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中學(xué)物理教學(xué)中實驗法的作用探析
一、引言
物理是一門以觀察和實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)、物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，必須以科學(xué)實驗為基礎(chǔ);物理學(xué)家們所提出來的理論是否正確，也必須通過科學(xué)實驗和生產(chǎn)實踐來檢驗。中學(xué)物理就其內(nèi)容來講主要是經(jīng)典的物理學(xué)中最基本、最簡單、與實際聯(lián)系最密切的部分，其主要概念、規(guī)律都是在實驗基礎(chǔ)上建立起來的，物理實驗本身就是教學(xué)內(nèi)容的重要組成部分。下面通過實例說明實驗在中學(xué)物理教學(xué)中的所起的作用。
二、實驗法在物理教學(xué)中的顯性作用
(1)為學(xué)生提供必要的感性知識，是歸納物理規(guī)律的基礎(chǔ)
中學(xué)物理中的內(nèi)容雖然與日常生活中許多現(xiàn)象有密切的聯(lián)系，但實際現(xiàn)象常常是復(fù)雜的，與許多因素有關(guān)。加之中學(xué)生尚缺乏有關(guān)的物理知識，往往不能深刻的感覺這些現(xiàn)象，更難以找出現(xiàn)象中反映的物理本質(zhì)。而且有些物理現(xiàn)象似乎與日常生活中給學(xué)生的印象不一致。因此有必要通過演示實驗把物理現(xiàn)象的特征突出地顯示出來，使學(xué)生獲得豐富、深刻、正確的感性知識例如光現(xiàn)象是大家熟悉的，對光的反射定律也有了一定的感性知識。但是，學(xué)生對其嚴(yán)格的數(shù)量關(guān)系，特別是對入射光、反射光和反射面的法線在同一平面卻無充分的感性認(rèn)識。在講解的時候，可以用圖1所示的實驗進行演示，光線由E側(cè)入射到平面鏡M上，轉(zhuǎn)動F平面直到顯示出反射光，使學(xué)生看到反射光與入射光在同一平面上，且光線與法線的夾角相同。這樣學(xué)生不僅容易記住結(jié)論，而且在頭腦中形成了一定的物理圖象。
在物理中有些概念、規(guī)律比較抽象，或表述較難理解。如楞次定律，在課本中是這樣敘述的：“感應(yīng)電流具有這樣的方向，就是感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。”這里出現(xiàn)了感應(yīng)電流的方向，感應(yīng)電流磁場方向，原磁場方向，原磁通量的變化等，學(xué)生很難理解。利用演示實驗(如圖2)把它們顯示出來，并記錄下來，使學(xué)生有了感性知識，楞次定律很澀的文字表述就會由于生動的物理圖象而變得容易理解和記憶了。
(2)培養(yǎng)學(xué)生的敏銳的觀察能力和動手操作能力
物理演示實驗具有形象真實、生動有趣的特點，通過對演示實驗講解、分析，引導(dǎo)學(xué)生觀察，使學(xué)生不僅看到了實驗現(xiàn)象，也學(xué)習(xí)了觀察的方法，培養(yǎng)學(xué)生觀察的全面性，細(xì)致性。例如：利用雞蛋做實驗。雞蛋很容易找到，若引導(dǎo)學(xué)生利用雞蛋做實驗，既可說明物理道理，又可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
1、做壓強的實驗。雞蛋握在手中，使勁握也難以破碎，但手拿雞蛋在碗邊輕輕一敲即破。說明：雞蛋緊握在手中時，受力面積大，壓強小;而在碗邊輕敲時，受力面積小，壓強大。可見，壓力的作用效果不僅跟壓力大小有關(guān)，還跟受力面積有關(guān)。
2、做大氣壓實驗。將浸濕酒精的棉花放在廣口瓶內(nèi)，點燃棉花，并讓它燃燒一會兒，然后將一只剝殼的熟雞蛋(稍大于瓶口)置于瓶口上，熟雞蛋在瓶內(nèi)、外壓強差作用下，被壓入了瓶里。
3、做物體的浮沉實驗。將一只雞蛋放入濃鹽水中，然后緩緩倒入清水稀釋、攪拌，隨著鹽水的不斷稀釋，雞蛋排開液體的體積隨著增大，由漂浮狀態(tài)慢慢變成懸浮狀態(tài)，最終沉入杯底。這說明：浸在液體中物體的上浮和下沉，決定于它所受浮力和重力的合力。通過細(xì)致的觀察，學(xué)生不僅認(rèn)識了現(xiàn)象，而且提高了觀察能力。
(3)演示實驗引起學(xué)生的興趣，吸引學(xué)生的注意
興趣是最好的老師，有了興趣就有了內(nèi)在的動力。可以
得到好的學(xué)習(xí)效果。中學(xué)生持續(xù)注意的時間一般不超過20分鐘，教師在上課時要采用多種叫方法，演示實驗則是物理教學(xué)中最有效的方法之一。當(dāng)學(xué)生做演示實驗時，一些困倦的、平時注意不集中的學(xué)生都神長了脖子、興趣盅然地觀看。世界上許多發(fā)達國家重視演示實驗的經(jīng)驗值得我們借鑒。德國物理教育界流傳著這樣一種說法：“沒有演示實驗的課，不算是一堂成功的課”。德國的物理教師除了極少數(shù)純理論課沒有演示實驗外，一般每堂課要做2～3個實驗。美國物理教師普遍都很重視演示實驗。在他們上的每一節(jié)課中至少要做一個演示實驗。而且這些實驗都是他們自己設(shè)計，所用器材都是他們自己動手制作的。日本的物理教學(xué)也非常活躍，學(xué)生課堂上動手活動量較大，有半數(shù)以上的課是在實驗室渡過的。大量的信息資料顯示：國際物理教育界正在流行這樣一種趨勢，即衡量一堂物理課的好壞，很大程度上取決于這堂課中演示實驗的數(shù)量和質(zhì)量。
三、實驗法在物理教學(xué)中的隱性作用
(1)實驗培養(yǎng)學(xué)生實事求是的學(xué)風(fēng)
通過演示實驗調(diào)動了學(xué)生的積極性，同學(xué)們躍躍欲試，但由于課堂時間限制只能吸收少數(shù)參加。在這種情況下，學(xué)生對學(xué)生實驗就非常重視了。我們除了讓學(xué)生做完課本上的學(xué)生實驗外，還通過制做教具、學(xué)具，把許多演示實驗也改成學(xué)生實驗，給學(xué)生提供了自己動手動腦的機會。如演示浮力的大小，電流強度跟電壓的關(guān)系等實驗。在實驗過程中，我們除了要求學(xué)生用科學(xué)的態(tài)度做好實驗外，更重要的是要求學(xué)生寫出實驗報告，這是將感性知識上升為理性認(rèn)識的一項重要工作。通過認(rèn)真檢查學(xué)生的實驗報告，促使學(xué)生在實驗過程中，正確理解原理，明確實驗?zāi)康模J(rèn)真設(shè)計步驟，詳細(xì)記錄數(shù)據(jù)，分析實驗結(jié)果。特別是一些實驗出現(xiàn)了誤差后，要求學(xué)生認(rèn)真討論，分析產(chǎn)生誤差的原因。使學(xué)生逐步形成了一種嚴(yán)肅認(rèn)真，一絲不茍的學(xué)風(fēng)。
(2)實驗使學(xué)生學(xué)會了研究物理的科學(xué)方法
在物理教學(xué)中，通過演示和學(xué)生實驗使學(xué)生學(xué)習(xí)對物理現(xiàn)象、物理過程認(rèn)真的觀察，并動手操作，取得資料、數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上在進行分析、概括等思維活動，取出結(jié)論(或驗證規(guī)律)，這不僅可以使學(xué)生更好地獲取知識，訓(xùn)練實驗技能，而且使學(xué)生從中得到啟迪，認(rèn)識物理學(xué)的基本研究方法。認(rèn)識物理學(xué)是一門什么性質(zhì)的科學(xué);怎樣研究物理;怎樣學(xué)習(xí)物理。抓緊科學(xué)方法的教育，將為學(xué)生日后的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，對發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造力是十分有益的。
總之，在中學(xué)物理教學(xué)加強物理實驗決不能看成是為了使學(xué)生學(xué)好物理知識而采取的的手段，它在發(fā)展學(xué)生的能力方面，甚至在學(xué)生的非智力因素的開發(fā)方面都起著非常重要的作用。因此，在物理教學(xué)中千方百計地創(chuàng)造條件，多做實驗，且使學(xué)生能有更多機會親自動手，是每個物理教師的責(zé)任。
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