發(fā)布時(shí)間：2022-06-24 22:51:00
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
[關(guān)鍵詞]設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系成績評(píng)價(jià)
物理實(shí)驗(yàn)課程是理工科院校的一門重要基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的專門人才上具有舉足輕重的作用。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是近年來我國高等院校教改的方向之一，研究設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系是物理實(shí)驗(yàn)課程改革重要的基本問題。
一、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)及目的
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，是在明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡幕A(chǔ)上，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和要求，自己選擇適當(dāng)?shù)钠鞑?，制定?shí)驗(yàn)方案，求出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)過程是圍繞著一個(gè)需要解決的問題展開，強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過自主參與一些類似于科學(xué)家從事科研的學(xué)習(xí)活動(dòng)，獲得親身體驗(yàn)產(chǎn)生積極情感，逐步形成一種在日常學(xué)習(xí)與生活中喜愛質(zhì)疑，樂于探究，努力求知的心理傾向。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)研究過程中激活自己各科學(xué)習(xí)中的知識(shí)儲(chǔ)存，通過解決實(shí)際問題的探索性活動(dòng)，提高自己綜合應(yīng)用能力。
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的目的是：加強(qiáng)學(xué)生已學(xué)的理論知識(shí)和基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)知識(shí)相結(jié)合，并將這些知識(shí)靈活應(yīng)用，使學(xué)生體會(huì)并掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思維方法和分析方法，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本過程和方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰皠?chuàng)新能力。
二、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建的思路
構(gòu)建設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系應(yīng)該把學(xué)生的能力和素質(zhì)培養(yǎng)作為構(gòu)建的指導(dǎo)思想，以便學(xué)生在實(shí)驗(yàn)研究的過程中，通過自己的努力獲取相應(yīng)的物理知識(shí)和練就一定的操作技能，又能逐步學(xué)會(huì)一套獲取新知識(shí)和解決新問題的科學(xué)方法。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建的基本思路是：(1)將能力和素質(zhì)培養(yǎng)貫徹始終，為物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)服務(wù)；(2)循序漸進(jìn)；(3)要選擇或設(shè)計(jì)內(nèi)容新穎、難易適度的實(shí)驗(yàn)；(4)要立足大學(xué)物理，輻射其它學(xué)科；(5)要把科學(xué)研究能力的培養(yǎng)和物理知識(shí)的建構(gòu)統(tǒng)一起來；(6)要把科學(xué)研究與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來；充分發(fā)揮設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教育功能。
三、設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系
以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和提高綜合素質(zhì)為主線，遵循由易到難、由淺入深、由低到高、循序漸進(jìn)的教學(xué)規(guī)律，按照物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過程和目的要求以及學(xué)生自身個(gè)性發(fā)展將研究性物理實(shí)驗(yàn)劃分為以下三個(gè)層次。
1.基本設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。給定實(shí)驗(yàn)題目與要求，在限定儀器的條件下，擬定實(shí)驗(yàn)方案完成實(shí)驗(yàn)?；驹O(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)特別注意科學(xué)性和趣味性的結(jié)合，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基本能力、科學(xué)的思維方式、探究意識(shí)和動(dòng)手能力。采用指定“單任務(wù)教學(xué)”模式，教師起到“指導(dǎo)、幫助”的作用。
(1)基本目的。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)、研究與探索物理規(guī)律的熱情，加深對(duì)物理規(guī)律的切身感受，提高動(dòng)手動(dòng)腦能力，激勵(lì)創(chuàng)新精神。
(2)基本要求。在教師的指導(dǎo)下或自己的獨(dú)立研究完成實(shí)驗(yàn)課題，按學(xué)術(shù)論文的形式撰寫設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告，使學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)研究方法。
2.提高型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。給定題目與要求，在給定儀器條件的范圍內(nèi)選擇儀器、擬定二種以上的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行比較，以較佳的實(shí)驗(yàn)方案完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)原理應(yīng)是學(xué)生在普通物理學(xué)習(xí)中已掌握或稍加補(bǔ)充即可掌握的。他們要從查找文獻(xiàn)資料開始，制定方案，做規(guī)劃，直至完成實(shí)驗(yàn)。
(1)基本目的。培養(yǎng)學(xué)生科研綜合對(duì)比研究能力，查閱文獻(xiàn)資料的能力，在實(shí)踐中提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。
(2)基本要求。要求這類實(shí)驗(yàn)完成后，進(jìn)行書面總結(jié)和口頭報(bào)告交流，讓他們對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)作介紹，交流在實(shí)驗(yàn)研究的過程以及分析問題和解決問題中的寶貴經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。
3.獨(dú)立型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。給定實(shí)驗(yàn)題目，擬定實(shí)驗(yàn)方案、自選儀器完成實(shí)驗(yàn)。側(cè)重于綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，課題涉及的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法應(yīng)具有綜合性，學(xué)生選定課題后，教師一般只對(duì)課題的意義、背景等情況作些介紹，完全由學(xué)生自己調(diào)研和查閱資料，自己設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)試實(shí)驗(yàn)裝置，提出實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)。
(1)基本目的。在培養(yǎng)了學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能和基本的設(shè)計(jì)能力后，對(duì)部分學(xué)生提出更高的要求，這一階段要求學(xué)生的自主創(chuàng)新，培養(yǎng)他們的科學(xué)研究素質(zhì)。
(2)基本要求。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，每個(gè)課題都要寫出研究論文，并進(jìn)行學(xué)術(shù)答辯和交流，部分論文應(yīng)具有創(chuàng)新的成果，其中優(yōu)秀的論文應(yīng)能在正式學(xué)術(shù)刊物或?qū)W術(shù)會(huì)議論文集上發(fā)表。
4.設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系及內(nèi)容方案。根據(jù)上面的討論，由從簡單到復(fù)雜、從基本到提高的順序把設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)分為三個(gè)主要的類型，對(duì)于不同的層次有不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和具體的實(shí)驗(yàn)要求，其中包括學(xué)生選做的實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)、所需的課時(shí)數(shù)等，提出設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系及內(nèi)容方案如表一。
表一設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系及內(nèi)容
不同的學(xué)校根據(jù)自己的具體情況可以對(duì)不同的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)類型提出不同的要求，即對(duì)基本設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、提高型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)的個(gè)數(shù)和每個(gè)實(shí)驗(yàn)所需的學(xué)時(shí)給出符合自身實(shí)際情況的規(guī)定。根據(jù)我們學(xué)院的情況，選取基本設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、提高型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的課題數(shù)目分別為2、2、1個(gè)，總學(xué)時(shí)為40學(xué)時(shí)。
四、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績評(píng)價(jià)
客觀、科學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績，有利于促進(jìn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展。評(píng)價(jià)應(yīng)體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中以學(xué)生為主，教師為輔，顯示學(xué)生個(gè)性，相互協(xié)作，有利于學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性和創(chuàng)造性的宗旨。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績評(píng)價(jià)采用雙評(píng)模式，把教師的評(píng)價(jià)和學(xué)生自評(píng)結(jié)合起來，改變以往那種只有教師參與的局面。
1.學(xué)生自評(píng)。每一個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)生都進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，或是以小組為單位進(jìn)行評(píng)價(jià)。在評(píng)價(jià)考核范圍里面除了考核實(shí)驗(yàn)相關(guān)操作技能和實(shí)驗(yàn)的掌握外還將實(shí)驗(yàn)態(tài)度、文獻(xiàn)查閱能力、團(tuán)隊(duì)合作精神等都納入考察范圍，充分體現(xiàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的價(jià)值。
2.教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)。教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)與學(xué)生自評(píng)同步進(jìn)行，教師通過對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的審核，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的監(jiān)督，以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，給出一個(gè)評(píng)價(jià)。
對(duì)于這兩部分的權(quán)重，不同的學(xué)校，不同的專業(yè)可以進(jìn)行不同的調(diào)整，一般可以采用教師評(píng)價(jià)占60％，學(xué)生自評(píng)占40％的比例來進(jìn)行，對(duì)于不同的給分點(diǎn)可以根據(jù)各自情況進(jìn)行界定。
參考文獻(xiàn)：
[1]朱慧群，丁瑞欽.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法探討[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)論叢，2006年第26卷第5期.
良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣對(duì)于中職學(xué)生的學(xué)習(xí)技能、學(xué)習(xí)水平的提高有著重要的能動(dòng)作用。尤其是對(duì)于物理這樣一門難度系數(shù)大的學(xué)科，我們知道，中職學(xué)生在初中階段的學(xué)習(xí)水平、學(xué)習(xí)能力都較低，在中職階段接觸到物理知識(shí)時(shí)勢必會(huì)感覺困難，所以，我們教師在教學(xué)過程中培養(yǎng)和督促學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，對(duì)于學(xué)好物理知識(shí)具有重要的促進(jìn)作用，例如讓學(xué)生養(yǎng)成課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)、不懂就問、自主研究、自主探索的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，從而改變傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
2.善于探索和創(chuàng)新中職物理教學(xué)方法
中職學(xué)校開展教育教學(xué)的目標(biāo)就是為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展培養(yǎng)高端的技能型人才。而物理學(xué)科正是一門實(shí)驗(yàn)性、動(dòng)手操作能力較強(qiáng)的學(xué)科，所以中職學(xué)生學(xué)好物理知識(shí)對(duì)于掌握好專業(yè)技術(shù)知識(shí)是十分必要的。在傳統(tǒng)中職物理課堂教學(xué)中，滿堂灌、死記硬背公式的教學(xué)方法已經(jīng)不能適應(yīng)新時(shí)代下中職學(xué)生發(fā)展的要求，如果得不到改善和創(chuàng)新，會(huì)嚴(yán)重影響到學(xué)生專業(yè)技能、專業(yè)知識(shí)、綜合能力的提高。所以，單純的理論指導(dǎo)不足以引導(dǎo)學(xué)生獲得扎實(shí)的物理知識(shí)。針對(duì)這種問題，物理教師要把物理課堂搬到實(shí)驗(yàn)室去，讓學(xué)生邊學(xué)習(xí)邊動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，在講授一部分基礎(chǔ)知識(shí)之后，提出問題，讓學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，獲得問題的答案，如此就會(huì)取得事半功倍的教學(xué)效果。同時(shí)，學(xué)校要加強(qiáng)硬件設(shè)施建設(shè)，為學(xué)生提供良好的實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)環(huán)境，逐步培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞和創(chuàng)新探究的學(xué)習(xí)精神，提高中職物理課堂的教學(xué)效果。此外，社會(huì)的發(fā)展對(duì)中職學(xué)生的要求越來越高，對(duì)教師的要求也不斷提升，教師的作用不再是單純的教書育人，而更應(yīng)該注意提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。在物理教學(xué)中，教師可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一種物理情境，提出問題后，教師和學(xué)生通過搜集資料和實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)一起探討，這樣不僅使學(xué)生學(xué)到了知識(shí)，也使師生情感得到了交流，學(xué)習(xí)氣氛更加融洽。另外，對(duì)于積極思考、大膽發(fā)表自己看法的學(xué)生，教師要及時(shí)提出表揚(yáng)，微笑授課，建立和諧的師生關(guān)系，這樣對(duì)提高中職物理的教學(xué)效果也會(huì)起到一定的作用。
3.注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)
物理學(xué)科教學(xué)中重要的一環(huán)就是實(shí)驗(yàn)教學(xué)，同時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是物理學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)，即沒有物理實(shí)驗(yàn)就沒有物理理論知識(shí)的發(fā)展，因此在中職物理教學(xué)中我們教師要將實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視起來，通過物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以激發(fā)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的積極性、主動(dòng)性，可以培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維、動(dòng)手實(shí)踐能力以及創(chuàng)新能。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用是任何繪聲繪色的講解和系列習(xí)題訓(xùn)練所不能替代的，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)施物理素質(zhì)教育的重要手段，教師應(yīng)充分利用學(xué)校現(xiàn)有的設(shè)備，挖掘?qū)嶒?yàn)的潛能，在認(rèn)真鉆研教材的基礎(chǔ)上，扎扎實(shí)實(shí)地做好教材要求的每個(gè)演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)。“授之以魚不如授之以漁”，在演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)中教師應(yīng)有意識(shí)地將常用的物理思想傳輸給學(xué)生，讓學(xué)生在各種小實(shí)驗(yàn)中領(lǐng)悟物理學(xué)家的物理思想、科學(xué)態(tài)度和研究方法，引導(dǎo)學(xué)生掌握正確的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力及分析問題、解決問題的能力，為以后的終身學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
4.強(qiáng)化合作學(xué)習(xí)
物理知識(shí)與生產(chǎn)生活息息相關(guān)，通過對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)，可以將生活中所遇到的問題解釋的更加清晰透徹。所以，我們在開展物理教學(xué)時(shí)，要將物理知識(shí)延伸到實(shí)際的生活中去，來提高中職學(xué)生理解知識(shí)的能力，從而提高物理課堂教學(xué)效果以及學(xué)生的解題能力。我們教師可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)良好的合作學(xué)習(xí)環(huán)境，讓每一位同學(xué)都積極參與到課堂教學(xué)中，同時(shí)教師通過有效的引導(dǎo)，真正發(fā)揮出學(xué)生的主體作用，在根據(jù)每一個(gè)同學(xué)學(xué)習(xí)的實(shí)際情況，展開有效的小組合作學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在小組內(nèi)充分自由的發(fā)揮，積極探索，在合作、交流過程中提高學(xué)習(xí)效率。
5.制訂具體的教學(xué)計(jì)劃
中職學(xué)生的物理教學(xué)安排要體現(xiàn)實(shí)用性，物理知識(shí)的學(xué)習(xí)應(yīng)該服務(wù)于學(xué)生所學(xué)的具體專業(yè)，以便中職學(xué)生在走出校園之后可以盡快應(yīng)用于實(shí)踐。因此，教師要根據(jù)教授學(xué)生專業(yè)的不同靈活設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)相應(yīng)專業(yè)方面的知識(shí)講解，突出專業(yè)的學(xué)習(xí)重點(diǎn)，必要的時(shí)候還要查閱資料或者請教專業(yè)的教師。比如：在電氣信息類的專業(yè)物理課學(xué)習(xí)中，要注意電路方面的物理知識(shí)學(xué)習(xí)，課堂內(nèi)容安排詳略得當(dāng)，確定哪一部分的知識(shí)應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)講解，哪里可以一帶而過，避免知識(shí)學(xué)習(xí)的重復(fù)，也避免出現(xiàn)學(xué)習(xí)上的漏洞。
6.結(jié)語
筆者之一曾在美國考察訪問過八所中學(xué)，給筆者留下深刻印象的是：美國中學(xué)物理教師普遍很重視實(shí)驗(yàn)。他們一般都有自己的專用教室，各班學(xué)生輪流來上課。教室里四周靠墻的桌子上，常常擺了一圈演示實(shí)驗(yàn)儀器。教室旁邊還有一間準(zhǔn)備室，準(zhǔn)備室里也放滿了教師的各種教具與實(shí)驗(yàn)器材。這些演示教具和實(shí)驗(yàn)器材大多是教師自己設(shè)計(jì)制作的。許多自制的實(shí)驗(yàn)器材構(gòu)思巧妙，結(jié)構(gòu)簡單，效果良好。例如，ROYAL中學(xué)的貝克爾先生設(shè)計(jì)的將沉重的長方木從中點(diǎn)水平支起來，用塑料的高爾夫桿套經(jīng)毛皮摩擦后吸引長方木一端使之水平旋轉(zhuǎn)的靜電實(shí)驗(yàn)；磁鐵在豎直的銅管中緩緩下落的渦流阻尼實(shí)驗(yàn)，塑料瓶中裝有界限明顯的兩色液體的模仿龍卷風(fēng)的實(shí)驗(yàn)；數(shù)字顯示不同物體的溫度的實(shí)驗(yàn)等；VANNUYS中學(xué)的羅伯特先生用蘋果和南瓜在教學(xué)樓頂上做的自由落體實(shí)驗(yàn)；自制木頭飛機(jī)在鐵絲上滑行投彈的平拋實(shí)驗(yàn)及“射擊猴子”實(shí)驗(yàn)；SANFERNANDO中學(xué)的克朗代爾博士的水流反沖實(shí)驗(yàn)，用玩具槍在不同角度做的斜拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)等。這些實(shí)驗(yàn)器材大部分是他們自己掏腰包購買材料，不惜時(shí)間精力制作起來的，表現(xiàn)了美國中學(xué)物理教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視和敬業(yè)精神。他們通常一天5節(jié)課，另一節(jié)用于備課和批改作業(yè)等，天天如此，還有的周課時(shí)達(dá)到30多節(jié)的。即便如此，他們也是想方設(shè)法設(shè)計(jì)各種教具及實(shí)驗(yàn)器材以改進(jìn)教學(xué)。
值得一提的是“射擊猴子”問題，這在中國的中學(xué)物理課本上也有：樹上吊著一只猴子，有一管獵槍的槍口直接對(duì)準(zhǔn)猴子，獵槍開火的一瞬間，猴子從樹上掉下，問槍彈能否擊中猴子。我國的有關(guān)報(bào)刊曾專門對(duì)此問題進(jìn)行過討論，稿件幾乎全是從理論和計(jì)算方面來證明或是討論的。而在美國，筆者先后四次看到不同的美國教師用實(shí)驗(yàn)回答這個(gè)問題。最精密的實(shí)驗(yàn)是加州洛杉磯大學(xué)（UCLA）的霍夫曼博士設(shè)計(jì)的用激光瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)距離射擊，在猴子快要落地時(shí)命中的演示實(shí)驗(yàn)。最簡單的實(shí)驗(yàn)是上面提到的羅伯特先生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)：他用一根3米長的塑料管做為獵槍，用木頭削制子彈，猴子用電磁鐵吊在空中，電磁鐵開關(guān)用一導(dǎo)線連至塑料管口。他從管子另一頭瞄準(zhǔn)猴子，用嘴使勁一吹，子彈飛出管口，斷開電源，猴子落下，飛出的子彈恰好擊中下落的猴子。如此簡單的實(shí)驗(yàn)，就能得到良好效果。這一“射猴”例子生動(dòng)地說明了美國中學(xué)物理教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視程度。
美國教師認(rèn)識(shí)到，實(shí)驗(yàn)教學(xué)比起直接講述來，確實(shí)要花費(fèi)更多的時(shí)間和精力，而且在得到結(jié)論方面常常反不如直接講述來的簡潔而明確。但物理科學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，學(xué)生從物理實(shí)驗(yàn)中所獲得的感性認(rèn)識(shí)，探索能力和動(dòng)手技巧等，不是直接講述所能給予的，而且物理實(shí)驗(yàn)在增加物理教學(xué)的趣味性方面，也有它不可替代的作用。所以，雖然在美國中學(xué)物理教材中一般并沒有列舉需要作什么樣的物理實(shí)驗(yàn)，教學(xué)大綱上也沒有規(guī)定這部分內(nèi)容［1］，但美國中學(xué)物理教師普遍很重視實(shí)驗(yàn)，這已成為一種風(fēng)氣和共識(shí)。
二、關(guān)于物理實(shí)驗(yàn)的規(guī)范性及多樣性
在我國比較正規(guī)的中學(xué)中，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的規(guī)范性及實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)越，顯然是大部分美國中學(xué)所不及的。筆者曾看過他們的一份實(shí)驗(yàn)講義，上面列舉了七，八個(gè)實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容涉及力學(xué)，電磁學(xué)，聲學(xué)，熱學(xué)等多項(xiàng)內(nèi)容，在實(shí)驗(yàn)的規(guī)范性及與教學(xué)內(nèi)容的緊密配合方面，顯然不如我們的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。曾到中國中學(xué)訪問過的美國教師對(duì)中國中學(xué)中實(shí)驗(yàn)設(shè)備的齊全、實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)的充足感到十分羨慕。他們說：“中國的中學(xué)是很富裕的?！彼悦绹鴮W(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的條件反而不及我國學(xué)生優(yōu)越。我們應(yīng)該重視我們在這一方面的長處，加強(qiáng)管理，提高儀器設(shè)備的利用率，充分挖掘?qū)嶒?yàn)儀器在培養(yǎng)學(xué)生能力方面的潛力。
但從另一方面說，儀器的缺乏也激發(fā)了美國中學(xué)師生在實(shí)驗(yàn)方面的創(chuàng)造性。如上所述，美國中學(xué)物理教師自制了大批的教具和實(shí)驗(yàn)器材，此外他們還領(lǐng)導(dǎo)學(xué)生搞各種各樣的課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。例如，有一所學(xué)校的老師領(lǐng)著一個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組利用儀器接收從人造衛(wèi)星上發(fā)來的信號(hào)，并以此驗(yàn)證相對(duì)論的理論。筆者曾參加洛杉磯1992年中學(xué)生發(fā)明競賽的評(píng)判工作。他們中學(xué)生制作的各種各樣的參賽展品擺滿了一個(gè)體育館的偌大一周圈門廊，充分顯示了他們中學(xué)生課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的豐富多彩。筆者在美國參加過多次學(xué)術(shù)會(huì)議，其中教師以及學(xué)生演示他們設(shè)計(jì)制作的各種實(shí)驗(yàn)常常是會(huì)議的一項(xiàng)重要內(nèi)容。
前兩年，計(jì)算機(jī)在美國中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中已開始使用，但還不是那么普遍。在筆者訪問過的八所美國中學(xué)中，有一所中學(xué)的物理教室中擺滿了一周遭黑白屏幕的計(jì)算機(jī)，學(xué)生們正在上有關(guān)的課程。他們的課本就叫做“計(jì)算機(jī)模擬物理實(shí)驗(yàn)”［2］，目錄如下：
實(shí)驗(yàn)一統(tǒng)計(jì)規(guī)律
1．隨機(jī)事件的分布2．分布的平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差
實(shí)驗(yàn)二拋體運(yùn)動(dòng)
1．平拋2．斜拋3．獵人和猴子。
實(shí)驗(yàn)三非勻加速運(yùn)動(dòng)
1．空氣阻尼2．諧振動(dòng)3．非諧振動(dòng)
實(shí)驗(yàn)四行星運(yùn)動(dòng)
1．環(huán)繞一個(gè)恒星運(yùn)動(dòng)2．環(huán)繞兩個(gè)恒星運(yùn)動(dòng)
實(shí)驗(yàn)五波動(dòng)
1．正弦波2．波的迭加3．駐波。
實(shí)驗(yàn)六電場
1．兩個(gè)點(diǎn)電荷2．三個(gè)點(diǎn)電荷3．未知電荷。
與教材相適應(yīng)有配套的軟盤。學(xué)生當(dāng)時(shí)正在津津有味地做著“獵人射擊猴子”的模擬實(shí)驗(yàn)。由目錄可知，這一教材是綜合性的，并不直接配合某一部分物理教學(xué)內(nèi)容，但部分彌補(bǔ)了他們學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的不足，同時(shí)也能使學(xué)生獲得操作計(jì)算機(jī)的基本技能。此外，有些計(jì)算機(jī)模擬的物理實(shí)驗(yàn)也是用實(shí)物實(shí)驗(yàn)很難實(shí)現(xiàn)的，例如“行星運(yùn)動(dòng)”。所以，預(yù)計(jì)計(jì)算機(jī)模擬物理實(shí)驗(yàn)以后會(huì)有大的發(fā)展。
三、對(duì)我國中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中某些問題的反思
對(duì)于物理的學(xué)習(xí),需要學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)和關(guān)系的轉(zhuǎn)化,比較抽象的理念要通過知識(shí)的轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)變成直觀的知識(shí).高中物理解題的方法和思想頗多,針對(duì)物理問題的轉(zhuǎn)換方法沒有什么標(biāo)準(zhǔn)模式可以遵循,為此,在解題的過程中要認(rèn)真分析問題,因題而異,尋找恰當(dāng)?shù)慕鉀Q方法.在物理問題的處理上,教師可以通過物理實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生親身體會(huì)和參與到解題的過程之中,讓學(xué)生領(lǐng)悟到問題的本質(zhì).例如,圖中A、B、C是三種質(zhì)量相同的小木塊,層級(jí)疊放在水平面上.
其中水平方向的恒力F作用在B上,而A、B、C三個(gè)小木塊都以同樣的速度v在水平面上做勻速運(yùn)動(dòng).在此過程中下列描述正確的是().A.C作用于B的靜摩擦力是2F/3B.C作用于B的靜摩擦力是FC.地面對(duì)C的滑動(dòng)摩擦力是F/3D.地面對(duì)C的滑動(dòng)摩擦力是2F對(duì)此問題的解決需要學(xué)生認(rèn)真的審題,找準(zhǔn)研究對(duì)象.
從題干中分析得出,A、B、C在水平面上做的是勻速運(yùn)動(dòng),它們的受力情況可以清晰地分析出來,合力和加速度都是零.在考慮C作用于B的靜摩擦力時(shí),將A與B視為一個(gè)整體,分析受力的情況,再根據(jù)力學(xué)中的平衡條件來判定,C作用于B的靜摩擦力是:FCB=F,所以B選項(xiàng)的描述是正確的.同樣,按照既定的思維來分析地面對(duì)C的滑動(dòng)摩擦力,可以把A、B、C視為一個(gè)物理整體作為整個(gè)研究對(duì)象,然后再根據(jù)平衡條件,分析得出FC=F.
二、激發(fā)學(xué)生的好奇心,學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)的轉(zhuǎn)化
物理實(shí)驗(yàn)開展起來是比較困難的,對(duì)于很多疑難的問題直接開展物理實(shí)驗(yàn)是不可能的,也找不到解決問題的頭緒,要想輕松地開展物理實(shí)驗(yàn),需要教師巧設(shè)問題情境,激發(fā)學(xué)生的好奇心,并且認(rèn)真地研究教材和教學(xué)內(nèi)容,鉆研教學(xué)方法,總結(jié)教學(xué)規(guī)律,把抽象的問題轉(zhuǎn)化為具有的數(shù)量關(guān)系和教學(xué)情境,創(chuàng)設(shè)針對(duì)性的物理實(shí)驗(yàn)方案.對(duì)于枯燥的物理課堂,面對(duì)死板的教學(xué)內(nèi)容,學(xué)生看到之后第一感覺應(yīng)該是沒有興趣,索然無味,對(duì)于學(xué)習(xí)內(nèi)容也不易掌握和理解.
如果教師能恰如其分地運(yùn)用生活中的實(shí)例來創(chuàng)設(shè)一定的實(shí)驗(yàn)問題情境,讓學(xué)生在熟知的環(huán)境中學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn),那效果一定會(huì)非常的明顯,學(xué)生也比較容易掌握這樣的問題結(jié)論.新課標(biāo)明確指出,物理教學(xué)中應(yīng)該突出學(xué)生的主體地位,以激趣為導(dǎo)向,活化教學(xué)過程,有效地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué),讓學(xué)生在好奇心的驅(qū)使下去完成學(xué)習(xí)任務(wù),去參與物理實(shí)驗(yàn),進(jìn)而達(dá)到既定的教學(xué)目標(biāo).對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué),往往都是學(xué)生熟知的知識(shí),他們會(huì)樂在其中,也會(huì)和同學(xué)、老師一塊去研究解決問題的策略,有利于良好學(xué)習(xí)習(xí)慣的培養(yǎng).在物理實(shí)驗(yàn)的過程中,還能培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)和參與意識(shí),讓學(xué)生去質(zhì)疑問題、分析問題、轉(zhuǎn)化問題和發(fā)展問題,讓他們?nèi)ヌ骄亢头治鼋鉀Q問題的規(guī)律和方法.
固體、液體、氣體都可以產(chǎn)生壓強(qiáng)，壓強(qiáng)對(duì)于初中學(xué)生學(xué)習(xí)難度比較大，原因是，壓強(qiáng)的知識(shí)比較抽象，特別是液體壓力的知識(shí)需要較強(qiáng)的抽象思維能力；本單元知識(shí)又需要綜合運(yùn)用力的概念、密度、二力平衡等知識(shí)；解釋有關(guān)現(xiàn)象、解答問題需要一定的分析表達(dá)能力。而且固體、液體、氣體的壓強(qiáng)量度和測量方法等都各不相同，是中學(xué)物理教學(xué)中的重要概念，屬于物質(zhì)間的相互作用，具有很強(qiáng)的規(guī)律性，它與生活、生產(chǎn)有密切的關(guān)系，為了讓學(xué)生能深刻理解壓強(qiáng)的有關(guān)知識(shí)，我在教學(xué)中做到了以下幾點(diǎn)。
一、進(jìn)行比較與歸納，加強(qiáng)物理概念的教學(xué)
1．壓力與重力的區(qū)別與聯(lián)系。在講解壓力概念時(shí)，為了讓學(xué)生把壓力與重力區(qū)分開來，我采用了對(duì)比教學(xué)法。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到壓力與重力是兩種不同性質(zhì)的力，壓力不一定由物體的重力產(chǎn)生的，但將一個(gè)物體放在水平支撐面靜止時(shí)，物體對(duì)支撐面的壓力大小與物體重力的大小相等，講解時(shí)通過畫力的示意圖舉例說明。如：手用力往墻上按圖釘，墻壁受圖釘尖的壓力，壓力方向與墻面垂直。施力者是圖釘，受力者是墻壁，與圖釘受重力大小無關(guān)。還可用列表說明，如：以放置在斜面上的質(zhì)量為m的木塊對(duì)斜面產(chǎn)生的壓力為例，說明這兩個(gè)力的區(qū)別。
施力物體
受力物體
力的作用點(diǎn)
力的方向
力的大小
力的性質(zhì)
重力
地球
木塊
重心
豎直向下
mg
引力
壓力
木塊
斜面
斜面
垂直于斜面向下
小于mg
彈力
因此，放在水平桌面上的物體，對(duì)桌面產(chǎn)生的壓力的大小，等于物體本身重量大小的事實(shí)，僅說明壓力在數(shù)值上等于物體的重力，方向相同，不能把它們混為一談。
弄清楚了壓力與重力的區(qū)別后，在探究壓力作用效果與哪些因素有關(guān)時(shí)，學(xué)生就不會(huì)猜想壓力作用效果與重力有關(guān)，而會(huì)猜想與壓力有關(guān)了。這樣將物理量通過比較分析，講深講透，學(xué)生自然就可以突破難點(diǎn)了。
2．壓強(qiáng)公式P=ρgh與P=F/S的關(guān)系
學(xué)完了固體、液體、氣體的壓強(qiáng)之后，學(xué)生對(duì)于公式P=ρgh與P=F/S的應(yīng)用經(jīng)常會(huì)混淆，不理解各自的適用范圍。所以跟學(xué)生分析它們之間的區(qū)別與聯(lián)系，有助于學(xué)生對(duì)于公式與原理的理解，以便能正確的解決實(shí)際問題。
（1）公式P=ρgh中的壓強(qiáng)是液體由于自身重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)，它不包括液體受到的外加壓強(qiáng)。因而此公式是液體壓強(qiáng)公式。由公式可知，液體的內(nèi)部壓強(qiáng)只與液體的密度、液體的深度有關(guān)，而跟液體的體積、液體的質(zhì)量無關(guān)。由于液體有流動(dòng)性，能夠傳遞壓強(qiáng)，因而液體壓強(qiáng)規(guī)律與固體壓強(qiáng)不同，分析問題時(shí)必須考慮其各自的特殊入情入理。我們可采用列表對(duì)比、類比分析問題的研究方法，分析下面一下問題。引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)對(duì)前后知識(shí)的聯(lián)系、分析問題的方法。
如將盛一定量液體的容器放置在水平桌面上，容器對(duì)桌面產(chǎn)生的壓力、壓強(qiáng)，與液體對(duì)容器底產(chǎn)生的壓力、壓強(qiáng)是否一定相等（容器重不計(jì)）。請看下表：
作用對(duì)象
產(chǎn)生原因
壓力的大小
壓強(qiáng)的大小
對(duì)水平桌面
容器和液體都受重力作用
等于容器和水所受的總重，與受力面積無關(guān)。
計(jì)算方法：F=G
與容器和水所受重力有關(guān)，與受力面積有關(guān)。
計(jì)算方法：p=F/S
對(duì)容器底
液體受重力，液體能傳遞壓強(qiáng)
不一定等于液體重，與液體的壓強(qiáng)、底面積有關(guān)。
柱體：F=G
上小下大：F＞G
上大下?。篎＜G
計(jì)算方法：
F=pS=ρghS
與液體密度、深度有關(guān)，與容器形狀、底面積無關(guān)。
計(jì)算方法：p=ρgh
由上表可知，求固體壓力和壓強(qiáng)時(shí)一般先求壓力再求壓強(qiáng)，而求液體壓力和壓強(qiáng)時(shí)，一般先求壓強(qiáng)再求壓力。懂得了這個(gè)求解順序，再加上對(duì)公式意義的理解，以后碰到此類問題時(shí)，出錯(cuò)幾率大大降低了。
（2）公式P=ρgh的適用范圍
這個(gè)公式只適用于計(jì)算靜止液體的壓強(qiáng)，不適用于計(jì)算固體壓強(qiáng)。盡管有時(shí)固體產(chǎn)生的壓強(qiáng)恰好等于ρgh。例如，將一密度均勻的高為h的長方體或圓柱體鐵塊放在水平桌面上，桌面受到的壓強(qiáng)為P=F/S=ρgV/S=ρghS/S=ρgh，但這只是一種特殊情況，不能由此認(rèn)為固體由于自身所受策略而產(chǎn)生的對(duì)支撐物的壓強(qiáng)都可以用p=ρgh來計(jì)算。
（3）公式P=ρgh與P=F/S的關(guān)系
公式P=F/S是壓強(qiáng)的定義式，也是壓強(qiáng)的決定式。無論是固體、液體或氣體，它都是適用，是普遍用的公式。而P=ρgh是結(jié)合液體具體情況，利用P=F/S推導(dǎo)出來的，它只適用于計(jì)算液體的壓強(qiáng)。能否用公式P=ρgh計(jì)算大氣壓強(qiáng)呢？由于液體很難被壓縮，液體的體積不易改變，因而容器內(nèi)的液體自上而下，其密度都是相同的。由于氣體是可以被壓縮的，氣體的體積容易改變，一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)外加壓強(qiáng)增大時(shí)，它的體積將縮小，氣體密度要增大，所以，在大氣層內(nèi)不同高度的地方，空氣的密度不一樣，靠近地面的空氣密度比較大，越高的地方空氣的密度越小。由于大氣層中空氣的密度不均勻，因此不能用p=ρgh計(jì)算大氣層中某一高度的大氣壓強(qiáng)。
通過以上的分析與比較，學(xué)生對(duì)于固體、液體、氣體的壓強(qiáng)就有了深刻的理解，分析問題時(shí)就能依原理和公式來解決實(shí)際問題，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的技能和方法。
二、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)與探究，重視科學(xué)方法的教學(xué)
我在教學(xué)中盡量多安排探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，雖然學(xué)校的器材缺乏，分組實(shí)驗(yàn)很難開展，但我一定會(huì)盡量的多利用身邊的器材給學(xué)生做許多的演示實(shí)驗(yàn)，同時(shí)將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，盡量讓學(xué)生自己動(dòng)手用身邊的器材進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)探究。做演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)的過程仍然遵循實(shí)驗(yàn)探究的環(huán)節(jié)，多數(shù)程序要求學(xué)生來共同完成。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我的教學(xué)程序是：提出問題──進(jìn)行猜想──設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)──進(jìn)行實(shí)驗(yàn)──歸納分析──得出結(jié)論──交流與評(píng)估──應(yīng)用與延伸。
比如，在探究“壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，首先通過觀察生活中各種跟壓強(qiáng)有關(guān)的現(xiàn)象，了解什么是壓力，知道壓力可以產(chǎn)生一定的作用效果，然后再讓學(xué)生進(jìn)行猜想?！安孪搿笔且环N科學(xué)研究方法，在科學(xué)探究的學(xué)習(xí)過程中，猜想有著舉足輕重的地位，它是物理智慧中最活躍的成分，所以平時(shí)我很重視這一環(huán)節(jié)的教學(xué)。先讓學(xué)生的思維進(jìn)行擴(kuò)大和發(fā)散，充分發(fā)展他們的創(chuàng)新思維，但是為了防止學(xué)生胡亂猜想，還要讓學(xué)生說出猜想的理由，這樣能去偽存真，去粗取精，從而能讓探究活動(dòng)順利進(jìn)行。學(xué)生的猜想因素有許多，比如：壓力、重力、質(zhì)量、受力面積、體積等因素。然后我再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析與篩選，合并與歸納，最后得出壓力的作用效果可能與壓力大小和受力面積大小有關(guān)。
猜想之后，再讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)前向?qū)W生強(qiáng)調(diào)“控制變量法”的科學(xué)方法，“控制變量法”是初中物理中常用的探究問題的科學(xué)方法。也是我們教學(xué)中的重點(diǎn)。當(dāng)一個(gè)物理量與幾個(gè)因素有關(guān)時(shí)，我們一般是分別研究這個(gè)物理量與各個(gè)因素之間的關(guān)系，再進(jìn)行綜合分析得出結(jié)論。這樣就必須在研究物理量同其中一個(gè)因素之間的關(guān)系時(shí)，將另外幾個(gè)因素人為地控制起來，使它們保持不變，以便觀察和研究該物理量與這個(gè)因素之間的關(guān)系，這就是“控制變量法”。有了這種科學(xué)的思想，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是沒有太大的難度的。即先保持受力不變，改變壓力的大小，研究壓力的作用效果與壓力大小之間的關(guān)系，然后再保持壓力不變，改變受力面積大小，研究壓力作用效果與受力面積之間的關(guān)系。
壓力作用效果如何觀察呢？力是一個(gè)看不見摸不著的物理量，如何把壓力的作用效果顯示出來呢？這里又涉及到一個(gè)“轉(zhuǎn)換法”的科學(xué)方法的教學(xué)。所謂“轉(zhuǎn)換法”，主要是指在保證效果相同的前提下，將不可見、不易見的現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成可見、易見的現(xiàn)象；將陌生、復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)換成熟悉、簡單的問題；將難以測量或測準(zhǔn)的物理量轉(zhuǎn)換為能夠測量或測準(zhǔn)的物理量的方法。要把壓力的作用效果顯示出來，也就是要讓壓力的作用效果比較顯著，那么在選擇被壓物體（支持物）的時(shí)候應(yīng)該怎么選擇呢？學(xué)生一下子就會(huì)想到，要選擇比較松軟的表面來做支持面，比如沙子、海綿、軟泡沫、面粉甚至肌肉等。
實(shí)驗(yàn)前期的工作都做好了之后，就可以選擇適當(dāng)?shù)钠鞑倪M(jìn)行實(shí)驗(yàn)了，在實(shí)驗(yàn)觀察的基礎(chǔ)上，自然而然的就能順利的得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
三、重視拓展與應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新
實(shí)驗(yàn)結(jié)論得出后，讓學(xué)生進(jìn)行討論與交流，分別指出實(shí)驗(yàn)中存在的問題，以及還可以進(jìn)行怎樣的改進(jìn)？比如做完以上實(shí)驗(yàn)，有一個(gè)學(xué)生提出“課本上改變壓力是通過改變物體的重力來實(shí)現(xiàn)的，我覺得這里容易讓我們將壓力與重力混淆。我覺得在這個(gè)實(shí)驗(yàn)里，只需要在木塊表面加壓力，然后觀察在壓力增大的情況下，海綿是不是凹陷得更深，即可得出結(jié)論?！睂W(xué)生的創(chuàng)造精神得到充分體現(xiàn)。然后我再問學(xué)生，除了剛才的實(shí)驗(yàn)，你還能通過身邊的器材設(shè)計(jì)一些小實(shí)驗(yàn)來探究這個(gè)問題嗎？許多學(xué)生想到了這種方法：將鉛筆削尖的一頭壓在手指上，手會(huì)感到疼痛；然后增大壓力，疼痛感覺加強(qiáng)，手指凹陷得更深，從而說明在“受力面積一定時(shí)，壓力越大，壓力的作用效果越明顯”。然后我趁機(jī)問學(xué)生，如何探究“壓力一定時(shí)，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯”呢？學(xué)生通過思考一般能想到方法：用兩只手的食指分別壓住鉛筆兩端，由于此時(shí)兩只手對(duì)鉛筆的壓力相等（二力平衡），而兩只手指的受力面積不同，通過兩個(gè)手指的不同感覺，即能得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果了。所以在遇到“如果在超市買了米的時(shí)候，你會(huì)想哪些辦法來減小方便袋對(duì)手的壓強(qiáng)？”的問題時(shí)，學(xué)生就能迎刃而解了，一是將米分裝兩袋來減小壓力；二是在袋與手之間墊上一塊布來增大受力面積。
1.物理實(shí)驗(yàn)?zāi)軓某橄笱苌骄唧w，為學(xué)生學(xué)習(xí)能力的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)
物理實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的物理興趣起著促進(jìn)作用，同時(shí)也能讓學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手能力得到進(jìn)一步的提升，同時(shí)加強(qiáng)了學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)展，達(dá)到了物理教學(xué)的真正目的。在物理實(shí)驗(yàn)中引導(dǎo)學(xué)生觀察物理現(xiàn)象，激發(fā)他們學(xué)習(xí)物理的積極性和主動(dòng)性，通過具體的實(shí)驗(yàn)分析，把抽象的物理問題簡單化，同時(shí)也讓學(xué)生直觀清楚地看到物理實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，增加了他們對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣，讓物理教學(xué)的過程變得更加有趣味性和科學(xué)性。例如，在講述物理電路圖的過程中通過讓學(xué)生自己進(jìn)行課堂理論學(xué)習(xí)，自行設(shè)計(jì)電路圖，再動(dòng)手進(jìn)行試驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新，將課堂學(xué)到的理論知識(shí)充分運(yùn)用到實(shí)際操作中，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果和自己的想法進(jìn)行進(jìn)一步的對(duì)比。
2.物理實(shí)驗(yàn)將靜態(tài)理論延伸到動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)，加深了學(xué)生的理解
物理實(shí)際上是一個(gè)十分抽象的微觀世界，物理主要告訴我們自然萬物的生存規(guī)律以及自然現(xiàn)象的產(chǎn)生演變。物理教材是靜態(tài)的，是將物理概念通過文字和圖片的形式展示給學(xué)生，這些對(duì)于初中生而言是很難正確理解吸收的。教師在物理教學(xué)的過程中，會(huì)通過現(xiàn)實(shí)生活中的各種例子為學(xué)生進(jìn)行講解，促進(jìn)其對(duì)概念的理解。例如，光反射、浮力等都是人的肉眼很難清晰看到的抽象概念，然而在現(xiàn)實(shí)生活中的的確確存在著許多證明其存在的現(xiàn)象。如：鏡子、水面上漂浮的木塊等。然而一些公式的推導(dǎo)則需要教師通過物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行證明，讓學(xué)生不再僅僅依靠“死記硬背”，大大提高學(xué)生記憶的靈活性，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。例如，在講解滑動(dòng)摩擦力大小和壓力大小，即f=μF的關(guān)系推導(dǎo)公式，便能通過物理實(shí)驗(yàn)探究的方法進(jìn)行進(jìn)一步的講解和說明。
二、結(jié)語
一、演示實(shí)驗(yàn)要想達(dá)到預(yù)期的目的效果，課前要做到精心準(zhǔn)備
俗話說“臺(tái)上一刻鐘，臺(tái)下十年功”。教師課堂精湛的教學(xué)技藝完全在“臺(tái)下”練就。要在課堂上發(fā)揮得“游刃有余”，教師在課前必須精心準(zhǔn)備每節(jié)課的演示實(shí)驗(yàn)。初中物理教材中每個(gè)演示實(shí)驗(yàn)都有一個(gè)明確的目的，而說明同一個(gè)物理概念或物理規(guī)律的演示實(shí)驗(yàn)可以有好幾個(gè)，教師要根據(jù)教材要求及設(shè)備條件精心選擇實(shí)驗(yàn)器材，在實(shí)驗(yàn)室里先自我演示，確保在課堂上萬無一失。對(duì)一些探究性實(shí)驗(yàn)，課前要能設(shè)計(jì)出多種探究方案，準(zhǔn)備多種方案的實(shí)驗(yàn)器材，為學(xué)生在課堂上進(jìn)行探究活動(dòng)創(chuàng)造條件。例如在探究大氣是否存在壓強(qiáng)時(shí)，可以準(zhǔn)備如下器材：玻璃杯、水、硬紙片、礦泉水瓶、塑料吸盤、兩端開口的筆管等，這樣學(xué)生在課堂上就能設(shè)計(jì)出多個(gè)顯示大氣壓強(qiáng)存在的實(shí)驗(yàn)。既能達(dá)到建立大氣壓這一物理概念的目的，又能活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的分散思維能力和科學(xué)探究精神。
二、要讓學(xué)生積極參與課堂的演示實(shí)驗(yàn)
演示實(shí)驗(yàn)是教師為了達(dá)到一定的教學(xué)目的，利用課堂時(shí)間為學(xué)生演示，在操作的同時(shí)又引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察、思考和分析的一種物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，演示實(shí)驗(yàn)通常教師演示，學(xué)生看；教師“導(dǎo)”的太多。學(xué)生“演”的太少，甚至有時(shí)教師直接充當(dāng)“演員”，學(xué)生卻變成了“觀眾”，這樣不利于學(xué)生主體地位的發(fā)揮。演示實(shí)驗(yàn)有時(shí)受到可見度的影響，很多實(shí)驗(yàn)學(xué)生根本看不清，特別是坐在后排的學(xué)生，不同程度地限制和阻礙了學(xué)生智能和潛能的發(fā)展，不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性和主動(dòng)性。因此，在演示實(shí)驗(yàn)中，除了應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生觀察、猜想、分析、歸納和總結(jié)外，還應(yīng)在實(shí)驗(yàn)操作上讓學(xué)生積極參與，使學(xué)生充分了解實(shí)驗(yàn)的方法、步驟及內(nèi)容，從而加深學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象和物理規(guī)律的理解。有些探究性實(shí)驗(yàn)，教師還可提供實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生制定探究方案，然后到前臺(tái)來演示，并向其他同學(xué)展示探究結(jié)果。學(xué)生滿懷興奮與激情，參與尋找解決問題的途徑和方法，對(duì)學(xué)生學(xué)好物理起到積極有效的作用。
三、做演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，要注意引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)
有些問題，即使老師從理論上說明了，學(xué)生也不信服或難以接受。教師可以先做演示，再作分析。如“把船上的石塊放入水中，液面如何變化”？教師可先通過演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生一眼就看出“液面下降了”這一現(xiàn)象，然后再讓學(xué)生從理論上闡述“下降”的原因，會(huì)收到事半功倍的效果。再如，進(jìn)行電功率的教學(xué)時(shí)，教師可先做演示，將“220v，25w”與“220v，60w”的兩只燈泡分別串聯(lián)和并聯(lián)后接入220v的電源上，觀察它們亮度的變化。在學(xué)生獲得感性知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行理論分析，這樣就順理成章地達(dá)到一定的理性認(rèn)識(shí)的高度，從而取得比較理想的教學(xué)效果。
四、演示實(shí)驗(yàn)的過程，也是啟發(fā)學(xué)生積極思維的過程
教師應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)一些富有啟發(fā)性的問題，在關(guān)鍵時(shí)刻提問學(xué)生，讓學(xué)生邊思考，邊通過演示實(shí)驗(yàn)來分析，以求達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生思維的目。如講浮力時(shí)，先用彈簧測力計(jì)測出重力相等的鐵塊和鐵盒的重力，并強(qiáng)調(diào)它們的重力相等，都是鐵做的。然后先把鐵塊放入水中，結(jié)果鐵塊下沉，問：若把鐵盒放入水中會(huì)怎樣？學(xué)生會(huì)產(chǎn)生爭議，然后再做實(shí)驗(yàn)，這樣既加深了印象又引起了學(xué)生的好奇心，實(shí)現(xiàn)使學(xué)生注意力的高度集中，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。通過一系列的邊演示邊啟發(fā)，教師和學(xué)生共同討論，既活躍了課堂氣氛，學(xué)生又能較好地掌握和理解物理規(guī)律。五、變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn)
初中物理演示實(shí)驗(yàn)可分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和探究性實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是對(duì)知識(shí)的正確與否加以驗(yàn)證，鞏固和加深對(duì)基本規(guī)律和基本原理的認(rèn)識(shí)。但學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力得不到鍛煉和提高，也不利于培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探索物理規(guī)律的能力。而探究性實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生思維能力、創(chuàng)新能力有獨(dú)到的作用。正如愛因斯坦所說：“對(duì)真理的探索比占有更加寶貴?！币虼?，在教學(xué)中可把一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)變?yōu)樘骄啃詫?shí)驗(yàn)，引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生參與到演示實(shí)驗(yàn)的全過程，讓學(xué)生親身經(jīng)歷和體驗(yàn)豐富的探究活動(dòng)，逐步領(lǐng)悟科學(xué)探究的基本思想和方法，從而使學(xué)生由學(xué)知識(shí)變?yōu)樘剿髯匀灰?guī)律，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)獲取知識(shí)的目的。
六、合理運(yùn)用多媒體，優(yōu)化演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)
一、教學(xué)基本程序
初中物理實(shí)驗(yàn)“六步教學(xué)法”包括提出目標(biāo)（教師活動(dòng)）---設(shè)計(jì)方案（師生互動(dòng)）---預(yù)審方案（師生互動(dòng)）---實(shí)驗(yàn)嘗試（師生互動(dòng)）---匯報(bào)交流（學(xué)生活動(dòng)）---歸納總結(jié)（師生互動(dòng)）六個(gè)環(huán)節(jié)。
提出目標(biāo)。即教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容提出研究問題，要求學(xué)生能夠根據(jù)所提問題，設(shè)計(jì)研究方案。問題的提出要注重如下兩點(diǎn)。首先，提出的問題要有明確的導(dǎo)向性，便于學(xué)生及時(shí)理解學(xué)習(xí)要求。第二，問題要有層次性，既要讓學(xué)生自學(xué)討論有一定的容量，又要讓學(xué)生通過自己的努力能夠去完成。例如，在“歐姆定律”教學(xué)時(shí)，可用如下兩種方式提問。問題一：通過某導(dǎo)體的電流Ⅰ和加在兩端電壓V以及導(dǎo)體電阻R三者之間有何關(guān)系？請同學(xué)們設(shè)計(jì)一個(gè)研究方案。問題二：通過導(dǎo)體的電流Ⅰ與哪些因素有關(guān)呢？請同學(xué)們設(shè)計(jì)一個(gè)研究方案。明顯地看出，用第二種方法提問，導(dǎo)向性不強(qiáng)，同時(shí)層次也太高，學(xué)生無從下手。
設(shè)計(jì)方案。學(xué)生根據(jù)老師提出的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，通過自學(xué)、小組討論等形式設(shè)計(jì)研究方案。研究方案主要包括:儀器、裝置的選用和安裝，實(shí)驗(yàn)的原理、方法和步驟。這個(gè)過程是教學(xué)的難點(diǎn)，教師要酌情加以引導(dǎo)，但不強(qiáng)調(diào)千遍一律。這也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新的較好機(jī)會(huì)。通過長期的練習(xí)，可使學(xué)生把握常用的實(shí)驗(yàn)思想、方法，了解儀器的規(guī)格和性能。例如，在研究測電阻方法時(shí)，既可用電壓表、電流表來測電阻，也可用一只電流表和一只電阻箱（定值電阻），或者用一只電壓表和一只電阻箱（定值電阻），常見的方案多達(dá)8種。假如考慮到實(shí)際測量效果，還需要考慮儀器規(guī)格組合，方案就更多了。只要放手讓學(xué)生去動(dòng)腦，各種方案都可能出現(xiàn)，甚至有的方案教師還未想到。用這種方法教學(xué)，不僅鞏固了知識(shí)，還培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。
預(yù)審方案。教師組織學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)方案，師生共同評(píng)審方案，實(shí)現(xiàn)師生、生生互動(dòng)。由于不強(qiáng)調(diào)方案的千遍一律，因此，會(huì)出現(xiàn)各種各樣的實(shí)驗(yàn)方案。有的可操作，有的不能完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，有的雖符合實(shí)驗(yàn)原理要求，但現(xiàn)象不明顯或者無法達(dá)到效果等。在組織學(xué)生匯報(bào)和審核方案時(shí)，教師要注重如下幾點(diǎn)：一是，要充分肯定學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，充分讓學(xué)生展示自己的方案，發(fā)表自己觀點(diǎn)和看法，教師不武斷判定正確和錯(cuò)誤。二是，要組織學(xué)生對(duì)各種方案進(jìn)行審核，突出教學(xué)主體性。對(duì)學(xué)生無法判定的方案，可適當(dāng)引導(dǎo)或者留下一步“實(shí)驗(yàn)嘗試”中解決，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)去判定方案的正或誤。三是，對(duì)具有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神的學(xué)生要加以表揚(yáng)、鼓勵(lì)。對(duì)學(xué)生提出的問題，教師若一時(shí)無法解答，要利用課外加以輔導(dǎo)或者鼓勵(lì)學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中繼續(xù)研究。四是，對(duì)學(xué)生展示的方案要及時(shí)歸類小結(jié)，對(duì)尚未思考出的其他可行方案，要及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)討論，進(jìn)一步完善方案。
實(shí)驗(yàn)嘗試。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，組織學(xué)生分組對(duì)不同方案分別動(dòng)手實(shí)驗(yàn)或教師演示實(shí)驗(yàn)，并做好記錄。有條件的學(xué)校，采取分組實(shí)驗(yàn)形式，實(shí)驗(yàn)條件差的學(xué)校一定要有演示實(shí)驗(yàn)。這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)目的是：1、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案的可行性，使學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的技巧。由于方案的多樣性，儀器預(yù)備應(yīng)做到多樣化，超出課本要求去預(yù)備實(shí)驗(yàn)儀器。也可采取課內(nèi)、課外相結(jié)合的形式來完成方案的驗(yàn)證工作。2、修改實(shí)驗(yàn)方案。由于受到實(shí)驗(yàn)條件的限制、對(duì)儀器規(guī)格、性能了解不準(zhǔn)或者方案有誤，使實(shí)驗(yàn)達(dá)不到理想效果。需要教師引導(dǎo)學(xué)生修改實(shí)驗(yàn)方案。3、通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。4、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能和技巧，培養(yǎng)觀察、分析能力。實(shí)驗(yàn)嘗試不同于傳統(tǒng)的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)所用儀器、步驟、方法是通過實(shí)踐總結(jié)出來的，實(shí)驗(yàn)成功率很高。而嘗試實(shí)驗(yàn)方案帶有探索研究性質(zhì)，成功率較小，這需要發(fā)動(dòng)全體學(xué)生參與，需要學(xué)生有良好的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。
匯報(bào)交流。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況，匯報(bào)交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果。內(nèi)容包括：1、本小組實(shí)驗(yàn)方案完成情況。是否達(dá)到預(yù)期效果。2、實(shí)驗(yàn)中，如何修改實(shí)驗(yàn)方案，使方案更完善，現(xiàn)象更明顯。3、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)記錄。在學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)情況時(shí)，教師要及時(shí)歸類記錄，對(duì)實(shí)驗(yàn)不成功，要幫助分析，提出改進(jìn)意見，可利用課外時(shí)間讓學(xué)生再次實(shí)踐，也可布置作為課外作業(yè)。
歸納總結(jié)。教師根據(jù)學(xué)生匯報(bào)的實(shí)驗(yàn)情況，組織學(xué)生總堅(jiān)固驗(yàn)規(guī)律。通過成功實(shí)驗(yàn)，總堅(jiān)固驗(yàn)技能和技巧；通過失敗實(shí)驗(yàn)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)；通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或現(xiàn)象分析，得出物理規(guī)律。
二、教學(xué)基本特征
初中物理實(shí)驗(yàn)“六步教學(xué)法”與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)有明顯不同，突出表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。
1、創(chuàng)造性。傳統(tǒng)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生統(tǒng)的太死，對(duì)儀器、裝置、步驟、方法作了統(tǒng)一的要求，學(xué)生屬于模擬實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。而“六步教學(xué)法”則要求學(xué)生自己去摸索、實(shí)踐，去發(fā)散思考，去創(chuàng)新。把創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)放在重要位置。
2、民主化。傳統(tǒng)的教學(xué)，強(qiáng)調(diào)“教師權(quán)威”，而“六步教學(xué)法”給學(xué)生創(chuàng)造了一種和諧寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境。學(xué)生可以向教師或同學(xué)質(zhì)疑，可以懷疑，可以發(fā)表不同觀點(diǎn)。學(xué)生的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，通過實(shí)驗(yàn)事實(shí)加以認(rèn)定、糾正，既尊重知識(shí)，又尊重人才。和諧寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神的基礎(chǔ)。
3、主體性。傳統(tǒng)的教學(xué)方法，以教師傳授知識(shí)為主。而“六步教學(xué)法”突出學(xué)生主體性，把學(xué)生活動(dòng)安排在每一個(gè)環(huán)節(jié)內(nèi)，不僅有學(xué)生的自學(xué)、討論，還有學(xué)生的辯論、嘗試等。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生通過自己的努力去主動(dòng)獲取知識(shí)，學(xué)的主動(dòng)、積極、有愛好。
4、開放性。傳統(tǒng)的教學(xué)以課本為素材組織教學(xué)，而“六步教學(xué)法”不僅根據(jù)課本要求設(shè)計(jì)問題，同時(shí)對(duì)學(xué)生自學(xué)中出現(xiàn)的各種疑難問題，也作為教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容不再是封閉的，而是開放的。教學(xué)形式不僅僅局限在課堂,有時(shí)在課外、在實(shí)驗(yàn)室、在家庭。
5、實(shí)踐性?！傲浇虒W(xué)法”從人的發(fā)展需要去組織教學(xué)，不僅要求學(xué)生把握知識(shí)，更重要地把握處理問題的方式、方法，把握實(shí)驗(yàn)技能、技巧，使學(xué)生在實(shí)踐中把握知識(shí)。每一個(gè)實(shí)踐活動(dòng)都有學(xué)生參與，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)操作都由學(xué)生親自動(dòng)手。
三、教學(xué)實(shí)施要求
“六步教學(xué)法”對(duì)教師和學(xué)生均提出了較高的要求。首先，教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該成為一種科學(xué)探索過程，回歸物理探索。只有讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)施、修改等過程中體悟研究物理學(xué)的思想和方法，才是真正意義上的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
其次，教師要把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力放在首位。教師要鼓勵(lì)、激勵(lì)學(xué)生去創(chuàng)造，要建立民主和諧的師生關(guān)系，建立無批評(píng)式課堂，教師答應(yīng)學(xué)生提出不同的見解，允
許學(xué)生從事有意義的獨(dú)立探索活動(dòng)，答應(yīng)學(xué)生辯論、討論，答應(yīng)學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立實(shí)踐。鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，有質(zhì)疑的好習(xí)慣，有鉆研探究的好品質(zhì)。
第三，教師要有開放意識(shí)。教師提出的問題和設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)活動(dòng)要有創(chuàng)新思維的空間和時(shí)間，對(duì)某一問題的討論、實(shí)踐、辯論，要有可研究的內(nèi)容和充足的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)嘗試經(jīng)常需要較長的時(shí)間，而有些教師經(jīng)常草草收兵，以教師的說教或演示取代學(xué)生的探索，形式上是體現(xiàn)學(xué)生的主體探索，實(shí)際上仍是以教師的引導(dǎo)代替實(shí)踐。采用探索式教學(xué)，教師在課堂上有時(shí)完成不了預(yù)定教學(xué)任務(wù)，這就需要我們把課內(nèi)與課外相結(jié)合，在課堂上多給學(xué)生留下一些“問號(hào)”，讓學(xué)生利用課外學(xué)習(xí)活動(dòng)尋求答案，畫上一個(gè)“句號(hào)”。在學(xué)生時(shí)代為學(xué)生留下更多的“問號(hào)”，將會(huì)使他終身為了尋求“句號(hào)”而奮斗。
