楊偉

作為一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理知識(shí)的學(xué)習(xí)、運(yùn)用、檢驗(yàn)都需要依靠實(shí)驗(yàn)這一載體.學(xué)生能否正確、合理地操作實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)過程中把握教材要點(diǎn)，理解教材難點(diǎn)，與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率與質(zhì)量有關(guān).因此，在高中物理教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)重視對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)指導(dǎo).

一、科學(xué)理性的實(shí)驗(yàn)精神

實(shí)驗(yàn)精神指的是，學(xué)生在開展物理實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)秉承的原則與理念.它對(duì)于學(xué)生指導(dǎo)自己的實(shí)驗(yàn)過程，尤其是對(duì)自己的自律性和自控性有很大影響.因此，教師對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，應(yīng)當(dāng)從培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)理性的實(shí)驗(yàn)精神入手.具體來講，一方面，實(shí)驗(yàn)操作的初衷是探索未知與驗(yàn)證猜想，而任何猜想都是有根據(jù)的，這意味著對(duì)于驗(yàn)證猜想類實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)思路與實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)當(dāng)根據(jù)一定的物理原理，而不是隨意亂來的.尤其是對(duì)于物理中的開放性實(shí)驗(yàn)或者物理原理的延伸遷移實(shí)驗(yàn).如果需要學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生應(yīng)當(dāng)秉承科學(xué)的實(shí)驗(yàn)精神.另一方面，實(shí)驗(yàn)操作是理性的，這意味著無論是對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，還是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄，都要基于客觀的角度，而不能摻雜個(gè)人的感性判斷.尤其是對(duì)于學(xué)生自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，可能最終的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與學(xué)生的猜想存在差異，這時(shí)仍然要尊重實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從現(xiàn)象中去反思猜想的過程.

二、縝密完整的實(shí)驗(yàn)思路

實(shí)驗(yàn)思路指的是，實(shí)驗(yàn)開始之前，從實(shí)驗(yàn)的物料準(zhǔn)備，到實(shí)驗(yàn)的大腦模擬，到實(shí)驗(yàn)的結(jié)論猜想，到實(shí)驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估，等等，各個(gè)環(huán)節(jié)都要有一個(gè)事先的判斷與預(yù)測(cè).縝密完整的實(shí)驗(yàn)思路，體現(xiàn)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的重視度和規(guī)劃性.例如，在講“機(jī)械能守恒定律”時(shí)，有一個(gè)實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的.在接到這一實(shí)驗(yàn)任務(wù)時(shí)，學(xué)生應(yīng)當(dāng)思考實(shí)驗(yàn)的原理、實(shí)驗(yàn)的器材、實(shí)驗(yàn)的步驟等，尤其是實(shí)驗(yàn)中有哪些環(huán)節(jié)是需要特別注意的.如，在安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，兩紙帶限位孔必須要處于同一條豎直的線上，如若不然，其空氣阻力會(huì)變大，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果.在實(shí)驗(yàn)中，被提起的紙帶應(yīng)當(dāng)保持豎直狀態(tài)，不能傾斜彎曲，手應(yīng)當(dāng)一直握緊紙帶，當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后，才能松開，否則第一個(gè)點(diǎn)的清晰度可能不足以滿足實(shí)驗(yàn)要求.在測(cè)量高度h時(shí)，應(yīng)該從起始點(diǎn)開始算起.為減少h的相對(duì)誤差，學(xué)生所選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)要距離起始點(diǎn)遠(yuǎn)一點(diǎn)才比較合理.縝密完整的實(shí)驗(yàn)思路是學(xué)生具備科學(xué)理性的實(shí)驗(yàn)精神的基礎(chǔ)性表現(xiàn).

三、嚴(yán)謹(jǐn)條理的實(shí)驗(yàn)過程

實(shí)驗(yàn)過程是開展實(shí)驗(yàn)的最重要環(huán)節(jié).它是將實(shí)驗(yàn)思路、實(shí)驗(yàn)方案落地執(zhí)行的環(huán)節(jié).這就要求學(xué)生在操作實(shí)驗(yàn)時(shí)必須是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，具有高度條理性的，也就是每一個(gè)環(huán)節(jié)都是符合實(shí)驗(yàn)原理的，環(huán)節(jié)與環(huán)節(jié)之間的關(guān)聯(lián)度和緊密度是非常高的，同時(shí)是有條不紊的.有的學(xué)生因?yàn)榕d奮或緊張?jiān)趯?shí)驗(yàn)中表現(xiàn)得手忙腳亂，這是教師在指導(dǎo)學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)關(guān)注的地方.例如，在講“分子動(dòng)理論”時(shí)，有一個(gè)實(shí)驗(yàn)是用油膜法來估測(cè)分子的大小，教師應(yīng)當(dāng)提醒學(xué)生在實(shí)驗(yàn)之前把每一個(gè)環(huán)節(jié)，每一個(gè)步驟，尤其是關(guān)鍵操作點(diǎn)都用紙筆寫出來，放置在實(shí)驗(yàn)器材旁邊，以便隨時(shí)隨地對(duì)照.

四、多元合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)論，是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)后分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)原理等得出的就某一個(gè)問題的結(jié)論.在得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)指導(dǎo)學(xué)生考慮其多元化與合理性.例如，在講“運(yùn)動(dòng)的描述”時(shí)，這里的實(shí)驗(yàn)是“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”.目的是要求學(xué)生理解與掌握打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄時(shí)間和位移的功能，而且能運(yùn)用這一技能測(cè)定平均速度.在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，要求學(xué)生觀察記錄和思考實(shí)驗(yàn)中的很多結(jié)論.如，在處理紙帶時(shí)，盡管實(shí)驗(yàn)只是打出了有限的長(zhǎng)度，然而可不可以根據(jù)規(guī)律，從某一個(gè)能夠看得清晰的點(diǎn)開始，往后數(shù)出n個(gè)點(diǎn)，這些點(diǎn)之間的間隔應(yīng)該如何確定？結(jié)論是每?jī)蓚€(gè)相鄰的點(diǎn)之間的時(shí)間間隔是0.02s，n個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.02（n-1）s；在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打完后，要及時(shí)關(guān)閉電源，其目的是什么？結(jié)論是因?yàn)樵O(shè)計(jì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的原理是根據(jù)間歇性工作來考慮的，長(zhǎng)期工作會(huì)使線圈發(fā)熱導(dǎo)致燒壞.多元合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是學(xué)生將實(shí)驗(yàn)信息完整地總結(jié)出來的表現(xiàn).

總之，在物理學(xué)習(xí)中，物理實(shí)驗(yàn)肩負(fù)著驗(yàn)證物理知識(shí)、探究未知內(nèi)容、解決物理問題的責(zé)任，也是培養(yǎng)學(xué)生樹立科學(xué)、務(wù)實(shí)、創(chuàng)新、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科精神的重要工具.在高中物理教學(xué)中，教師要培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)理性的實(shí)驗(yàn)精神、縝密完整的實(shí)驗(yàn)思路、嚴(yán)謹(jǐn)條理的實(shí)驗(yàn)過程、多元合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，提高學(xué)生的觀察能力、思考能力，使學(xué)生借助實(shí)驗(yàn)扎實(shí)地學(xué)習(xí)物理知識(shí).endprint