《中学物理实验教学如何与课堂有效结合》

第一篇：《中学物理实验教学如何与课堂有效结合》

中学物理实验教学如何与课堂有效结合

林州第一中学 王友

【摘要】：物理学是一门以观察和实验为基础的科学，实验教学是物理教学的重要组成部分，在物理教学中占据着极其重要的地位。许多物理知识与规律都是经过观察实验、引出猜想、认真思考、不断探究所得到的。中学物理实验教学的基本形式有演示实验、探究型实验、学生实验等等。成功的实验，能给学生留下鲜明印象，使课堂气氛活跃，从而获得很好的教学效果。所以如何让物理实验教学与课堂有效结合是个尤为重要的问题。【关键词】：实验 课堂 有效结合 【正文】：

现从以下几个方面阐述如何让物理实验教学与课堂有效结合。

1.创设实验课堂教学环境

1.1设置轻松的实验课堂教学环境

教师教学时应当运用各种方法和手段去创设一个相互尊重、理解的教学实验环境，使学生对教师产生轻松感。在这种轻松的课堂教学环境下，不仅教师教学感觉愉快，同时学生学起来也比较轻松，学习的效率也得到了提高，学生的想法也能各抒己见，这样的实验课堂学生才会主动去探究，才能更好的融入实验情景中去。

1.2.设置让学生感兴趣的实验课堂教学环境 兴趣是最好的老师，如果教师设置的实验学生一点也不感兴趣，无论什么样的任务也有可能成为学习的包袱，是不可逾越的障碍，反之如果他们对实验有浓厚兴趣时，就能主动去探究，去动手动脑，就会把自己的精力投入到实验中去。

1.3.设置高效的实验课堂教学环境

教师上的每一堂实验课，不仅仅只是优秀的学生能融入进来，还要兼顾其他学生，要让他们也融入进去才算是比较成功的课。一节课的效率如果很低或者只是对少部分学生有效率，那么这一节课就是一堂失败的课。在一节课的整个过程中，如果大家都有事情干，通过实验教学，学生的各个方面的认识都得到了提高，那么这就是一堂成功的实验课。

2.物理实验课堂的分类及要求

2.1演示实验

2.1.1演示实验的概念

演示实验，是指教师在课堂上或实验室通过展示相关实物、直观教具或示范性实验，指导学生经过观察以获得感性认识的一种方法。有些实验采用演示实验的方法教学效果比较好，比如以下情况：（1）有的实验比较复杂，学生操作有困难；有的实验要用复杂或精密的仪器，或仪器很少不能组织学生做。（2）有的实验比较简单，不必组织学生去做。（3）为了节省试剂，有的实验只要教师演示就能达到目的的，就少做。（4）有的实验在学生操作不熟悉时，应该有教师来演示。2.1.2演示实验教学的基本要求

首先要明确演示实验的教学目的。其次要求在教学时，要教给学生观察的方法，培养学生的观察能力。要求学生在观察前做好预习准备；同时教师要指导学生有计划、有步骤的进行观察，让学生养成良好的学习、观察的习惯，同时要求学生观察的同时要多思考和总结。最后，就是教师演示的时候要讲解、实验演示和板书设计三方面有机结合。演示实验的难度比较大的时候，可以选择flash动画来演示，这不仅简化了课堂教学而且获得了更好的课堂体验。

2.2探究型实验

2.2.1探究型实验的概念

探究型实验指实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动。

2.2.2探究型实验的基本要求

探究型实验的灵魂思想就是教师在实验的教学中只是起到一个引导和评价的作用，而没有去向学生演示，而是由学生自己通过实验、观察、分析得出的一般性结论。教师在探究型课堂中要努力去创设一个合理的物理情景，让学生们去发现问题，提出解决的方法，引导学生在现有的知识水平下，提出自己的看法和见解。根据学生提出的问题和问题中的矛盾，引导学生去设计实验方案，通过不断的优化和筛选，得出几个可行的方案，然后再进行科学的实验。在实验中要求学生学会收集有用的数据，运用各种方法来解决问题，同时得出结论，最后通过师生间的交流讨论得出正确的结论。2.3学生实验

2.3.1学生实验的概念

学生实验是在教师的指导下由学生操作的实验。根据学校的条件，学生实验可以一人使用一套仪器或以小组为单位使用一套仪器，可以在实验室进行也可以在教室进行。

2.3.2学生实验的要求

根据实验教学过程中教师的讲解、指导和学生操作的情况，学生实验又可以分为边讲边实验、学生独立实验。采取边讲边实验的方式时，教师的讲解和指导与学生自主实验进程密切配合，教学效果比较好。也可以学生独立实验，学生经过一定时期的分段实验，掌握初步的实验技能后，可以独立进行操作实验。

3.实验教学与物理课堂教学的紧密配合3.1实验教学与课堂导入的紧密配合课堂导入有助于启发学生进入新主题或新的学习任务。课堂导入应该引导学生了解新主题，为了创设物理情境，教师讲课之前可以做演示实验，让学生感到不可思议，又十分有趣，学生注意力自然集中到研究对象上来。

3.2实验教学与课堂讲解的紧密配合

观察和实验是物理学的基本方法，是获得感性材料，探索物理规律，认识物理世界的基本手段，在物理课堂教学中应该适当的多穿插一些实验来丰富课堂的理论教学，这样学生才不会感到所学的知识不是空洞的而是生活中实实在在存在的。尽量做到一个理论有一个实验来支持，可以是生活实例，也可以是动画演示实验、学生实验、演示实验等等。

3.3将实验设计融于生活之中

物理现象来源于生活，又服务于生活。几乎所有我们讲授的实验在生活中都能找到一个原型，所以讲授实验要以学生所熟悉的生活作为问题情境。让学生通过生活原型去思考物理实验的原理，抽象出物理概念，并最终解决问题。为了拉近物理与生活的距离，教师在讲解时可以用身边随手可得的物品进行各种实验。新课程标准重视学生的动手能力的培养，在物理实验教学中教师不仅仅只重视演示实验的操作，同时要兼顾学生实验和边学边做实验，这样才能让学生的积极性的得到充分的发挥。

3.4实验教学与物理知识应用的紧密配合

物理来源于生活，又服务于生活，物理课本中的“物理、生活、社会”就是最好的说明。学生在课堂上学习的知识只有在生活中有实际的应用，他们才算真正的学到了知识。没有应用的教学知识是一种空洞的教学，所以我们应该教会学生尽量把学到的知识运用到生活中去。

总之，中学物理实验教学如何与课堂有效结合是个需要长期探索的问题，需要我们在实际教学工作中不断总结，探索，把实验教学真正融入教学中去。

【参考文献】：

1.胡海飞.对物理新课程改革的几点思考[J].中学物理，2005（2）2.靳玉乐，艾兴.对研究性学习的再认识[J].课程.教材.教法，2003（1）

3.李春密.高中生物理实验操作能力及品质的发展研究[J].物理实验，2002（10）

4.李春密.物理实验操作能力的结构模型初探[J].学科教育，2002(6)

第二篇：中学物理课堂实验教学设计初探

中学物理课堂实验教学设计初探

吴枝兰

课堂实验在中学物理教学中占据重要的地位，中学物理有些知识是比较抽象的，还有些物理规律或结论是从大量的物理实验中概括出来。通过课堂实验可以化抽象为直观，从而更好理解和掌握物理概念和规律，还可以培养学生的观察、分析能力，也可使课堂教学生动有趣。笔者根据多年教学经验，略谈在中学物理课堂实验教学的设计准备过程中，应注意的几个问题：

一、中学物理课堂实验的设计应充分体现科学性

任何一个实验的目的要紧绕教学内容，实验原理有充分的科学依据，实验的现象能反映客观规律，实验装置步骤和操作方法都不违反科学要求。课堂实验的科学性，要求在演示过程中应实事求是、科学严谨，如果实验失败，应分析失败的原因，找出解决的方法，避免弄虚作假，从而给学生造成不良影响，失去实验的可信度和说服力。

二、课堂实验的设计要有目的性

设计实验要考虑到指导学生认识实验仪器，实验结构，启发学生明确实验目的、原理、要求和相应的思想方法。在实验过程中，教师要引导学生看什么，看到了什么以及为什么。对实验现象进行观察和分析，做课堂实验不同于小孩玩玩具。例如小孩玩玩具车只是对汽车新奇，觉得好玩，他们很少考虑汽车为什么会走，走的原理是什么?而任一个实验的设计都有一定的目的，实验的装置过程是为达到这个目的而设置的，整个实验过程也围绕此目的进行。

三、课堂实验的设计要确保成功

课堂实验实质上是把物理现象重现，让学生亲眼目睹或亲身感受到物理规律的效果，然后分析产生这种现象的原因。若实验不成功，不仅浪费了时间，也打消了学生的积极性和兴趣。如在“摩擦起电”这一节中，电荷间的相互作用规律是个很重要的实验，实验时为了避免空气潮湿影响实验效果，可以使用烘箱，效果会好很多。

四、课堂实验的设计要简易方便、直观性强

课堂实验的目的在于使学生对物理现象有清晰的了解。通过实验，展现在学生面前的应该是一幅简单而清晰的物理图像，在设计或选择实验时，实验装置要尽量简单，操作要简便，实验原理和过程一定要便于学生理解和掌握，使学生感到物理实验实在、可信，自己也能操作。一定要避免实验装置复杂、操作繁琐的实验，那样会使学生感到像魔术师做魔术一样，弄得神秘莫测，糊里糊涂。

五、课堂实验的设计要控制好时间

课堂时间是有限的，若实验设计时向过长，会影响教学任务的完成，学生注意力也容易分散；时间过短，学生看不清楚实验现象。因此，需要对费时的实验进行改进。例如：在研究“焦耳定律”实验，教材是将电阻丝放进煤油中，通电后，电流通过电阻丝产生的热量使煤油温度升高后在细管中上升，通过观察煤油上升的高度，比较电热的大小，这样做用时间较长，将实验作改进，利用电阻丝加热空气，使瓶内密封的空气温度升高，体积膨胀，压强增大，通过导管与瓶相连的细管内装红墨水，在内外压强差作用下，红墨水在细玻璃管中上升，整个实验只需几分钟，而且效果十分明显，对比性也很强。

六、课堂实验的设计要充分利用简单的自制教具

使用学生所熟悉的日常生活用品自制教具进行实验，容易引起学生的直觉兴趣，从而过渡到操作兴趣和认知兴趣。如：同样是研究浮力产生原因的实验，教材中采用“假设有一个正方体完全浸没在水里，其前后、左右、上下六个面都受到水的压力，只有上下压力不相等，由此说明水对物体向上和向下的压力差就是水对物体的浮力”。这种理想模型学生感觉很抽象。笔者用一个两端开口的透明的塑料瓶，两端蒙上很薄的橡皮膜，瓶侧装有一根通气的弯管。当把此瓶没入水中时，会看到橡皮膜向内凹陷，把浮力的本质是压力差这一抽象的概念具体为上下两块橡皮膜凹陷不同的情境。

七、课堂实验的设计要利用多媒体

多媒体辅助实验教学，开辟了物理课堂实验教学的新天地，根据教学内容和教学目标的需要，合理选择利用现代化的教学媒体。主要表现在几方面：一是物理模拟，一些无法在实验中观察的现象或实验中瞬间现象的定格，利用计算机制作的逼真贴切的物理模拟便可起到雪中送炭的作用。二是动画演示，有些物理现象可以做实验让学生观察，但由于一些实验条件不易控制，或存在某种干扰，使得学生对主要物理现象的观察不详细和清楚。在课堂教学中，可先做物理实验，再用计算机演示动画，把主要现象尽可能清楚地表现。三是填补实物实验的空白，一些危险、高难度及一些近代物理学的实验还不可能在中学做，因而中学物理实验教学中还存在许多空白点，可以充分利用计算机强大的多媒体功能来填补这些实验的空白点。

此外，在课堂实验的设计中，要结合实验适时讲解和指导。还要注意考虑实验的安全，对于要发出较大声音或强光、火花、燃烧的实验要在实验前告诉学生，以防任何事故发生。

总之，物理课堂实验应以“趣”、“疑”、“难”为诱因，尽量使之生动、有趣。如何设计才能达到良好的观察效果并不是容易的事，需要教师不断努力探索，进行实验研究和改进。

第三篇：中学物理实验教学

中学物理实验教学

摘要 物理规律的发现和物理理论的建立都是以实验为基础的。通过实验教学可培养学生观察物理实验现象和分析物理问题的能力、掌握用实验来探究物理规律的基本方法，提高思维能力和动手能力，加深对物理概念和规律的理解，可见实验在教育教学中的重要性。而现实中实验又是中学物理教学的薄弱环节，改革实验教学以适应素质教育和创新教育的需求是我们中学物理教学中的重要问题。另一方面，“探究”是这次课程改革浪潮中的一个重要内容，而实验探究是科学探究的重要方式。

关键词 探究

物理

实验 教学

本人就中学物理探究性实验教学的感觉与体会谈一谈之我见。

一、探究性物理实验的设计要注意的两个问题

1、实验设计要具有探究性

考察我们当前的实验教学的现状发现，不少课堂上，学生们也在忙于收集数据，解释并求证结果，但是如何根据有限的线索确定证据收集的方向，如何在不止一个可能合理的解释面前做出决策呢？这对于学生至关重要，但这个环节常常被教师替代，缺乏真正意义上的探究。例如，浸入液体中的物体所受浮力的大小与其排开液体的多少有关，如果把物体排开的液体收集起来称一下，就会发现它的重量刚好等于浮力的大小。这样的结果无疑可以作为著名的阿基米德定律的实验事实基础。但是问题的关键是，人们一开始怎么会想到要设法去收集那一部分刚好由于物体的浸入而被排挤开的液体呢？因此，实验设计要具有探究性是指：所设计的实验包含的物理规律往往隐藏在较深的层次，需要学生去挖掘。实验的条件和结果之间往往存在较大的距离，需要学生去跨越。解决问题的方法与途径往往不太明确．需要学生通过尝试错误，得出假设并验证假设来寻找。

2、探究性实验教学设计要在内容上把握主干，形式上注重质量。

虽然探究学习方式开始会比较耗时，但由于学生对相关知识的理解较为深刻。完全可以在后续的学习中通过少花时间而补回。当然在探究性实验的设计上，我们不可能也没有必要将所要求的内容都设计成探究性的。选择的应该是对于学科来说具有核心和基础地位的那些概念和规律性知识，因为学生真正理解了这样的知识。就等于掌握了学科知识的主干，形成了扩充和扩展自己知识结构的能力。

如何去评价一节探究性实验教学课，探究性教学只不过是一种符合人们认知规律和科学发展本性的教育追求，而我们的教学现状中很多的考虑是是否完整地经历了探究的几个环节，学生是否达到了自主探究的程度，其实活动的质量才是关键。例如：α粒子散射实验我们可以侧重于让学生分析实验现象，总结得出结论。对测定电源的电动势和内电阻实验，应让学生在电路设计上下工夫，如给定安培表、伏特表如何设计电路，给定两块安培表如何设计电路等等。因此，探究性实验教学的设计应当挖掘实验本身具有探究意义的因素．考虑学生的实际状

第1页

况。当然，自由式的探究实验教学缺乏教师的设计与调控，会导致许多学生在课堂上无从下手．也失去了探究的意义。

二、教学实施方法

结合本人进行的课堂探究性实验教学的实践，从两种基本实验形式来谈谈。

1、演示实验。

高中物理课本中安排了大量的演示实验，其目的主要是让学生在观察的基础上接受物理知识，为理解提供直观材料。根据探究性实验教学的设计原则，在演示实验中，要通过增加演示实验的创造成分，给学生提供更大的思考空间，把部分有探究价值的演示实验改为学生的探究实验。例如，平抛物体运动规律的演示，一个关键问题是如何在无法测定速度、加速度的情况下进行运动规律的研究，先给学生一定时间的思考，再由教师演示，让两小球从同一高度分别做平抛运动、自由落体运动，比较是否同时落地，让学生分析这个实验说明了什么，这个过程中教师不要轻易给出结论性提示。这样做的目的是给学生提供探索思考的空间，使学生体会这种将定量研究转化为定性研究的办法，即实验转化法。以上实验方法为学生提供了新的教学环境，在新环境下，学生独立自主思考、探索问题，避免因教师先讲或预习教材造成的“先入为主”的影响，要让学生人人有自己的猜想、观点、看法，并努力思考形成各自的实验设计方案。依据教学时间安排和具体课堂教学进展，必要时教师让学生思考并发表自己的实验设计，并视具体情况让一两个同学上台按照其中一个实验设计进行操作（这必须课前要让同学思考并设计，教师也要了解学生的实验设计情况并适当准备必要的器材）。

2、学生实验

在学生分组实验中，要通过增加实验的未知性，激发学生探究的欲望，如果某些实验所验证的规律符合学生认知水平、思维水平，这类实验可改为探究性实验，实验时间可放在知识教学之前。比如：“验证平行四边形法则”可以在教学“力的合成”一节内容加入作为探究性实验，让学生在亲身体验、经历探究的过程中，得出合成法则。“机械能守恒定律的验证”、“探索弹力和弹簧伸长的关系”也可以采取这种方式。对于不能超前于知识教学的实验，如：“测量电源的电动势和内电阻”，可在实验时让学生多角度设计方案，并动手实践，从中比较各类方法的优劣，体会书中方法的独特性。

对于练习使用仪器类实验，如：“练习使用打点计时器”、“练习使用多用电表”、“练习使用示波器”这样一些实验，要通过学生自己阅读使用说明，了解其基本原理和基本使用方法，并能够应用这些仪器进行相关量的测量。书中的学生实验大多都把实验器材、实验原理、实验步骤等叙述得非常细致，无论这些实验是作为探究性实验，在知识教学前完成，还是作为一般的学生实验，在相关知识学习完之后去做，都不要先预习教材或由教师讲解，即便是验证性实验或测量性实验．如“测定金属的电阻率”、“测定玻璃的折射率”等实验，学生已具备一定相关知识，完全可以由学生自主设计实验原理、实验方案、并进行操作。但对于一些学生确实难以完成的实验，可以通过教师适当点拨或学生看书完成。

第2页

应当说几乎每一个实验本身都蕴含着探究的成分，比如“物体内能变化热和功”一节的教学，利用压缩空气，使易燃物着火来演示空气内能的增加。这个实验给学生留下许多的疑惑：实验的研究对象是什么?筒内空气的内能是否变化?事先放入易燃物，恰恰忽略了一个很好的探究环节。若先不放易燃物，压缩空气，然后提出问题：空气的内能是否增加?学生会感到疑惑：“是否增加怎么看得见？”于是教师可以不失时机地提出问题：“如何判断？”这样做不仅有效地调动学生自主地参与到实验的设计中，而且实验的目的更加明确。

三、实施探究性物理实验教学的收获

1、学生自主学习的意识加强。

在新课程中如何变学生“要我学”为“我要学”是一个很关键的问题，在探究性活动中．学生有了更多自主学习的空间，一位同学所说：“⋯⋯这样的实验需要自己去猜想、去探究。通过实验可以验证自己的猜想和设计是否正确，这种方法既促使我们动脑又锻炼了勇于猜想、大胆动手的良好学习习惯”。另一位同学说：“如果问我哪一种形式的实验好，我会毫不犹豫地说：‘自己动手，丰衣足食。’”在这样的课堂教学活动中，他们习惯了自己提出问题，自己猜想假设，自己设计方案，并从自主学习的过程中增强了学习的积极性和主动性。

2、学生的知识结构得到优化和完善。探究式物理实验教学方法强调，让学生自己设计方案，并具体实施实验操作，这一系列的过程，使学生真正参与到实验中来，使他们的物理概念表象得以更为有效地与基础理论知识体系中的物理概念建立起实质性的联系。而过去的常规实验方法，教师常常在草草做完一遍实验后，紧接着进行分析，以引出概念。而没有注意实验过程、现象是否给出学生留下了深刻的印象。当学生头脑中还是残缺的表象时，教师却根据自己头脑中早已存在的表象进行分析。结果，学生跟不上教师的思路，造成不得不机械背诵概念定义的现象，他们对概念的理解，往往是在以后的逐步练习、运用中获取。探究性实验教学方法，便是在于使学生在还没有抓住物理概念本质时，就会主动查阅资料，自己设计方案，增强迁移效果，优化学生的知识结构。

3、教师的观念发生了变化。在探究性实验教学的实践过程中，教师们对其在物理教学中的作用逐渐有了更为深刻的认识，对教育过程本身也有了全新的感受。“过程即是知识”，过程是理解的基础，过程中渗透着科学研究的方法．使学生学会学习是走向社会和终身发展的基础。因此，教师是学生意义建构的帮助者和促进者，教师要将教育过程看作是把凝固文化激活的过程。在实践过程中，许多教师意识到经验型的教学已经不能适应新课程的要求，所以教师们还应成为自己教学行为的研究者。

参考文献：

[1] 唐殿强.创新能力教程.石家庄：河北科学技术出版社，2005.24～25.[2] 乔际平.创造思维能力的培养[M].北京：首都师范大学出版社，1998.第3

页

第四篇：浅谈中学物理课堂有效教学

浅谈中学物理课堂有效教学

----河南省焦作市山阳区教育局马久文

内容摘要：中学物理是一门部分学生感觉比较难学的科目，同时也是部分教师感觉比较难教的课程，目前中小学教学有个非常突出的问题：教师教得辛苦，学生学得痛苦，教学效率低，学生没有得到应有的发展。课堂教学严重浪费，浪费的根源在教师。追其原因是没有摆脱应试教育而片面追求平均分，旧的教学理念不能适应新课程改革。怎样才能有效的教学？笔者认为：首先要注重学生学习兴趣的培养；面向全体学生、注重学生全面发展；积极创设丰富的教学情景，增强学生的学习乐趣；了解学生自身的特点，培养学生良好的学习习惯。本文结合中学物理的特点及教学的现状，重点围绕中学物理课堂有效教学提出如下认识与大家探讨。

关键词：中学物理；有效教学；教学模式；教学策略

在全面推进素质教育的今天，探讨中学物理有效教学的理念与策略，对加强和重视中学物理有效教学研究有很重要的现实意义和很强的现实针对性。调查显示：并不是全部教学都是有效教学，发现还存在低效、无效或根本不讲成效等教学现象。如“机械教学”:其教学是教案是教材与教学参考书“搬家”，照抄照转；其讲课又是教案“搬家”，照录照诵。如“表演教学”:其教学是视教学为演讲，旁征博引，故作艰深，目中无学生，一意独自挥洒宣泄。如“填鸭式教学”:其教学不是从学生原有的认知状况出发，而是从教师自己对教材知识的理解出发，视学生为容器，生灌硬注等等。如果上述种种低效、无效或不讲成效的物理教学现象不能得到根本的改变，那么素质教育的历史任务就会落空。所以我们要进一步使教师拥有有效教学的理念，掌握有效教学的策略。踏踏实实地研究“中学物理有效教学”，使物理教学建立在有效地确保教学质量的基础之上。

所谓有效教学，就是指教师遵循教学活动的客观规律，以尽可能少的时间、精力和物力投入，取得尽可能好的教学效果，从而实现教学目标。它的内涵包括教学效果、教学效率、教学效益三个方面。其核心问题是教学效益，即什么样的教学是有效的。它的目的是实现学生学习内容由客观意义向心理意义转化，即使新旧知识之间建立有机的符合内在逻辑的联系，实现知识的有效建构，进而内化为能力。具体到中学物理课堂教学，可以从以下几个方面来提高物理课堂教学效率：

一、注重学生学习兴趣的培养

1、通过实验培养学生的兴趣。中学生对新鲜事物很好奇，而我们的物理实验课堂正好能满足他们的这种好奇心，所以物理课堂上我要珍惜每一次实验的机会，充分调动学生积极性，尽可能地让每一位学生都参与到实验的设计、操作、实验结果的猜想以及实验的结论的得出。这样的实验课比老师一个人在台上唱独角戏要有趣得多、有效得多。

2、通过幻灯片、多媒体课件使用来培养学生学习兴趣。幻灯片、多媒体的形象直观正好能够吸引中学生的眼睛。所以物理课堂中，只要有机会我就会使用多媒体，比如在讲天体运动时穿插一小段“探索与发现”节目中有关天体奥秘的视频，这些看似简单的多媒体运用往往能够迅速地吸引住学生。

3、通过物理学家小故事的穿插来培养学生的学习兴趣。中学生都处在追逐梦想的阶段，他们大多都有自己的偶像，或正在寻找自己的偶像。这个时候物理学家的故事往往能够很好地吸引广大学生，因为他们也同样期望将来自己能够成为像牛顿、爱因斯坦一样的名人。

4、通过物理教师自身的涵养直接影响学生学习物理的兴趣。物理教师自身的涵养可以直接影响到学生学习物理的兴趣。如果学生讨厌这个老师的话，那么该教师教的这门课程学生就会很逆反，不再会有有任何兴趣去学习。所以做一个学生喜欢的教师很重要。我认为一个学生喜欢的教师主要必须具备如下一些条件：知识渊博，关爱学生，风趣幽默，乐观向上。这样才能让学生喜欢你，同样喜欢你所教的课程。

二、面向全体学生、注重学生全面发展

1、教师应尊重学生的个体差异。教师要全面地了解学生，承认并关注学生的个体差异，发现每个学生的独特性，这是实施有效教学的前提。例如有的学生对物理实验特别感兴趣，尤其喜欢动手操作；有些学生对物理与生活及社会问题的联系感兴趣、喜欢带着问题去做社会调查；有些学生对物理的概念和基本规律感兴趣、喜欢进行理性的思考和探索。因此，在教学中要尊重学生的解决问题不同的认知水平和认识方式，鼓励学生采用不同的方法解决问题。问题的设计，教学过程的开展，练习的安排等要尽可能地让所有学生主动参与，关心和爱护每一个学生，尤其是学习物理困难的学生，给他们创造成功的机会，享受成功的喜悦，激发他们学习的兴趣。

2、物理教学应与学生的日常生活实践相结合。物理作为一门实践型的自然学科，以大量实验为纽带，与现实生活联系紧密。教师在课堂上随时都要援引生活中的物理现象、物理实例来讲授知识，所以要注重适时引导学生学会观察生活、留意生活中的司空见惯的物理现象。要充分重视学生对物理概念的形成过程的体验，引领他们掌握概念的本质和规律的来龙去脉。在遇到问题时学会积极动脑独立地思考，然后学会搜集资料或动手实验验证，从而学会自己解决问题。以此来培养学生对科学的求知欲，勤于思考、乐于探索自然现象和日常生活中的科学道理的良好习惯，增强将物理规律应用于日常生活、社会实践的意识。

三、积极创设丰富的教学情景，让学生轻轻松松学习

1、设置悬念，引入新课

教师在进行物理知识教学前，让学生观察实物，模型，图像、幻灯或多媒体以此激发兴趣，在对直观材料的感知中，创设所研究情景，将学生的注意力吸引到物理问题上来。例如在讲万有引力定律时组织学生观看一段天体运动的多媒体图像，提出太阳系中的行星为什么能绕太阳旋转？行星绕太阳旋转需要满足什么条件？其向心力是由什么力来满足？以上问题，几乎所有学生感到迷惑不解，表现出强烈的求知欲，这样便起到了激活全体学生思维，产生疑惑，急于求知的效果。

2、循序渐进，因势利导

学习是一个累积的过程。为了提高中学物理课堂教学的效率，中学物理的教学要特别注意循序渐进。我们常会遇到这样的的问题：一个很简单的物理问题讲过很多次，学生却老是不会呢。这时我们的处理原则应该是：“允许犯错、耐心引导”。如果学生暂时没有学好，那一定是在某个方面出现的问题。这个时候教师一味地心急或者教训学生是起不到效果的，又或者教师当作不知道有这么回事继续按部就班，那同样只会让学生越来越害怕物理。正确的做法，教师应首先要有一颗包容的心，允许学生犯错误。然后深入到学生的心里去了解清楚问题出在哪里。问题的出现可能是多样的原因。可能是老师的进度太快；可能是以前的知识没有明白；可能学生畏惧物理；还可能是有其它方面的心理负担等等。教师应当依据问题的性质、程度针对性地解决问题，鼓励学生不被暂时的失败所吓倒。教师应该明白，宽容和鼓励是学生前进的无限动力。解决了遇到的问题，学生才不会从心理上远离物理。才能不断地找到学习物理的方法，今后的物理学习也就会更加轻松了。

四、了解学生自身的特点，培养学生良好的学习习惯（1）教学生学会听课。向课堂要效益是所有教师的共识，而良好的听课习惯是听课质量的一种有效保证。上课时，老师不仅用语言传递信息，还会用动作、表情传递信息，用眼神与学生交流。因此，学生上课必须盯着老师听，跟着老师想，调动感觉器官参与学习。能否调动所有感觉器官学习，是学习效率高低的关键性因素。

（2）教学生学会提问。爱因斯坦有句名言：“提出一个问题，往往比解决一个问题更重要”。让学生自己发现问题并提出问题，比教师主观设计大大小小的问题，更能激发学生的主动性和积极性。更重要的是，能从根本上改变了学生以往等待教师传授知识的陋习，消除了学生学习上的依赖心理，使学生成为主动探索者，把学生学习的潜力充分挖掘出来。

（3）教学生学会阅读、预习和自学。课本是无声的老师，是学生获得系统知识的主要来源，是学生模仿学习解题的典范。因此，我在物理课堂教学中指导学生认真阅读课本和活动卡上的文字和图片表格等。坚持课前阅读，课内阅读，课后阅读，养成预习和复习的自学习惯。

（4）教学生学会独立作业。首先，引导学生在完成作业之前一定要认真看课本，至少阅读一遍全部文本、例题及课堂学习笔记，掌握解题规范与思路后再动手完成作业；其次，引导学生在动手完成作业时要仔细审题，养成认真阅读题目的习惯，全面领会题目中的已知条件（包括隐藏条件）；最后，作业完成之后一定要自我检查，形成独立检查作业的习惯，不断减少作业的差错，同时提高作业的质量和自我检查修改的能力。

作者简历：马久文，女，1972年3月出生，河南省焦作市人，2000年毕业于河南省教育学院物理专业，中学一级教师，现任河南省焦作市山阳区教研室教研员。研究方向：物理教学研究。

第五篇：第七章 中学物理实验教学

§7.1 物理教学必须以实验为基础

中学物理教学必须以实验为基础。这是由实验本身的特点及其在物理教学中的作用来决定的。

1.实验能为学生学习物理提供符合认识规律的环境

在学习物理过程中，要形成物理概念和认识物理规律，首先必须要有一定的感性认识。这种感性认识可以来源于学生的生活环境，也可以来源于实验提供的物理事实。通常，从生活中得到的感性材料多来自复杂的运动形态，力、热、电、光现象交织在一起，本质、非本质的因素交融在一起。因此，仅通过这种途径来使学生建立概念和认识规律有时会遇到很大困难。运用实验则可以提供精心选择的、简化和纯化的素材，它能够使学生对物理事实获得明确、具体的认识。例如，人们生活在空气的海洋里，却很难感受到大气压强的作用。做一个覆杯实验或马德堡半球模拟实验，大气压存在的物理事实就展现在学生眼前，他们对这个概念就易于理解和掌握。又如，学生对物体所受静摩擦力的方向常常难于辨认，其主要原因是进行抽象思维活动时，头脑中缺少表象的支持。如果应用如图7-1所示的方法，将有助于学生形成表象，以克服学习中的难点。

2．实验能培养学生学习物理的兴趣，激发学生的求知愿望

为什么要特别强调实验对培养学生学习兴趣的重要性？有如下的原因：

首先，实验具有真实、形象、生动的特点，尤其对中学生有很强的吸引力，极易唤起他们的直觉兴趣。例如，让学生观察“喷泉”、“煮金鱼”等生动有趣的实验，他们的注意力会高度集中，新奇的实验现象常常出乎他们意料之外，使他们兴趣盎然。这样，就容易唤起他们的好奇心，激发他们的求知欲望，使学生的兴趣不只是停留在被观察物理现象的表面上。

其次，实验是一种有目的性的操作行为。学生在观察的基础上，很自然会产生一种自己操作的欲望。让学生动手实验，不但可以满足学生的操作愿望，还可以发展学生对探索知识和规律的兴趣，进而发展学生的认识兴趣。

当学生对物理产生浓厚兴趣的时候，他们的学习欲望强烈，学习中会感到轻松愉快，从而有利于形成主动的、正确的学习方法。不断地体尝“发现”与“战胜困难获得成功”的喜悦，学生学好物理的信心就会越来越强．更为重要的是，由此可转化为一种热爱科学的素质和志向，这对学生个性的发展具有重要的意义．

3．实验是发展学生能力和使学生得到科学方法训练的重要途径

图7-2表示学生在实验活动中的信息流程．从这个流程可以看出实验对培养学生各种能力的影响：通过阅读实验资料，培养着阅读、自学能力；通过感觉器官接受形象和数据信息，并传递到大脑，一方面进行思维加工，一方面输出反馈信息、控制观察和操作器官，以获取更为广泛和深入的信息．这个过程可以培养观察能力和手脑并用的能力；与此同时，在大脑中抽调出贮存的有关信息，进行更深入的思维加工，从而加强了思维能力的培养；此外，把思维加工的结果以语言和文字的形式表达出来，又培养着表达能力．由此可知，实验是一种综合的能力培养过程． 由于实验是一种科学的方法，它能够创造”最确实、最少受干扰”、“保证过程以其纯粹形态进行”的物理环境，它是理论密切联系实际的学习过程，在这个过程中蕴藏着极其活跃的因素，能够活化学生学到的物理知识，因此，实验是对学生进行创造意识训练和科学方法训练的有效途径．

4．实验有利于培养学生良好的道德素养和科学作风

由于实验本身是一个严格的科学过程，要想获得实验的成功，必须一丝不苟，来不得半点虚假，并且必须把各项活动安排得井井有条，这对培养学生实事求是的态度和严谨的科学作风十分有益，此外，在实验过程中也不总是一帆风顺的．它以很强的吸引力磨炼学生的意志；加之实验中存在着辩证唯物主义教育的丰富素材，这对学生科学世界观的形成起着促进作用．我们不可低估实验在这方面的作用，从某种意义上说，实验的这种作用较之于学生掌握一些具体的知识和技能更为重要，对于提高人的素质具有很大意义．

综上所述，实验在完成物理教学的任务中占有非常重要的地位，我们必须从培养社会主义现代化建设所需要的、有个性特征的、全面发展的人才的高度来充分认识实验教学的意义，切实改变某些不重视实验的旧观念，始终坚持以实验为基础的教学方向．

§7.2物理实验的分类及各类实验的作用

物理教学中的实验，大体上可以分为如下几类：（1）演示实验（2）学生分组实验；（3）课内小实验；（4）课外实验．将上述各类实验与一定的教学手段配合就组成了各种实验教学课型：例如，将演示实验穿插在教师的讲授过程中可组成演示讲授课；将教师的演示与学生的讨论结合可组成演示讨论课；将教师的演示与学生的练习结合可组成演示习题课；将学生的小实验穿插在课堂教学活动中，可组成“边教边实验”或“边学边实验”；将教师的指导贯穿在学生独立操作的分组实验过程中，就构成了学生分组实验课型．各种实验有各自的特点，各自的功能，实验教学应当是各种实验与各种教学手段有机结合的系统．应当根据物理教学的整体要求来选择和组织实验教学系统．下面，将演示实验、学生分组实验和课内小实验的特点和功能分别作一介绍（课外实验将在第十一章中介绍）．

一、演示实验的特点和作用

演示实验是以教师为主要操作者的表演示范实验．它的目的主要是把要研究的物理现象展示在学生的眼前，引导学习观察思考；配合讲授或穿插学生讨论等方式使学生认识物理概念和规律，或者通过演示的引导和示范作用，为学生独立训练创造条件．它的主要作用如下：

1．引入课题，激发学生的求知欲望

教师常常选择一些生动、有趣、新奇和使学生感到意外的演示实验来引入课题，它能够有效地激发学生的求知欲望．

例如，教师在讲授动量定理之前，做如图7-3所示的实验：将一个生鸡蛋用棉线在其上围绕一周，再用透明胶带将打结处的两侧贴牢．把线的另一端跨过铁架上的钩于，象升旗一样把鸡蛋缓缓地升到铁钩下端，然后把线松开，让鸡蛋从高处落下．学生紧张而又意外地看到鸡蛋落下后反弹起来，被教师捉住，紧接着将鸡蛋往桌面上轻轻一砸，使蛋汁流入玻璃杯内．随后教师提出问题：“为什么鸡蛋从那么高处落下没有砸碎，而在桌上轻轻一砸就壳破汁流呢？”„„教师运用这个演示，创造了一个愉快学习的环境，使学生的思维活动处于积极状态．

2．提供必要的感性素材，帮助学生建立概念和认识规律

在课堂教学中，教师常用演示实验展示物理的现象和变化的过程，特别是学生日常生活中难以见到的或者是与学生的经验相抵触的现象和过程，使学生获得丰富的感性知识，形成鲜明的表象，为学生建立正确的概念、认识规律奠定基础．

例如，物体的形变总是伴随弹性力而产生的，然而，坚硬的物体，形变很小，学生无法察觉，因此在他们的观念中形成了“有的物体能够形变（如橡皮、弹簧），而有的物体不会形变（如石头、玻璃）”的错误认识．为纠正上述错误的认识，教师可应用如图7－4的演示实验．由于加接了细孔径2毫米的玻璃管，而使形变的现象显露出来．又由于选用了椭圆截面的大墨水瓶，沿短轴方向向内挤压时（a），可以看到玻璃管中的液柱上升；沿长轴方向向内挤压时（b），可以看到玻璃管中的液柱下降．学生在惊讶的发现中建立了正确认识．

3．进行观察和思维训练，巩固和应用物理知识

由于演示实验中教师的可控制特点很突出，教师能够有意识地选择和设计实验的内容和程序．得心应手地把需要的现象展示出来，因此演示实验不仅可在学生形成知识的过程中发挥作用，而且可以在学生应用知识的过程中发挥很好的作用．

例如，教师利用电学黑箱对学生进行观察、思维训练，黑箱盖上有两个接线柱，箱内只有两个电学元件；一只大容量的电解电容器（1000微法）和一只数千欧姆的电阻并联，用示教电流计的R×100的欧姆表进行测试，让学生通过观察，判断元件的种类及其联结的方式．尽管只有两个元件，也必须非常仔细地观察，既要把握电流变化的阶段特征（先大后小），又要察觉电流变化瞬时特征（速率越来越小），以及终态电流的状况，经过认真思考，才能得出正确的结论．

4．提供示范，为学生训练实验技能创造条件

在演示教学中，教师的示范作用表现在两个方面：一是通过演示实验介绍学生将要使用的仪器和进行实验的方法步骤、技能；二是通过教师操作过程中实事求是态度，严肃认真一丝不苟的作风的影响，潜移默化地培养学生良好的作风、习惯．

总之，演示实验是物理实验教学中发挥教师主导作用的重要手段之一．成功的演示实验，常常给学生留下难以磨灭的鲜明印象，使课堂气氛异常活跃，从而获得很好的教学效果．

二、学生分组实验的特点和作用

学生分组实验是学生在教师指导下利用整节课时间，在实验室分组进行实验的教学形式．它是学生亲自动手使用仪器、观察测量、取得资料数据，并亲自分析总结的过程；是学生学习物理知识、培养实验技能和良好品德素质的重要环节．从教学目的的侧重点来划分，学生分组实验大体上可以分为五类，即：研究性（探索性）实验，验证性实验，测定性实验，基本仪器使用训练性实验和装配技术训练性实验．这些实验的特点和作用如下：

1．研究性（探索性）或验证性学生实验

这两类实验是以学生获取知识的不同途径来划分的，研究性（探索性）实验的主要目的是，让学生通过观察测量活动和归纳概括的思维方式来建立物理概念和认识物理规律，同时训练一定的实验技能，它具有让学生亲自“发现”的意义．人们常称其为“探索性实验”．在中学物理教学中验证性实验的主要目的是让学生通过实验验证由已知理论推导出的新结论的正确性，从而加深对新知识的理解，并训练实验技能．这两种实验方法都是物理科学研究中的基本实验方法，前者是从个别到一般，实验在前，而结论在后，实验成为探索规律的主要手段．后者则推理判断在前，实验验证在后．在物理教学中，这两种方法都各具重要的作用．研究（探索）性实验之前，由于学生还不知道实验的结论，要求他们自己去“发现”，因此学生的积极性是比较高的，能够较好地激发学生通过手脑并用、探求知识的欲望和培养观察、归纳、概括能力．验证性实验是传统学生实验中的主要类型，它能够使学生更好地理解知识的内在联系，认识理论的能动作用，培养推理、验证分析能力．

2．测定物理量和物理常数的学生实验

这类实验在学生分组实验中也占有相当大的比例．它主要是让学生利用已知的物理概念或物理规律并运用一定的仪器来测定某个物理量或物理常数，例如，利用自由落体的规律“测重力加速度”，利用完全非弹性碰撞中的动量守恒定律来“测定弹丸的出口速度”，利用欧姆定律以“状安法测电阻”等．它可以帮助学生理解物理概念和物理量的意义，学会应用物理规律，训练基本实验技能，并学习间接测量的巧妙方法．

3．基本仪器使用训练性和装配技术训练性的学生实验

当然在前述几类实验中都要运用一定的基本仪器和涉及某些装配技术．但是对于某些重要的基本仪器和实验技术，有必要对学生进行一定的实验技能技巧训练．这就是这两类实验的目的．例如，“示波器的使用”实验，可以使学生了解电子束在电场中偏转的原理，知道示波器面板上各主要控制器件的名称和作用，学习和初步掌握使用示波器的最基本方法．又如，“安装简单的收音机”实验，可以使学生学习电子线路图的认识方法，熟悉简单收音机的基本原理和接受电子装配技术的初步训练． 总的说来，学生分组实验的最主要特征是学生的独立实践活动，这种活动有系统的、统一的要求，并在实验室内完成．如果把教师的演示示范看成是带路的向导，则单靠向导带路往往达不到独立认路的目的，只有在自己实践的基础上，才能在没有向导时辨认前进的方向．在这种意义上，学生分组实验是任何其它的教学手段和方法所不能替代的．

三、课内小实验的特点和作用

课内小实验是穿插在课堂教学过程中的学生小实验，它与演示实验的不同点主要在它的操作者不是教师或者是协助教师的个别学生而是全体学生．它与学生分组实验的不同，它不象学生分组实验那样用整节课比较规范地完成教师在实验室中准备好的实验，也不一定要履行“预习实验-报告”的要求．通常它与教师的讲解密切配合，比较小型灵活，可以根据教学需要，选择不同性质的实验，可以是一个小实验，也可以是一组系列的小实验，或者是按照一定程序编排的系列阶段实验．实验的时间可以由几分钟到几十分钟；组织形式，可以是同桌的两人一组，也可以是更多一些人组成一组．实验可以在实验室进行，也可以在教室进行，可以用配套的正规仪器，也可以用自制教具、学具或者是随手可取的日常生活用品进行实验．这种实验与教师的讲授和学生的自学、讨论结合组成“边教边实验”或“边学边实验”的课型，并具有如下的优点：

1．由于让学生通过自己动手来学习知识，而不只是看教师演示，有助于发挥学生的主动性，有利于克服课堂教学“满堂灌”的现象．

2．由于在这类实验的间隙穿插教师的启发．引导、讲解或教师与学生，学生与学生的讨论，在这种物理环境中，有利于扩大课堂内师生的信息交流，在教师的主导作用下，发挥学生的主体作用．

3．由于这类实验小型灵活、运用方便，可以增加学生实验在教学中的比重，因此，可以提供更多的机会来培养学生的实验技能和训练科学方法．

如果我们把以上三类课堂教学中的实验按照教师施加影响的程度和学生的独立活动量排一个队，则如表所示：课堂实验种类 教师影响程度 学生独立活动量 演示实验 大 小 课内小实验 中 中 学生分组实验 小 大 由此可见，我们应当将它们有机地结合起来，以取得最佳的课堂实验教学效果．

§7.3演示实验教学

演示实验在中学物理教学实验中占有很大的比重，而且是一种深受学生欢迎的实验形式．它是教师施展教学艺术的独特手段，它能够化枯燥为生动，化抽象为具体．演示实验的内容和方法有很大的灵活性．同一课题，教师可以用现成的仪器设备，也可以用自制教具进行演示．同一个演示仪器，教师可用于引入课题，也可用以巩固新课．为更好地发挥其功能，必须深入研究演示实验教学的基本要求．

一、演示实验教学的基本要求

1．要有明确的目的 演示实验运用于课堂教学的不同环节，有不同的目的，因此有不同的要求．有无必要演示，选择什么样的演示，怎样进行演示，都必须首先从具体的目的出发．

例如，我们在学习习近平抛和斜抛的内容时，可供选择的演示实验很多，抛出粉笔头就是一个最简单的演示，还有如图7-5所示的“三球相碰”的演示，水流喷射的演示，以及利用闪光照相等等．

显然，在运用演示引入课题或巩固所学知识时，教师总要力图增加实验的趣味性，以更好地调动思维积极性．抛粉笔头的演示虽然简单，但在引导学生通过观察定性地描述平抛运动的特征这一点上却很好，好就好在它稍纵即逝，活跃课堂气氛，并可较好地训练学生的观察能力．如果需要让学生认识“平抛运动可以看成是水平匀速运动和自由落体运动的合成”，可用如图7－5所示的“三球演示器”，并配合使用闪光照相图片（或投影），效果就很好．原因就在于它们能够清楚地显示抛体运动的本质特征．

由上可知，我们不能离开演示的具体功能来评价演示的好坏，演示实验只有和一定的教学过程结合起来，才能发挥它的作用．

2．要明显和直观

可以说，演示实验的一切功能都离不开观察，观察者只能在演示者所给观象的基础上进行观察，因此演示实验的直观是最起码的要求．

（1）演示的现象要明显

一人演示，众人观察，所以现象必须明显．能否使每个学生都看到要演示的现象，是教师心目中有无学生的表现．为使现象明显，仪器的尺寸要足够大，测量仪表的刻度线要适当粗些，声、光及观察物体与背景的对比度要强，过程中的变化要显著．必要时，可以借助投影、机械放大、光杠杆、放大电路等手段增强现象的明显性．其次要注意放置仪器的位置，有足够的高度，不平摊在桌面上，运动体所在的平面应与黑板面平行．必要时，可借助演示小桌、演示垫凳、演示板、演示支架和磁性黑板等．

（2）仪器简单，过程明瞭 我们力求演示仪器简单，过程明瞭，其目的在于突出要观察的物理现象和过程，降低无关因素的干扰，特别是在一些为建立、巩固物理概念的定性演示中，没有必要选择精密复杂的实验装置．例如，用前面介绍的椭圆墨水瓶演示微小形变的现象，效果就比用复杂的光杠杆系统装置好．又如，用如图7-6所示的铁丝轨道对比小球静止和运动时对凸桥、凹桥桥面的压力时，①把小球放在凸桥顶端，小球恰巧能从两桥臂之间掉下去，但让小球从斜面上滚下，再经过凸桥顶端时，小球便不再从两臂之间落下，而是沿桥面惊过．②把凹桥下方的搭钩脱开，让小球静止地放在四桥的中心，显示小球的压力不足以将两铁丝桥臂挤开而下落，然后让小球从斜轨上滚下，当小球经过凹桥底端时，小球即从两轨道之间掉了下去．由上可见，这种凸桥、凹桥的装置，可以说是简单的出奇，然而演示说明的却是学生平时将信将疑的一个难题．我们提倡用简单的方法做演示，不仅有利于突出物理原理，而且易于引起学生学习物理的兴趣，激发学生的创造意识．

（3）视听感官并用

有关资料表明：“在接受知识方面，单靠听觉一般只能记住15％左右；单靠视觉，从图象获得知识，只能记住25％左右；如果两者结合起来可记住65％”①．因此，调动学生各部分感官的协同作用，比用单一渠道要好．还应考虑学生对各种感觉信息的分辨本领，以强化有用刺激．例如，用下面的方法帮助学生理解加速度的概念：

在一辆沿斜面滚下的小车后面，拖一条长约2米的磁带，磁带上录有一段不变的乐音（如风琴的c调），把录音机的放音磁头用导线接出来，装在斜面的一定位置上，用贴有细毡的薄弹性金属片将磁带轻轻压在磁头上．当小车沿斜面向下运动时，小车拖着磁带运动，使录音机发声．这样就可以使学生用视觉观察到的速度变化为听觉感受到的音高变化，用音高来理解速度，用音高变化的快慢来理解速度变化的快慢，即加速度的大小．由于人耳对音高的感受灵敏，而且对“变”的感受，比视觉更直接，因而对变化率的概念比较容易建立①．

3．要安全、可靠

课堂上的教学时间是极其宝贵的．如果教师在演示中出现失误和差错，不仅会贻误时间，而且会引起学生对所得结论的怀疑，因此，教师在课堂上的演示实验必须确保成功．（1）做好充分的准备工作

这是确保演示成功的关键．教师在课前要选择好所需的仪器和材料，仔细地进行检查，并按照课堂上的实际程序预做一遍（甚至数遍），熟悉仪器的使用性能，了解实验的准确程度，估计实验的时间，观察教室里即将演示的环境等等．并在教案中写明演示所需的每一件物品，以免课堂上演示失败或失去良机．

（2）课堂演示时必须确保安全

演示时，教师必须按照安全操作规程去做，认真仔细，确保人身安全和仪器设备的保全．可能存在不安全因素的实验，一定不要让学生上台来操作．例如需要用到220V或380V市电的实验，或者用高压感应圈、水银的实验，应当由教师自己操作，并做到万无一失．

（3）正确对待课堂演示中的失误，切忌弄虚作假 备课中做好充分准备，可以提高演示的成功率，但不能保证课堂上一定不出问题．出了问题怎么办？一是要镇静，切忌手忙脚乱，应认真思考和分析，尽可能及时找出原因，迅速排除故障；二是要实事求是．万一不能及时排除故障，也不可用“仪器不行”来搪塞过去，更不可编造数据，弄虚作假．应当向学生如实说明实验失败的原因，并声明在下节课重做．这样的负责精神和科学态度，必将对学生产生良好的影响．

4．要有启发性

演示实验能够提供丰富的感性材料，变抽象为形象，但它的最终目的是要通过观察启发思维，使学生更好地认识客观规律，发展能力，培养兴趣．因此，在设计和编制演示程序时，必须在启发性上下功夫．

演示中的启发性，首先在于以趣激疑．当生动的演示现象出乎学生意外之时，认知的矛盾将转化为思维的动力．例如，在“弹性碰撞”教学开始时，让学生观察用两个等质量的玻璃小球做成的两个双线摆：如图7－7，先将左边的摆球拉开，右边的球静止于平衡位置，再释放左边的小球，两球相碰后，左球静止，而右球弹起；当右边的球返回碰撞后，右球又静止，而左球弹起．如此两球反复碰撞，图7－7在碰撞声中，动静交替．面对这一有趣的情景，问题油然而生．

运用演示引发问题，只是启发思维的起点，虽然它是学生开展积极思维的突破口，但要推进思维活动的展开，仍须有教师不断的引导．这样，演示才能成为推进思维的向导．因此演示教学的启发性应体现在演示程序的精心设计之中．

例如，在高中学生学过气体定律之后，教师用如图7-8所示的浮沉子演示来训练学生的思维．

（1）用手压容器上方的薄膜，原来浮在液面上的浮沉子开始下沉，当下沉到某一深度时松开压膜的手指，浮沉子上升[图

7－8（a）（b）]，试解释这一现象． 这是许多初中学生曾经见到过的实验，当时对这个现象的解释是很粗略的，只需要说明，压膜时水进入浮沉子内，重力增大，浮力小于重力，于是浮沉子就下沉，松膜时，水从浮沉子内排出，重力减小，浮沉子就上浮．

（2）继续压膜使浮沉子下沉到更深的位置放手，见到浮沉子仍可上升．似乎上面的解释还是完善的．

（3）继续压膜，使浮沉子达到比上一步更深的某一位置松开，出现了浮沉子不再上升的现象，并且一直沉到容器的底部[图7－8（C）（d）］，这突然出现的现象，使学生感到意外，于是不得不重新审查以往解释的不足之处．看来浮沉子中气体的体积，不仅与容器上方气体的压强有关（这是由帕斯卡定律所决定的），而且还与浮沉子所处的深度有关．

（4）打开容器上方的橡皮膜，使液体上方的气压不变，用一根棒把浮沉子逐渐下压至不同的深度，观察浮沉子中气体体积的变化，说明浮沉子所以在一定的深度不再上浮，是由于在下降过程中液体内部压强这个因素造成的．（5）在浮沉子沉至容器底部以后，打开容器下的出水阀门，或用虹吸管使水缓缓流出．可以看到，当液面下降到一定深度时，浮沉子就从底部浮了起来［图7－8（e）]．

从上述的程序设计可以反映出教师对学生思维的引导作用，它既调动了学生的积极性，又使观察和思维紧密结合起来，从而使学生的认识由表及里逐步深化．

二、演示实验教学中的观察指导

在演示方案确定以后，要想达到演示的目的，关键在对学生的观察进行指导．同时，对演示观察的指导又是培养学生观察能力的一个重要途径．因此，在演示教学中应十分重视观察指导．这里所说的观察指导，有两层含义：一是演示本身应能吸引学生的观察注意；二是教师在演示过程中及时指导，教给观察方法．所谓指导，绝对不是说教师指到哪里，学生就看到哪里．

1．明确观察目的，做好观察的思想准备 草率从事是新教师在演示教学中常犯的毛病当学生还没有思想准备时，演示已经结束，因而达不到演示目的．在演示之前，一定要让学生明确为什么要做这个实验，以及打算怎样进行；出示的仪器应当有所交待，例如，在演示液体内部压强规律时，应当使学生带着两个问题进行观察：一是液体内部压强与深度的关系；二是液体内部在各方向是否都有压强（特别是向上的压强）及它们的关系；同时还应使学生在认识U形管压强计的构造及功能的基础上进行观察．因为此时学生还不理解U形管压强计的原理，所以应当用直觉的方法，如在橡皮膜上用手或重物压，使学生了解U形管两侧液面高差越大，表示压强差越大．

又如，在自感现象的教学中，观察接通电路的自感现象，首先必须带着“如果线圈自身的电流发生变化，那么线圈自身是否也会产生感生电动势？”的问题，并认清演示电路的特点，才能把观察的注意力集中到接通电路瞬间所发生的现象上．我们曾经对20名高一的学生和高二的学生分别进行演示．由于高一的学生还没有学过法拉第电磁感应定律，正确记录观察现象只有75％，而高二学生刚学过电磁感应定律，正确记录观察现象的达到了95％，可见，观察的目的性对于观察效果起了很重要的作用． 2．突出观察重点，排除无关因素的干扰

例如，通常教材中介绍断路时自感现象的电路装置，都选用一只灯泡与电感线圈并联的电路．设想按这一装置进行演示时，学生会看到开关断开后灯泡并不立即熄灭．但由于时间常数L/R太小，这种延时现象无法看到．而灯泡突然一闪的现象却十分明显，它给学生建立自感的概念带来困难．如果在开始演示时只给出一个简单的电感线圈、灯泡、开关与电源的串联电路（图7－9），提出“在断开开关的瞬间线圈中是否有感生电动势产生”的问题，然后与学生共同设计实验电路来验证感生电动势的存在．一种简单的方案就是观察开关拉断时闸刀与闸刀座之间的火花放电现象证明感生电动势的存在；另一种方案就是将示波器或者是高内阻的电压表并联在电感线圈两端，观察其电压的变化；还有第三种方案就是将一只氖泡并联在线圈两端，开关接通时氖泡不导通，其电阻为无穷大，可视为它对电路没有影响，切断开关时，线圈中的电流迅速减小，原串联的灯泡熄灭，而并联在线圈两端的氖泡起辉了，它的起辉电压比电池电压要高许多，由此说明感生电动势的存在．这个实验还可以在后面的教学中说明日光灯的起辉原理．

3．从整体到局部，再从局部到整体，培养观察思路

观察的全面性是客观反映事物属性的前提，应当利用演示实验培养学生正确的观察思路．例如，教师常用“圆锥上滚”的实验来训练学生的观察力．首先把倾斜轨道展示在学生跟前，倾斜轨道的表面特征给学生造成假象．把双锥旋转体放在轨道的中部，学生几乎毫不例外地预感到旋转体将沿斜面滚下，然而见到的却是意料之外的现象（如图7－10所示）．在学生渴望得到解答之际，让他们从各个方面对仪器观察，并注意圆锥体与轨道之间的联系，最终发现圆锥体在轨道低端的重心位置最高．于是学生在恍然大悟中获得了观察方法的启示．

4．纵、横对比，把握事物特征

观察的深刻性在于透过表面现象抓住象物的本质，利用对比观察是使思维向纵深发展的很好的方法．在演示实验中，要引导学生善于察觉条件的差异及产生结果差异的联系．通常可以采用纵向对比、横向对比、正反向对比的方法．

例如，用验电器和锌板（或铝板）等演示光电效应的现象，实验过程如图7－11所示．把用砂纸打磨光的锌板（或铝板）插在验电器的导杆上，给锌板带上负电荷，可以看见验电器指针张开；用紫外光（功率较小的医用紫外线灯）照射锌板，验电器指针即迅速闭合；再给锌板带正电，同样用紫外光照射锌板，验电器指针不再闭合；再用白炽灯作光源，照射带电的锌板，不见指针张角有何变化．从上述过程可以看出，它是一个逻辑性很强的纵向对比过程．由（a）、（b）阶段的对比可以看出，验电器指针闭合不是由于紫外光使空气电离的原因（虽然有一点影响，但不是主要原因），而是光照射使电子跃出的原因．由（a）（C）阶段的对比说明光电子能否跃出与照射光的频率有关．

纵向对比的演示方法是按照现象变化的顺序逐步展开的．它能够使学生较好地把握过程发展的阶段特征，但需要不断回忆已经消逝了的现象．在比较复杂的过程中，可以变部分纵向对比为横向对比，纵横向对比相结合．例如，图7－12（a）显示了物体浸入液体前后弹簧秤读数的变化，由此可知浮力的大小，在继续演示的过程中，保留图7－12（a）的状态，同时用另一个同样规格的弹簧秤显示排开液体的重量，如图7－12（b）所示，两者横向对比，学生就能清晰地察觉两者之间的关系．

又如在上述接通电路的自感现象的演示中，也采用了电感支路和电阻支路同时横向对比的方法，从而使难于察觉的暂态差异显现出来．

为了便于学生认识事物的本质，常需要用正向和反向对比的方法．例如，为了说明振动产生的条件之一是物体必须受到回复力的作用，可以用弹簧振子演示，分析回复力使物体围绕平衡位置往复运动；还可以用保险丝绕一个弹簧，下挂小球，在事先不告诉学生弹簧材料的情况下，把小球拉伸后释放．学生惊异地看到小球不发生往回运动，这时告诉学生弹簧的材料，于是学生们从反面现象加深了振动产生条件的认识．

总之，教师在演示教学中，一定要注意使学生的观察和思维活动紧密结合起来．用观察促进思维活动的展开，又用思维指导观察活动的进行，使学生逐步认识物理概念、规律，逐步发展观察和思维能力．

§7.4学生分组实验教学

一、学生分组实验技能训练的教学目的 学生分组实验是学生在教师指导下独立操作的课堂教学过程，教师应当根据大纲的要求，有计划地、系统地训练学生的实验技能和良好习惯．这些技能的教学目的可大体分述如下：

1．逐步学会自学实验讲义（教材）

通过自学与辅导，逐渐学会自学实验讲义或相关教材，理解其内容、包括目的和原理，知道怎样做实验，会组织实验步骤．

2．逐步养成正确认识基本量具、仪表的习惯

要求学生养成正确习惯：拿到量具，仪表能说出它的名称，通过对外部形态、铭牌、一般构造的观察，教师的辅导及阅读说明书等材料，了解它的主要功能、使用条件、量度范围，精密（准确）度及使用规范．

3．逐步养成良好的操作规范，进行正确的实验操作．

实验操作必须按一定的操作规范程序进行，逐步养成良好习惯，例如：

（1）装配仪器：一台仪器的装配，多台仪器和器材的组合，都应当做到能按合理的规范程序操作．例如在装配天平时，应先将横梁放于止动架上，才能安放挂钩、挂架和挂盘，不仅要使各类部件的位置正确，而且要做到“对号入座”．

（2）仪器的预备性调整

器件装配好以后，一般都要进行预备性调整，如仪器底座位置的调整，滑线变阻器滑动臂初始位置的调节，仪表上的档位选择及各种旋钮初始状态的调节，热电子仪器的预热，光具共轴的调节和各种测量仪表零点的调节等．

预备性调节的最后一步是检查，检查的项目，一是看仪器或电路的装配是否正确，二是看各种器件是否处于规定的初始状态．

（3）启动工作和观察记录：按规程及实验步骤启动仪器工作，并仔细观察，记录所示数据．（4）实验结束后的收尾工作

实验结束，应按照一定的顺序拆除和整理仪器；检查仪器材料是否有坏损丢失，然后清理桌面，板凳的归位．一切设备复原．

4．逐步掌握实验操作的规范动作

实验操作不仅要注意程序，而且要注意动作的规范要求，切忌随意性的动作．例如：

（1）调整天平时，一般用左手握住止动旋钮，不论调节底座、横梁，放卸待测物和砝码，还是拨动游码，都必须在止动期内进行．需要观察天平是否平衡时，再轻轻地顺时针旋转止动旋钮．当横梁处于升起状态时，左手不可脱离止动旋钮．这样做，一方面是为了防止横梁自动落下，一方面提醒使用者在观察天平平衡之后立即把横梁放下．用右手拿砝码镊，镊口的凹边应当朝上，如图7－13所示．待测物和砝码都应放在砝码盘的中央．

（2）用手拿烧杯倾倒液体时，应如图7－14所示．

（3）使用螺旋测微器，一般应用左手拿被测物，右手无名指与小指握弓形架，拇指与食指操作旋轮．若被测物已被固定，则可用左手握住弓形架身，右手旋转螺杆套筒．当螺杆开始接触被测物时，应改旋棘轮，使螺杆前行，压住被测物，待听到“咔咔”声时再行读数，如图7－15所示．

（4）用手调节滑线变阻器滑臂时，应以另一手扶住瓷支架上方，如图7－16所示．

（5）用手拿透镜时，应如图 7－17所示，切不可触及透镜表面．

5．学会正确测量读数与处理数据

（1）检查零点是否正确，在零点不符的情况下，应调整好零点或选择相对零点：

（2）应使观察视线与表面垂直．（3）读数时，一般应保证准确的数位不致省略，可以估读到最小分度的下一位，但不必估读至最小分度的下两位．例如，用毫米刻度尺测量的正确读数是15.3mm．不应表达为15mm，也不应表达为15.25mm．当量具的最小分度为0.2或0.5个单位时，在观察能力许可的条件下，应估读到最小分度的 1／2或 1／5．例如，最小分度为0.02A的安培表，应估读到0.01A：

不管使用何种量具，养成良好的读数习惯是非常重要的．一般来说，应当先观量程，再看最小分度，然后看零点，再读数和记录．

处理数据应体现科学的态度和方法．常用处理方法有计算法和图示法两种．

在中学物理教学中，使用计算法多利用平均法来减小实验误差．

图示法的优点主要有两条：一是简明、直观、便于比较，特别对探索物理规律很有用；二是利用实验中的有限数据作出图线后，从中找到那些无法通过实验来得到的数据，还可以求出相关的第三个物理量．用图示法表述物理量之间的关系时，应注意以下的要求：（1）在中学物理教学中，主要介绍直角坐标系．直角坐标一般以横轴代表自变量，纵轴代表因变量．在轴的末端近旁注明所代表的物理量及其单位．

（2）坐标的原点，不一定取为变量的零点．坐标轴上的标度值应能恰当地反应出测量值的有效数字．坐标标度应划分得当，以不用计算就能直接读出图线上每一点的坐标为宜，如通常用1、2、5而不用3、7、9来标度，使坐标纸的一小格可用来表示测量值最后一位的1，2，5个单位．

（3）应尽量使图线占据图纸的大部分，不致偏于一角或一边．横轴和纵轴的标度可以不同，但大小要注意配合．如果数据特别大或特别小，可提出乘积因子，例如提出×103、×10－2放在坐标轴最大值的右侧．

（4）描点和联线．依据实验数据用削尖的铅笔在图上描点．为清楚、准确起见，常以该点为中心，用×、⊙等符号中的一种标明．同一图线上的观测点要用同一种符号，如果图上有两条图线，则应用两种不同符号以示区别．描绘出的直线或曲线应为光滑曲线．曲线不通过全部测定点是正常现象．一般情况下，联线时应尽量使曲线通过或靠近大多数观测点，并使测点比较均匀地分布在曲线的两侧．如图7－18所示．

6．学会写实验报告

实验报告一般应包括实验目的、装置与器材、实验原理与步骤、数据记录与计算、结论与讨论等部分，逐步地要求学生学习自行设计实验报告．在设计报告时，应让学生学习用比较简洁的文字，直观的图表来表达报告的内容．数据表格的设计应做到：说明实验条件；要有原始记录；栏目中应注明物理量的符号和单位；力求简明，便于总结物理规律．

下面介绍一份学生分组实验的报告：

证机械能守恒定律

实验者姓名××，同组人姓名×××

实验时间×月×日下午第二节

[实验目的]

1．验证物体在光滑斜面上自由下滑时的机械能守恒；

2．进一步巩固打点计时器的使用和数据处理方法。

[实验器材]

平面小车，电磁打点计时器，学生用电源，支架，直尺。

[实验原理与步骤]

如图7－19，如果小车在重力作用下沿光滑斜面下滑，从静止点A到B小车的重力势能减少 △Ep=Mghon

而动能增加 如果△Ek=△Kp即 或△Ek/△Ep=1

则证明机械能守恒

1．调节斜面倾角，使H/L尽可能大一些，以减小摩擦力的影响；

2．装配和调整电磁打点计时器；

3．将小车置于斜面上方A点处，连接装配好打点纸带；

4．开启电源，释放纸带末端，使小车下滑，下滑结束即关闭电源；

5，取下纸带，测量读数并进行数据处理。为什么在本实验中△Ek／△Ep＜1？ 因为在本实验中小车在斜面上运动所受的阻力不能忽略不计，其势能减少量中的一部分消耗在克服阻力所做的功上，因此△Ek＜△Ep．本实验的误差约在8％以下．因此可以说，如果不计阻力的影响，小车维持机械能守恒．

由上述数据可以大致估计小车所受阻力的大小．现以第4组数据为例．

二、学生分组实验的一般过程和教学要求

学生分组实验的过程，一般分为三个阶段：准备、操作和总结阶段．

1．准备阶段及其要求

本阶段的主要任务是使学生明确实验目的，理解实验原理、方法，认识实验仪器，做好操作与记录的准备工作，其核心是理解实验方案．这是调动学生实验主动性的前提．如果对目的、原理不了解，依葫芦画瓢地做一阵子实验，稀里糊涂地记了一批数据，这就很难说有什么好的收效．对科学的实验研究来说，构思阶段非常重要．教师正是在实验的准备阶段中，让学生学一点科学构思的方法．因此，教师要充分重视准备阶段的引导工作，如引导学生认真阅读实验教材，提出一些问题帮助学生思考和理解例如，在做“把电流表改装成伏特表”的实验以前，可布置如下几个问题：

（1）怎样才能把电流表改装成伏特表？在计算电表的附加电阻时，应当知道电流表的哪些参数？

（2）在按图7－20的电路测电流表内阻时，为什么要满足R远大于R＇（例如R≥100R＇）的条件？怎样才能满足R》R＇的条件（怎样选择电路中的两个可变电阻和电源输出电压）？

（3）在校正伏特表时，应按怎样的电路测试？改变电压应选择滑线变阻器的分压器电路，还是限流器电路？

此外也可以通过教师引导下的学生讨论，共同设计和理解实验方案，特别是对探索性的实验，更应注重这方面的引导． 学生理解了方案，还不能认为已完成了必要的准备工作，还必须考虑学生是否具备进行实验的技能．只有事先为学生进行实验基本铺平了道路，才能使他们在有限的课堂时间内，把精力集中在解决主要矛盾方面．

例如，高一力学中有一组关于利用电磁打点器的实验．对学生来说，这是一种新的实验方法，它涉及到打点计时器的原理和使用，有关的实验原理和操作要求，纸带数据的处理方法等，因此是比较困难的．教材中分成几个不同内容的实验，分散了教学的难点．教师应当根据各次实验的侧重点引导学生做好预习工作．

还须说明一点，预习决不只是看书．对于一些学生尚未见过的仪器，光靠看书往往是难于弄懂的．教师应当抽出一定时间，让学生边看实物，边着教材，或者一边听教师讲解一边看示范操作．

2．操作阶段及其要求 它是把实验方案变为实践的阶段．在这个阶段中，学生的主要任务是：安装和调整仪器，操作控制实验条件的变化，观察测量，取得必要的数据；排除可能出现的故障，这是培养学生实验技能和良好习惯的关键阶段．

总的说来，在学生分组实验的教学过程中，应始终注意发挥学生的主动性，使他们带着明确的目的，认真仔细地观察，积极地动手操作和动脑思考．实验中遇到一些问题．教师应善于启发，不要包办代替．这样尽管学生可能遇到一些麻烦，但收获是大的．还需要辩证地处理好发挥学生主动性与严格要求的关系．实验中有一定的程序规范和动作规范，应当使学生了解这些要求是以科学理论为依据，并经过实践总结出来的，以提高学生执行规范的自觉性．其次，执行规范也不是要求学生机械的操作．相反，应要求学生手脑并用．例如，调节天平底座的时候，就必须根据重垂线的垂尖位置思考底脚螺丝的调节旋向．当然熟练以后就会成为一种技能．实验步骤是根据实验程序的总要求来制订的，但也不是千篇一律．可适当鼓励学生在不违反操作规程基础上有所创新．再次，应当看到严格要求对于培养学生良好习惯和作风的意义，从一开始就要严格要求，许多学生在连接电路以前，从不考虑各器件放置的位置，乱七八糟，有的仪器表面背对着自己，他们认为，只要电路正确就行了．还有的学生准备不认真，不按操作规程操作，使仪器损坏，实验结束，桌面场地零乱，仪器不复位．造成仪器零件及材料丢失．如果老师放松要求，久而久之不仅养成学生毛毛糙糙的作风，而且极不利于对学生品德特别是科学态度的培养，对于学生今后的工作学习也很不利．在实验指导的过程中，教师应抓住好坏典型，不失时机地提出对全体学生有教育意义的问题．

3．总结阶段及其要求

本阶段的一般任务是：处理数据，分析结果及完成实验报告．这是从现象上升到理性认识的重要阶段．在这个阶段中，教师应引导学生发挥思维的能动作用，学习数据处理的某些方法，了解影响实验结果的因素，培养实事求是的态度和科学作风．

值得一提的是如何对待“不满意”的结果．应当使学生认识到，改一改数据，凑成“好的结果”是十分错误的；简单地归结为仪器粗糙，对自己也无益处；应当仔细分析实验经过和实验条件，找出产生问题的原因，必要时重做实验．有时看上去实验是失败了，但对一个认真的实验者来说，收获不一定就小，获取实验数据是一件严肃的工作，任何时候都不允许草率从事，更不用说弄虚作假，在教学实验中就要强调这种科学精神．此外，还应当向学生指出：教学中的实验只是给大家提供学习和训练的机会，科学上的发现绝不是这样轻而易举地得到的；不是通过一、二节课的时间就能使理论得到验证或发展的．