中學(xué)物理課堂實驗教學(xué)設(shè)計初探論文
課堂實驗在中學(xué)物理教學(xué)中占據(jù)重要的地位，中學(xué)物理有些知識是比較抽象的，還有些物理規(guī)律或結(jié)論是從大量的物理實驗中概括出來。通過課堂實驗可以化抽象為直觀，從而更好理解和掌握物理概念和規(guī)律，還可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析能力，也可使課堂教學(xué)生動有趣。筆者根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗，略談在中學(xué)物理課堂實驗教學(xué)的設(shè)計準(zhǔn)備過程中，應(yīng)注意的幾個問題：
一、中學(xué)物理課堂實驗的設(shè)計應(yīng)充分體現(xiàn)科學(xué)性
任何一個實驗的目的要緊繞教學(xué)內(nèi)容，實驗原理有充分的科學(xué)依據(jù)，實驗的現(xiàn)象能反映客觀規(guī)律，實驗裝置步驟和操作方法都不違反科學(xué)要求。課堂實驗的科學(xué)性，要求在演示過程中應(yīng)實事求是、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，如果實驗失敗，應(yīng)分析失敗的原因，找出解決的方法，避免弄虛作假，從而給學(xué)生造成不良影響，失去實驗的可信度和說服力。
二、課堂實驗的設(shè)計要有目的性
設(shè)計實驗要考慮到指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識實驗儀器，實驗結(jié)構(gòu)，啟發(fā)學(xué)生明確實驗?zāi)康�、原理、要求和相�?yīng)的思想方法。在實驗過程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生看什么，看到了什么以及為什么。對實驗現(xiàn)象進行觀察和分析，做課堂實驗不同于小孩玩玩具。例如小孩玩玩具車只是對汽車新奇，覺得好玩，他們很少考慮汽車為什么會走，走的原理是什么?而任一個實驗的'設(shè)計都有一定的目的，實驗的裝置過程是為達到這個目的而設(shè)置的，整個實驗過程也圍繞此目的進行。
三、課堂實驗的設(shè)計要確保成功
課堂實驗實質(zhì)上是把物理現(xiàn)象重現(xiàn)，讓學(xué)生親眼目睹或親身感受到物理規(guī)律的效果，然后分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。若實驗不成功，不僅浪費了時間，也打消了學(xué)生的積極性和興趣。如在“摩擦起電”這一節(jié)中，電荷間的相互作用規(guī)律是個很重要的實驗，實驗時為了避免空氣潮濕影響實驗效果，可以使用烘箱，效果會好很多。
四、課堂實驗的設(shè)計要簡易方便、直觀性強
課堂實驗的目的在于使學(xué)生對物理現(xiàn)象有清晰的了解。通過實驗，展現(xiàn)在學(xué)生面前的應(yīng)該是一幅簡單而清晰的物理圖像，在設(shè)計或選擇實驗時，實驗裝置要盡量簡單，操作要簡便，實驗原理和過程一定要便于學(xué)生理解和掌握，使學(xué)生感到物理實驗實在、可信，自己也能操作。一定要避免實驗裝置復(fù)雜、操作繁瑣的實驗，那樣會使學(xué)生感到像魔術(shù)師做魔術(shù)一樣，弄得神秘莫測，糊里糊涂。
五、課堂實驗的設(shè)計要控制好時間
課堂時間是有限的，若實驗設(shè)計時向過長，會影響教學(xué)任務(wù)的完成，學(xué)生注意力也容易分散；時間過短，學(xué)生看不清楚實驗現(xiàn)象。因此，需要對費時的實驗進行改進。例如：在研究“焦耳定律”實驗，教材是將電阻絲放進煤油中，通電后，電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量使煤油溫度升高后在細(xì)管中上升，通過觀察煤油上升的高度，比較電熱的大小，這樣做用時間較長，將實驗作改進，利用電阻絲加熱空氣，使瓶內(nèi)密封的空氣溫度升高，體積膨脹，壓強增大，通過導(dǎo)管與瓶相連的細(xì)管內(nèi)裝紅墨水，在內(nèi)外壓強差作用下，紅墨水在細(xì)玻璃管中上升，整個實驗只需幾分鐘，而且效果十分明顯，對比性也很強。
六、課堂實驗的設(shè)計要充分利用簡單的自制教具
使用學(xué)生所熟悉的日常生活用品自制教具進行實驗，容易引起學(xué)生的直覺興趣，從而過渡到操作興趣和認(rèn)知興趣。如：同樣是研究浮力產(chǎn)生原因的實驗，教材中采用“假設(shè)有一個正方體完全浸沒在水里，其前后、左右、上下六個面都受到水的壓力，只有上下壓力不相等，由此說明水對物體向上和向下的壓力差就是水對物體的浮力”。這種理想模型學(xué)生感覺很抽象。筆者用一個兩端開口的透明的塑料瓶，兩端蒙上很薄的橡皮膜，瓶側(cè)裝有一根通氣的彎管。當(dāng)把此瓶沒入水中時，會看到橡皮膜向內(nèi)凹陷，把浮力的本質(zhì)是壓力差這一抽象的概念具體為上下兩塊橡皮膜凹陷不同的情境。
七、課堂實驗的設(shè)計要利用多媒體
多媒體輔助實驗教學(xué)，開辟了物理課堂實驗教學(xué)的新天地，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)的需要，合理選擇利用現(xiàn)代化的教學(xué)媒體。主要表現(xiàn)在幾方面：一是物理模擬，一些無法在實驗中觀察的現(xiàn)象或?qū)嶒炛兴查g現(xiàn)象的定格，利用計算機制作的逼真貼切的物理模擬便可起到雪中送炭的作用。二是動畫演示，有些物理現(xiàn)象可以做實驗讓學(xué)生觀察，但由于一些實驗條件不易控制，或存在某種干擾，使得學(xué)生對主要物理現(xiàn)象的觀察不詳細(xì)和清楚。在課堂教學(xué)中，可先做物理實驗，再用計算機演示動畫，把主要現(xiàn)象盡可能清楚地表現(xiàn)。三是填補實物實驗的空白，一些危險、高難度及一些近代物理學(xué)的實驗還不可能在中學(xué)做，因而中學(xué)物理實驗教學(xué)中還存在許多空白點，可以充分利用計算機強大的多媒體功能來填補這些實驗的空白點。
此外，在課堂實驗的設(shè)計中，要結(jié)合實驗適時講解和指導(dǎo)，避免學(xué)生像看戲一樣看教師做實驗。還要注意考慮實驗的安全，對于要發(fā)出較大聲音或強光、火花、燃燒的實驗要在實驗前告訴學(xué)生，以防任何事故發(fā)生。
總之，物理課堂實驗應(yīng)以“趣”、“疑”、“難”為誘因，盡量使之生動、有趣。如何設(shè)計才能達到良好的觀察效果并不是一件容易的事，需要教師不斷努力探索，進行實驗研究和改進。
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