驗使學生能夠感覺得到，則有利于學生形象思維。例如，在研究振動發聲時，可以把乒乓球放在揚聲器的紙盆上，把振動著的音叉與水面接觸等，通過乒乓球的跳動和水的被濺開使學生形象地了解了振動發聲的道理。2、通過實驗培養學生的實驗設計能力。例如，實驗的任務是測定*一給定的電阻。由學生自己提出方案，設計實驗電路。畫出電路圖。操作局部要求學生正確的解決以下問題：怎樣選配儀器，怎樣布局，既如何擺放儀器，才便于操作和觀察，如果電路中有可動局部，例如變阻器，還應考慮在電源接通前，動片的最初位置應放在什么地方；怎樣連接最節約導線；怎樣操作；怎樣讀取數據等?？傊鉀Q怎樣放，看，讀，記，算等問題。3、通過實驗培養學生的操作能力。主要是指儀器的使用和數據的讀出，儀器設備的組裝或連接，故障的排除等三方面。例如，電路實驗，操作要求是：A按照實驗原理電路圖，安排好儀器，元件的布局，要便于連線，便于檢查，便于操作，便于讀取數據。B正確的連接電路。電流表，電壓表是否分別與待測電路串聯，并聯，正負極性是否正確；滑動變阻器的接線是否合理，連接線是否符合先支路，再并列，后干路，最后接電源的程序，開關是否能控制電路，接線是否簡捷，結實。C實驗前應先檢查電路，發現問題及時糾正，并進展預備性調節。D嚴格按操作程序操作，如改變電阻器的阻值，是否由小到大或有大到小，最后，正確讀取數據。試驗中故障的排除，不單是一種操作能力，它涉及對實驗原理的掌握程度，分析問題處理問題的方法，對各部件工作情況的了解等。是一種綜合運用能力?？傊?，培養試驗操作能力，是學習物理的必要根底，它有利于對知識的理解，有利于自己創造條件探索問題，有利于學生智力的開展。4、通過實驗培養自信心理、恬靜的氣質、學生堅強的意志。學生從成功的小實驗中受到啟發，從而堅決好學物理知識的信心，這種非智力因素在學生今后開展中有著重要意義；學生在做實驗前正確選擇器材、明確實驗步驟，實驗中遵守操作規程、認真記錄，實驗后做出分析、整理出實驗報告等，培養學生耐心細致的態度和一絲不茍、有條不紊的習慣；實驗失敗是以難以防止的，我們要善于鼓勵和引導學生從失敗中發現真知。培養學生在失敗面前不氣餒，勇于探索、敢于創新的精神。四、通過實驗培養學生從事科學研究應當具備的嚴格的科學態度，科學的思維方法，嚴謹的科學作風，逐步學會物理研究中根本的科學方法。實驗能夠創造最確實、最少受干擾，并保證過程以其純粹形態進展的物理環境。它創造了理論密切聯系實際的學習過程。在這個過程中蘊藏著極其活潑的因素。它不僅能活化學生學到的物理知識，而且能引導學生像科學家那樣去觀察周圍的事物，用實驗手段去驗證事物的屬性，發現事物的變化、聯系和規律，讓學生從中學習科學的研究方法，掌握科學的學習方法。實驗是對學生進展創造意識訓練和科學方法訓練的有效途徑。而實驗本身就是一種根本的科學〔研究〕方法。一般來說，物理實驗的根本方法有四類，學生通過物理實驗，能使這些科學方法得到訓練。1、實驗歸納法。這是一種由個別到一般的研究方法。也就是根據研究目的人為地控制條件，從大量的實驗現象中尋找其普遍特征，進而概括出規律的方法。例如，伽利略18歲時在教堂燭架擺動的啟發下，研究了單擺運動，歸納概括出了單擺運動的等時性。就是采用了這樣的方法。2、實驗驗證法。實驗驗證法往往與想象、推理、判斷等思維形式結合在一起構成所謂“演繹〞的科學方法。它是人的認識能力的創造性表現。這種能力能促使科學家超前于實驗而推動科學的開展。在這里，物理實驗既能鼓勵科學家們大膽設想、勇于創新的精神，開展其預見能力；又能無情地否認那些謬誤，防止科學家走上歧途〔對于學生也是如此〕。因此，驗證性實驗仍然可以說是科學開展的動力之一。探索性實驗與驗證性實驗是兩種類型的研究方法，教學中運用得當，都具有啟迪思維、探索真理的作用。3、真實實驗與理想實驗相結合的方法。真實實驗是人們能夠實際進展的實驗活動。理想實驗是人們在頭腦中塑造的一種理想過程，是邏輯推理的一種方法和形式。理想實驗和真實實驗有著相似的特征和目的，就是將研究的對象加以“純化〞，以便在最少受干擾和影響的條件下，概括出所研究對象的特性和本質。如講授“聲音的發生和傳播〞時，我們將課外小實驗?真空不傳聲?改為演示實驗，先讓學生聽到瓶中有正常氣體時的鈴子的響聲，再讓學生聽將瓶內氣體抽出局部時鈴子的響聲，得到后者聲音比前者小；緊接著教師提問“如果設法把瓶內氣體抽得更稀薄，鈴聲大小怎樣變.〞〔學生：“變小〞〕，假設把瓶子內氣體全部抽出呢.經過啟發，得出“真空不傳聲〞。4、追溯機遇的方法。由于偶然因素，物理實驗有時會出現實驗者并未意料到的、有重要科學價值的新現象，這就是機遇。由于的物理理論不容易解釋這種新現象，所以，機遇常常預示著物理理論的新開展，是新理論的先兆。追溯機遇的方法，關鍵在于憑借豐富的知識積累和敏銳的洞察力及時抓住預定實驗目標之外而常被人們看作微缺乏道的偶然目標，追根溯源以獲得科學上的重大突破。例如，奧斯特在一次偶然的時機中發現了通電導線使附近小磁針發生偏轉的現象；倫琴在一次偶然的時機中發現了*射線，都可以作為這種方法的實例。五、物理實驗及其教學是物理課程和物理教學的一個重要的組成局部。它既是物理教學的重要根底，又是物理教學的重要內容、方法和手段。1、實驗是物理教學的重要根底。在物理教學中運用實驗的目的主要在于給學生學習物理創造一個良好的環境，使學生能主動地獲取物理知識和開展能力，促進學生科學品質和世界觀的形成；同時，通過學生的觀察實驗，使學生掌握實驗的根底知識和根本方法，培養他們的實驗技能和能力。中學物理教學必須以實驗為根底，這是由實驗本身的特點及其在物理教學中的作用所決定的。2、實驗是物理教學的重要內容。物理實驗本身就是物理學的不可分割的重要內容物理學的任何一局部內容〔包括物理量、定律、理論〕的構造及其開展都可以分解為三種因素：實驗〔事實〕、物理思想〔邏輯、方法論等〕和數學〔表述形式或計量公式〕?？梢姡瑢嶒瀮热荼旧砭褪墙處熞獭W生應該學的重要內容。實驗是物理概念、規律教學中必不可少的根底。離開了實驗的物理教學只能是“空中樓閣〞，即使照本宣讀、在黑板上做實驗，也不過是“紙上談兵〞，而且會把本來生動的、豐富的物理知識變成一堆枯燥難懂的材料，不利于激發學生的學習興趣、調動學習的積極性。實驗是培養學生實驗能力〔特別是操作能力〕的保證從教師的演示、示*和學生自己的動手操作中，學生可以從中學到實驗的根本知識、根本技術和根本方法，可以開展能力，培養良好的實驗素質。這是實驗的任務也是教學的任務。由此可見，不做實驗的物理教學是沒有完成教學任務的教學，不做實驗的教師是不負責任的教師，不具備實驗條件的學校是不合格的學校。3、實驗是物理學研究的重要方法。實驗〔研究〕方法是人們根據研究的具體目的，利用一定的儀器設備，人為地制造、控制或模擬自然現象，使*些現象反復再現以便讓人們反復進展觀察研究的一種方法。實驗方法的優點是能將復雜的條件進展簡化和純化，借助儀器設備，突出研究對象的主要因素，排除次要的非本質因素，創造一個恰當的實驗環境，使需要認識的*種性質或關系以比擬純粹的形態表現出來，以便人們能比擬容易比擬準確地發現規律。實驗是教師教物理、學生學物理的重要方法通過觀察與實驗，使學生知道科學家探索發現物理規律的過程，培養和提高學生的觀察能力和邏輯思維能力，培養學生的實驗動手能力和創造能力，幫助學生掌握科學的學習方法。要做到這一切，離開了實驗，不讓學生親自動手實踐是不可能的。要讓學生像物理學家那樣去探索物理世界的秘密，就應該讓學生像物理學家那樣，主要靠觀察、實驗和思考去探索、去學習，把實驗當作物理教學的一種重要方法。4、實驗是物理教學的重要手段。好的教學方法需要通過適當的教學手段才能發揮它應有的作用。實驗，直