邵震宇

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分，是落實(shí)物理課程目標(biāo)，全面提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑.實(shí)驗(yàn)教學(xué)從感性到理性，從具體到抽象，適合學(xué)生的身心特點(diǎn)，符合學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律.在物理教學(xué)中運(yùn)用實(shí)驗(yàn)?zāi)芙o學(xué)生學(xué)習(xí)物理創(chuàng)設(shè)良好的情境，使學(xué)生能主動(dòng)獲取物理知識(shí)，掌握實(shí)驗(yàn)基本方法和實(shí)驗(yàn)技能，發(fā)展各種能力，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)品質(zhì)和世界觀的形成.目前，實(shí)驗(yàn)教學(xué)已被絕大多數(shù)老師認(rèn)可，成為物理教學(xué)的新常態(tài)，但由于對(duì)物理實(shí)驗(yàn)作用認(rèn)識(shí)不到位、自身教學(xué)能力有缺陷，所以對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識(shí)還存在四種誤區(qū)：第一，實(shí)驗(yàn)并不重要，僅僅是促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的教學(xué)輔助手段，從實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是重要的，而實(shí)驗(yàn)的過(guò)程并不重要；第二，實(shí)驗(yàn)雖然重要，但當(dāng)前的評(píng)價(jià)機(jī)制過(guò)多重視知識(shí)，忽視能力，所以抓實(shí)驗(yàn)教學(xué)不會(huì)全面提高教學(xué)質(zhì)量；第三，實(shí)驗(yàn)確實(shí)重要，但實(shí)驗(yàn)教學(xué)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，課堂組織教學(xué)難度也較大，學(xué)生活動(dòng)不易把握，通過(guò)講實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等也能達(dá)到相同的效果；第四，實(shí)驗(yàn)重要，又怕耽誤時(shí)間，于是將實(shí)驗(yàn)教學(xué)變?yōu)閴嚎s版，把實(shí)驗(yàn)步驟一條條地羅列給學(xué)生，并代替學(xué)生繪制各種表格，讓學(xué)生“按方抓藥”不求甚解地在表格中填入數(shù)據(jù)，以完成實(shí)驗(yàn)操作.這種菜單式的實(shí)驗(yàn)操作模式是只重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不重視實(shí)驗(yàn)過(guò)程，完成知識(shí)與技能目標(biāo)沒(méi)有問(wèn)題，但完全忽視了教學(xué)的過(guò)程與方法，忽視了學(xué)生的情感態(tài)度及價(jià)值觀的形成.為了提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，必須走出上述誤區(qū)，注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程.

1注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，提高教學(xué)有效性

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，就是從操作的角度把探究的問(wèn)題具體化，程序化.一般做法是先分析該探究要解決哪幾個(gè)問(wèn)題，每個(gè)問(wèn)題有哪幾種解決方法，根據(jù)現(xiàn)有的條件和探究的要求，選擇哪種方法好，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法確定需要哪些實(shí)驗(yàn)器材，按這些方法的邏輯關(guān)系構(gòu)思出操作步驟.新課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)要經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程，會(huì)選擇科學(xué)探究方法和所需要的實(shí)驗(yàn)器材來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn).設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)也是科學(xué)探究過(guò)程中重要的環(huán)節(jié)，但多數(shù)情況下，為了使科學(xué)探究能進(jìn)行下去，教科書(shū)都需要介紹探究的方法，因此在課堂教學(xué)中，這個(gè)環(huán)節(jié)學(xué)生較少有鍛煉的機(jī)會(huì)，加之老師認(rèn)為設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案很費(fèi)時(shí)，影響教學(xué)進(jìn)度，于是就直接給設(shè)計(jì)方案讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn).如在探究“電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中：

場(chǎng)景甲：同學(xué)們已經(jīng)知道了電流與電壓有關(guān)，電壓越大，電流越大，那么電流與電壓究竟有什么關(guān)系呢，請(qǐng)大家按照?qǐng)D3連接電路，然后通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器的阻值，得到三組電壓和電流值，填入表格，分析看是不是電壓增大幾倍，電流就增大幾倍.然后學(xué)生開(kāi)始實(shí)驗(yàn).

這一教學(xué)省略了學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，這樣雖然能得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論，但學(xué)生的能力得不到發(fā)展.如果換種方法，可能更利于學(xué)生的思維訓(xùn)練和能力發(fā)展.

場(chǎng)景乙：同學(xué)們已經(jīng)知道電流與電壓是有關(guān)系的，今天我們要共同探究電流與電壓的具體定量關(guān)系，請(qǐng)大家思考下列問(wèn)題并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：（1）研究電流與電壓時(shí)，是否需要控制電阻不變，是如何控制的？（2）電流與電壓的大小是如何知道的？（3）如何改變電流與電壓的大?。浚?）記錄數(shù)據(jù)的表格怎樣設(shè)計(jì)？先讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)電路圖，再用實(shí)物展臺(tái)展示學(xué)生的設(shè)計(jì)，并讓學(xué)生講解方案，教師再引導(dǎo)學(xué)生用什么電路圖，教師巡視時(shí)發(fā)現(xiàn)了三類電路圖，并展示了出來(lái)，問(wèn)學(xué)生圖2比圖1好在何處？又問(wèn)圖3比圖2好在何處？

這一設(shè)計(jì)，學(xué)生不僅能得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論，而且對(duì)電路圖和器材的理解要深刻得多；經(jīng)歷了設(shè)計(jì)的過(guò)程，培養(yǎng)了創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力；更重要是讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)物理知識(shí)，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)探究，形成正確的價(jià)值觀；而且還能感受到自己失敗與錯(cuò)誤，通過(guò)糾正錯(cuò)誤，逐步走向正確，真正體會(huì)到成功的喜悅.

2注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的操作環(huán)節(jié)，提高教學(xué)有效性

有了好的設(shè)計(jì)方案，還要注重實(shí)驗(yàn)操作.首先，要教會(huì)學(xué)生細(xì)致觀察.許多實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有時(shí)是稍縱即逝，只有認(rèn)真、細(xì)致地觀察，才能捕捉到所要觀察的現(xiàn)象；只有深入地觀察，才能發(fā)現(xiàn)細(xì)微的變化和隱蔽的特征.觀察時(shí)要有一定的目標(biāo)性和重點(diǎn)性.只憑興趣和愛(ài)好，在觀察時(shí)注意力不集中，觀察目標(biāo)不明確，分不清重點(diǎn)，帶有很大的盲目性和片面性，有的以局部代替整體，有的放過(guò)一些稍縱即逝的重要現(xiàn)象，對(duì)多種并存的現(xiàn)象，不能抓住其本質(zhì)現(xiàn)象.因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要善于引導(dǎo)學(xué)生明確觀察目標(biāo)，對(duì)一些關(guān)鍵性的、重要的以及不易觀察的對(duì)象和內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)觀察.如在“凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，引導(dǎo)學(xué)生把點(diǎn)燃的蠟燭從離凸透鏡遠(yuǎn)的位置，漸漸移近凸透鏡進(jìn)行全面觀察.并記錄隨著蠟燭和凸透鏡距離變化而產(chǎn)生的成像變化規(guī)律，這里要跟學(xué)生講清觀察的目標(biāo)和重點(diǎn)是像的大小、倒正、實(shí)虛和像距的變化.通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，學(xué)生自己可順利得出凸透鏡成像的規(guī)律.觀察還要有一定的順序.如測(cè)定小燈泡額定功率實(shí)驗(yàn)的觀察順序?yàn)椋孩傧扔^察小燈泡的額定電壓，再確定電源電壓.電源電壓應(yīng)略高于小燈泡的額定電壓；②觀察電流表和電壓表的指針是否指在“零”刻度線、量程和最小刻度；③觀察滑動(dòng)變阻器的最大電流和最大阻值；④按要求連接電路前電鍵是否斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器是否滑在阻值最大位置；⑤電壓表是否并聯(lián)在小燈泡兩端，量程是否選得合適；⑥電流表是否串聯(lián)在電路中，量程是否選得合適；⑦實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，閉合電鍵，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，重點(diǎn)觀察電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)的大小.這樣有順序地觀察 可以避免學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)抓不到重點(diǎn)，手忙腳亂，以至于得不到正確的結(jié)論.

其次，要讓學(xué)生小心操作.這是學(xué)生實(shí)際動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的具體過(guò)程，要求學(xué)生一定要以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度嚴(yán)格按規(guī)則和要求進(jìn)行操作，如不能用手拿砝碼，溫度計(jì)不能做攪拌棒，電流表和電壓表的接線柱不能接反等.若不按規(guī)則和要求操作，不僅實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤，還會(huì)損壞儀器.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)操作有困難的學(xué)生，老師應(yīng)及時(shí)給予指導(dǎo).

再次，要能讓學(xué)生準(zhǔn)確記錄.在實(shí)驗(yàn)中，要正確地讀取和記錄數(shù)據(jù).正確地讀取包括讀數(shù)的視角、讀取方法（讀到分度值的下一位）.記錄數(shù)據(jù)時(shí)，要求學(xué)生應(yīng)注重實(shí)驗(yàn)事實(shí)，不能隨意改變實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度.

3注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，提高教學(xué)有效性

現(xiàn)在的學(xué)生，活潑好動(dòng)，喜歡動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，但多數(shù)的學(xué)生不會(huì)收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，更不會(huì)整理與分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這是長(zhǎng)期以來(lái)中小學(xué)不重視學(xué)生綜合思維能力的培養(yǎng)，片面追求升學(xué)率而忽視素質(zhì)教育形成的不良后果.在國(guó)際奧林匹克競(jìng)賽中，我國(guó)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、綜合分析能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上歐美國(guó)家的學(xué)生，所以，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ζ仍诿冀?，而?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集、整理與歸納分析是學(xué)生的弱項(xiàng)，教師必須重視，加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練.

3.1要求學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)實(shí)事求是

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理是實(shí)驗(yàn)操作后的一個(gè)重要步驟，學(xué)生對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理得出合理的結(jié)論.這一過(guò)程培養(yǎng)了學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力.有些教師重結(jié)果，輕過(guò)程，使“證據(jù)”形式化，交流過(guò)程中只選取并展示正確的數(shù)據(jù)，對(duì)問(wèn)題數(shù)據(jù)視而不見(jiàn)；對(duì)出現(xiàn)“偏差”的數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單以誤差解釋；有些學(xué)生由于實(shí)驗(yàn)測(cè)的數(shù)據(jù)誤差太大，干脆從課本上查得結(jié)果；有的編造數(shù)據(jù)；有的根據(jù)規(guī)律推算應(yīng)測(cè)的數(shù)據(jù).師生們的這些做法，對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的達(dá)成大打折扣.如“探究海波熔化”實(shí)驗(yàn)，由于實(shí)驗(yàn)有一定難度，許多教師上課采用展示裝置器材、編制理想數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，或播放視頻錄像.這樣做的優(yōu)點(diǎn)當(dāng)然是可以節(jié)省時(shí)間，而且實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完全符合要求.但對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，看錄像和看實(shí)際實(shí)驗(yàn)效果是完全不一樣的.我們要思考的是：既然錄像能拍出很好的實(shí)驗(yàn)效果，為什么我們不能努力追求達(dá)到這種實(shí)驗(yàn)效果呢？將真實(shí)、有效的實(shí)驗(yàn)展示在學(xué)生面前是我們教師應(yīng)該做到的.這就要求在評(píng)價(jià)交流實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，教師不能刻意篩選，應(yīng)該讓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到自由真實(shí)的展示.這是教師尊重學(xué)生、尊重?cái)?shù)據(jù)的“證據(jù)意識(shí)”的表現(xiàn).當(dāng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)明顯出現(xiàn)偏差時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并且不惜時(shí)間讓學(xué)生重新做一遍實(shí)驗(yàn)，這也是教師尊重實(shí)驗(yàn)，實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度的體現(xiàn).

3.2教給學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法

要?dú)w納科學(xué)規(guī)律，就要尋找數(shù)據(jù)之間相互關(guān)系的特征.這種特征通常表現(xiàn)為相等、之和、之差、乘積、比值等數(shù)學(xué)關(guān)系.因此在歸納時(shí)，就要通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的比較，發(fā)現(xiàn)這些特征并歸納出結(jié)論.如“探究杠桿平衡條件”實(shí)驗(yàn)中，就要發(fā)現(xiàn)兩種力和力臂的乘積是相等的.啟發(fā)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)之間規(guī)律的過(guò)程，是一個(gè)發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造性思維的過(guò)程.

4注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的交流環(huán)節(jié)，提高教學(xué)有效性

新課標(biāo)要求讓每個(gè)學(xué)生都有充分的語(yǔ)言表達(dá)機(jī)會(huì)，要循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生盡可能用較為準(zhǔn)確的語(yǔ)言表述自己的探究成果，包括研究的過(guò)程、方法和結(jié)果.要讓學(xué)生盡可能把自己的探究結(jié)果表述清楚，并且運(yùn)用收集的信息和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出有說(shuō)服力的解釋.要讓各種想法、觀點(diǎn)進(jìn)行充分地交流和討論.培養(yǎng)學(xué)生注意傾聽(tīng)其他同學(xué)的研究報(bào)告、尊重別人的探究成果，允許別人對(duì)自己的探究過(guò)程和成果提出不同的意見(jiàn)或表示懷疑，并能認(rèn)真思考別人的意見(jiàn)，改進(jìn)自己的探究方案.要能將課標(biāo)的要求落到實(shí)處，教師必須在設(shè)計(jì)方案、數(shù)據(jù)處理和實(shí)驗(yàn)過(guò)程等環(huán)節(jié)，組織學(xué)生交流實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題和自己的心得.這一交流環(huán)節(jié)要留給學(xué)生足夠的時(shí)間，加之教師睿智的引導(dǎo)，才能增加交流環(huán)節(jié)的含金量，提高教學(xué)的有效性，使學(xué)生的語(yǔ)言表述能力和思維能力得到提高.如在“測(cè)量燈泡的功率”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后老師問(wèn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中遇到了哪些問(wèn)題？學(xué)生甲說(shuō)開(kāi)始時(shí)燈泡不亮，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器后又亮了；學(xué)生乙說(shuō)燈泡不亮，發(fā)現(xiàn)是電池?zé)o電.教師說(shuō)我也準(zhǔn)備了一些實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題，于是將問(wèn)題投影給學(xué)生，進(jìn)行講解.

然而，這種交流是只具有形式，沒(méi)有注重學(xué)生思維的培養(yǎng).當(dāng)學(xué)生說(shuō)燈泡不亮，發(fā)現(xiàn)電池壞了時(shí)，教師應(yīng)該追問(wèn)：燈泡不亮的原因很多，你是怎么知道是電源壞了的？全班同學(xué)都可以來(lái)分享這位同學(xué)查找故障的思維過(guò)程，并在教師的引導(dǎo)下讓學(xué)生分析，燈泡不亮都有哪些可能？這樣教學(xué)就將交流落到了實(shí)處，注重了對(duì)學(xué)生思維能力和語(yǔ)言表達(dá)能力的培養(yǎng)，注重了生成性目標(biāo)的達(dá)成，這樣的課堂才是最有效的.

5注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的多媒體使用，提高教學(xué)有效性

物理實(shí)驗(yàn)由于受時(shí)間和空間等客觀條件以及儀器本身的限制，有些實(shí)驗(yàn)過(guò)程不夠明顯，實(shí)驗(yàn)效果不夠理想，如果利用多媒體輔助實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)過(guò)程更清晰地展現(xiàn)在學(xué)生面前，有助于學(xué)生的觀察和理解，從而提高實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)有效性.

5.1利用多媒體增加實(shí)驗(yàn)過(guò)程的可視度

教師在講臺(tái)上演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生不易觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.如做磁體的磁場(chǎng)分布演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，將實(shí)驗(yàn)器材放在講臺(tái)上演示，學(xué)生不易清晰地觀察到玻璃板上鐵屑的分布情況，拿下去讓學(xué)生逐一觀察又費(fèi)時(shí)間.如果在實(shí)物投影上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣全班每個(gè)學(xué)生對(duì)鐵屑的分布情況觀察得都很清楚，增加了實(shí)驗(yàn)的可視度，使教學(xué)更有效.

5.2實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的“慢鏡頭”和“快鏡頭”的展示

初中物理實(shí)驗(yàn)中，有些實(shí)驗(yàn)過(guò)程太快或太慢，學(xué)生不易觀察，利用多媒體能將實(shí)驗(yàn)過(guò)程的快慢進(jìn)行調(diào)節(jié)，能使學(xué)生獲得很好的觀察效果.如在“觀察水的沸騰”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)要比較沸騰前后氣泡在上升時(shí)體積大小的變化，而氣泡上升時(shí)速度太快，加之燒杯又不高，所以不易看到氣泡體積變化.用多媒體攝像頭對(duì)著某組實(shí)驗(yàn)的燒杯進(jìn)行攝像，并在多媒體上放映慢鏡頭的畫(huà)面，學(xué)生就可以清晰可見(jiàn)，并能得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論.又如在“觀察擴(kuò)散現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，觀察液體水和硫酸銅的擴(kuò)散現(xiàn)象時(shí)，需要時(shí)間長(zhǎng)，就可以在課前將這個(gè)實(shí)驗(yàn)攝像，再用慢鏡頭播放，學(xué)生清晰可見(jiàn)，這樣就能提高課堂的有效性.

總之，“實(shí)驗(yàn)”是物理課改永恒的主題，隨著課改走向深水區(qū)，我們一定要認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)是獨(dú)特的、不可替代的；我們一定要認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)也有三維目標(biāo)，除了學(xué)習(xí)知識(shí)、訓(xùn)練技能以外，物理實(shí)驗(yàn)還應(yīng)在發(fā)展實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、提高科學(xué)素養(yǎng)方面發(fā)揮重要作用.只有注重了實(shí)驗(yàn)過(guò)程教學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)才是有效教學(xué).