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摘要：由多年从事中学物理实验教学的实践和体会，指出当前物理实验教学面临的主要问题，针对性地提出一些改进的建议和设想。即在物理实验教学中要更新教育观念，增强创新意识，改革实验教学，改进教学方法，挖掘实验功能。充分发挥实验在教育教学中的作用，促进学生的全面发展。
关键词：实验教学；改进与创新；能力培养
物理学是一门以实验为基础的自然科学，回顾物理学产生和发展的过程，可以看出物理实验始终都占有重要的地位。无论是经典物理学的建立和发展，还是现代物理学的进展都与物理实验密切相关。教育部于2003年制订的《普通高中物理课程标准(实验)》指出，物理实验可以激发学生实验探究的兴趣，增强学生的创新意识，发展学生的实践能力。加强实验教学，对提高物理教学效果、开发学生的创造能力和提高学生素质具有重要意义。
如何通过改进物理实验教学方法，激发学生的创造性思维。让所学的理论知识得到更有效、更顺利地巩固和延伸，提高实践能力，是物理教师努力的方向。结合物理课标的学习与多年物理教学的实践，谈以下几点体会：
一、当前物理实验教学面临的主要问题
1、重理论轻实验的观念
重理论轻实验的潜意识仍起作用。实验处于配角地位。特别是在以应试教育为主流的教育方式中，仍以书面笔试成绩为主来衡量优劣，实验能力的强弱在升学等方面的重要性未能得到充分体现。因此，许多教师采取了做实验不如讲实验、讲实验不如背实验的做法，这种淡化学生实际实验操作而偏重理论教学的观念，严重妨碍学生实验能力的形成。
2、重验证与再现，轻学生主动探索和创新
传统的实验教学模式是以验证性为主。验证性实验是按“问题一原理一结论一实验证明”的程序进行教学，对课本的有关原理、规律进行验证，以达到客观再现。这种模式简明、清晰。有利于学生对相关结论的认可、理解和记忆，也有利于教师对整个教学过程的控制，其教学步骤的设计和实施可以做到丝毫不差。但其弊端也是显而易见的：一是学生按照指定的步骤要求进行实验，其结果只能是机械记忆、机械操作，在一定程度上抑制了学生的兴趣。造成学生因已掌握新知识而在实验中缺乏新奇感的负效应；二是学生在实验中被动大于主动，实验材料、实验步骤是设计好的，时间是设定的。一切都要按老师的指令进行，学生做实验时没有时间和机会去思考、询问和尝试。长此以往，学生将养成依赖的习惯，不利于创新意识、求是求真的品格和科学探索精神的养成。
3、重教师示范轻学生参与
物理实验的参与上，存在怕麻烦图方便的思想，往往采取示范代替学生亲手操作，教师演示代替学生分组，教师单一操作代替学生广泛动手参与的弊端，教师在实验教学中一手包揽，某种程度上剥夺了学生的实验权利。
二、新课标下的实验教学理念
新课标理念，重视知识与能力的协调发展，关注学生的全面发展，让学生亲历实验过程，不管实验成功与否，目的在于体悟探究过程，培养探究意识和创新意识。
新课标下的实验教学理念要求强化教师的指导作用，突出学生在实验教学中的主体地位，应该在老师的指导下，按照认知规律，使学生在和谐、宽松、民主的氛围中自主能动地、创造性地学习和实验，这有赖于老师观念的转变，手段的更新，教师应提供学生更多的实验舞台，克服实验条件的限制，尽可能地让学生动起来。诚如教育家陈鹤琴所说：“凡是儿童能够自己做的应该让他们自己做，凡是儿童能够自己想的应该让他们自己去想”。
三、实验教学方法的改进与创新
以学生发展为中心的教学观，把物理实验教学作为整个物理教学过程的一个重要环节，启发学生主动地获取知识，培养和发展学生的能力。因此，改变传统的教育观，树立新的教育观念，实施素质教育，就要不断提高对实验教学基础地位的认识。从提高实验教学的效果、激发学生学习兴趣、提高学生的能力出发，认真改进、大力加强实验教学，把实验教学真正移到以实验为基础上来。
1、增进实验的趣味性，激发求知欲
兴趣是主动学习的前提，从心理学的角度看，每—个人对于未知事物都有好奇心，都有要探个究竟的想法。而物理实验就是提供给学生生动、直观的感性认识，创设未知情境，激发学习兴趣，引起学习动机的良好手段。
因此，要努力提高物理实验教学的趣味性，将趣味性始终贯穿于实验教学的整个过程中。尽可能利用自制教具，废旧物改造更新，创设实验条件，并与日常生活的有关现象密切结合起来，改变枯燥和生硬的操作，使实验更接近生活、更直观，让学生开阔眼界，产生强烈的探索欲。如：在《机械能守恒定律》这节教学时，我对课本的演示实验进行改进。为了加强实验的可视性，将单摆模型夸张放大，用铁架和绳子悬起铅球做实验。具体过程是这样的：邀请一名勇敢的学生到前面，学生把系有绳子的铅球拉至鼻尖处，然后由静止释放，当铅球摆回来时，做实验的学生在原位置静立不动，许多学生不禁发出叫声，要该同学躲开，他们很担心同学鼻子的安全。然而，做实验同学的鼻子安然无恙，并没有被铅球碰到。虚惊一场过后，学生们自然萌发出要弄个“究竟”的强烈愿望。把一般的兴趣提高到学习愿望和学习动力上来。教师因势利导地满足学生的学习愿望。使学生在愉悦的情绪中完成了学习任务。另外。物理学科具有很强的实践性，许多概念和定律都必须通过实验归纳总结出来，为此，实验教学要尽可能多的设置情境，提高学生的学习兴趣，保障学生高涨的学习情绪。
2、加强探索性实验教学，充分发挥学生的主观能动性
观察和实验是学好物理的基本方法。据美国心理学家布鲁纳的发现法理论：教学过程应是在教师的启发、引导下，让学生亲自去发现问题，探索问题，培养学生发现的习惯和能力。但在物理教学中，无论是课堂演示实验，还是学生验证性实验都占了很大的比例，在教学中，学生往往是处于被动接受的地位。而探索性实验可以极大地提高学生学习兴趣，调动学生的主观能动性，使学生在实验探究过程中掌握研究物理规律的方法，培养科学的思维习惯、思想方法。因此，在教学中如果有些演示实验所需器材简单，可将某些演示实验、分组实验或验证性实验有意识改为学生随堂操作的探索性实验。
例如，在研究自由落体规律时，让学生自己结合匀加速直线运动的规律，通过研究纸带上的点的规律。得出自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动的结论，再通过对加速度的测算，可知其加速度就是重力加速度，这样学生可以通过探索，独立地发现自由落体的规律。这种做法对培养学生思维能力十分有益。
再如，处理单摆周期与哪些因素有关的演示实验时。只要在教师的指导下，采用控制变量法，给实验仪器，由学生独立地进行实验，探索出单摆的周期与小球质量无关、与振幅无关，只与摆长有关(同一地点)。类似这样的实验，教师就要放手，创造条件让学生自己动手实验，主 动探求知识。这种实验教学方式颇受学生的欢迎。而且学生对自己探究得到的结论理解更深刻，记忆更牢靠，应用更熟练。与此同时还增加了学生实验的机会，培养学生主动探求知识的意识。真正让学生感受理论知识产生和发展过程，让学生在自由活动中求发展，在自由探索中求创造。
3、改进实验装置，优化实验设计，突破教学难点
教学中为了帮助学生理解某些物理原理，尽管教材中没有规定做实验。也可以设计一些操作方法简单易行的实验，对有些难于理解的物理概念或基础理论，除了教材中规定的实验外，还可以设计一些新实验。如果所涉及的物理知识比较抽象，思维能力的要求较高以及对日常生活中—些物理现象的解释，可设计、开发一些有创新的实验。
例如，点电荷的电场线分布是一个比较抽象的物理概念，学生难以想象，为了突破这个难点，我设计并做如下点电荷的电场线模拟实验：从实验室里找出摩擦橡胶棒用的毛皮(毛要细长)，剪下约9cm2的一块，然后绑到感应起电机的小球上，使毛成球状，类似人戴的假发，然后迅速摇动起电机，毛骤然竖起，每根毛几乎都处于直线状态，而且相互分离。形象、逼真地表示了点电荷的电场线分布情况，同时具有立体感。若在感应起电机的两个小球上同时绑上毛皮，又可以演示等量异种电荷的电场线。
再如，完全失重现象是—个较难理解的物理概念，许多学生对于在这一特殊情况下发生的物理现象。总感到疑虑。为了解决这个问题我做下面的实验：
将装矿泉水废的塑料瓶装满水，在侧面打一个小孔，水自然会从孔中流出来。然后，请一位学生站在讲台上，教师把装满水塑料瓶(先用手指堵住出水小孔)举过这位学生的头顶，出水小孔对准学生，释放前，问：下落过程水还会流出吗?这位同学的衣服会被弄湿吗?接着，再让塑料瓶从学生面前自由下落，结果发现：处于下落过程中水不再从孔中射出，这位同学的衣服也没会被弄湿。
上述实验简单易行，做完后，学生对完全失重现象有了真切的感受，也有助于学生解决今后牵涉到的失重的习题。
4、合理运用多媒体，优化物理实验教学
利用常用仪器、教具进行物理实验教学是一种最基本的手段，而利用多媒体教学，是教学现代化的重要标志，是教学改革的重要组成部分。多媒体教学是指在教学过程中运用系统科学的观察和方法，组织多媒体信息，形成合理的教学结构，以实现教学优化，使学生真正体会到物理学科的学习方法，提高学生观察及分析问题的能力。例如应用多媒体展示课堂实验无法演示的宏观的、微观的、极快的、极慢的物理过程，从而突破时间以及空间的束缚，进行逼真的模拟，灵活地放大或缩小物理场景，将物理过程生动形象地展现于学生眼前，使学生认识加强，理解透彻。利用多媒体进行物理实验教学，不但为教和学增添了信息的传输和接收通道，而且为教学创设了良好的情境，师生们置身于“情”、“景”中，以“物”思“理”，又以“理”认“物”，这对物理的各种类型的实验教学有积极意义，是提高物理教学层次的重要渠道。
5、重视课外小实验，让它成为理论联系实际的桥梁
物理教学中有许多课外小实验、小制作，如果教师引导得当，学生主动去做会获得意想不到的效果；这些课外小实验、小制作既具有器材简单易得、现象明显、节约、安全等优点，又具有良好的教学功能和教学效果，是当今实验教学改革的重要方向。新课程标准强调物理实验的探究活动，要求为学生创造动手做实验的机会。同时提倡物理实验的绿色化、安全化。因此，物理教师和实验室人员应结合教材内容因地制宜地积极挖掘和利用物理教学中的课外小实验、小制作。
例如，摩擦力的方向问题是教学的难点，为了让学生更好的理解，对此我利用牙刷做了一个小实验收到了很好的效果。首先把两把型号相同的牙刷的刷毛适当去掉一些，使其能在投影仪的屏幕上看到刷毛清晰的像，演示时用两手分别握住两支牙刷的手柄，采用推拉的方式来演示几种情况下摩擦力的方向，其效果既直观又形象。两把牙刷使抽象内容变得形象、具体、便于理解。
再如，利用常用物品(如可乐瓶)可以做很多有趣的实验，如自由落体运动和竖直上抛运动中的完全失重现象、反冲运动、水流星、静电除尘、音叉共鸣、研制水“火箭”等；利用玩具(如牛顿“秋千”、碰碰球等)可以做碰撞实验：利用家用电器(如电视机)可以做许多有趣的实验：电荷之间的作用、电子的扫描和视觉暂留、电子的扫描周期等；利用新颖材料(如激光笔)可做奇妙的反射演示实验等。
当然，基础教育改革和新课程标准的落实不是一蹴而就的，任重而道远，作为中学物理教师理应进一步更新教育、教学的理念，以创新的勇气和饱满的精神投入到实验教学改革的洪流中，为中学物理基础教育做出自己的贡献。
关键词：实验教学；改进与创新；能力培养
物理学是一门以实验为基础的自然科学，回顾物理学产生和发展的过程，可以看出物理实验始终都占有重要的地位。无论是经典物理学的建立和发展，还是现代物理学的进展都与物理实验密切相关。教育部于2003年制订的《普通高中物理课程标准(实验)》指出，物理实验可以激发学生实验探究的兴趣，增强学生的创新意识，发展学生的实践能力。加强实验教学，对提高物理教学效果、开发学生的创造能力和提高学生素质具有重要意义。
如何通过改进物理实验教学方法，激发学生的创造性思维。让所学的理论知识得到更有效、更顺利地巩固和延伸，提高实践能力，是物理教师努力的方向。结合物理课标的学习与多年物理教学的实践，谈以下几点体会：
一、当前物理实验教学面临的主要问题
1、重理论轻实验的观念
重理论轻实验的潜意识仍起作用。实验处于配角地位。特别是在以应试教育为主流的教育方式中，仍以书面笔试成绩为主来衡量优劣，实验能力的强弱在升学等方面的重要性未能得到充分体现。因此，许多教师采取了做实验不如讲实验、讲实验不如背实验的做法，这种淡化学生实际实验操作而偏重理论教学的观念，严重妨碍学生实验能力的形成。
2、重验证与再现，轻学生主动探索和创新
传统的实验教学模式是以验证性为主。验证性实验是按“问题一原理一结论一实验证明”的程序进行教学，对课本的有关原理、规律进行验证，以达到客观再现。这种模式简明、清晰。有利于学生对相关结论的认可、理解和记忆，也有利于教师对整个教学过程的控制，其教学步骤的设计和实施可以做到丝毫不差。但其弊端也是显而易见的：一是学生按照指定的步骤要求进行实验，其结果只能是机械记忆、机械操作，在一定程度上抑制了学生的兴趣。造成学生因已掌握新知识而在实验中缺乏新奇感的负效应；二是学生在实验中被动大于主动，实验材料、实验步骤是设计好的，时间是设定的。一切都要按老师的指令进行，学生做实验时没有时间和机会去思考、询问和尝试。长此以往，学生将养成依赖的习惯，不利于创新意识、求是求真的品格和科学探索精神的养成。
3、重教师示范轻学生参与
物理实验的参与上，存在怕麻烦图方便的思想，往往采取示范代替学生亲手操作，教师演示代替学生分组，教师单一操作代替学生广泛动手参与的弊端，教师在实验教学中一手包揽，某种程度上剥夺了学生的实验权利。
二、新课标下的实验教学理念
新课标理念，重视知识与能力的协调发展，关注学生的全面发展，让学生亲历实验过程，不管实验成功与否，目的在于体悟探究过程，培养探究意识和创新意识。
新课标下的实验教学理念要求强化教师的指导作用，突出学生在实验教学中的主体地位，应该在老师的指导下，按照认知规律，使学生在和谐、宽松、民主的氛围中自主能动地、创造性地学习和实验，这有赖于老师观念的转变，手段的更新，教师应提供学生更多的实验舞台，克服实验条件的限制，尽可能地让学生动起来。诚如教育家陈鹤琴所说：“凡是儿童能够自己做的应该让他们自己做，凡是儿童能够自己想的应该让他们自己去想”。
三、实验教学方法的改进与创新
以学生发展为中心的教学观，把物理实验教学作为整个物理教学过程的一个重要环节，启发学生主动地获取知识，培养和发展学生的能力。因此，改变传统的教育观，树立新的教育观念，实施素质教育，就要不断提高对实验教学基础地位的认识。从提高实验教学的效果、激发学生学习兴趣、提高学生的能力出发，认真改进、大力加强实验教学，把实验教学真正移到以实验为基础上来。
1、增进实验的趣味性，激发求知欲
兴趣是主动学习的前提，从心理学的角度看，每—个人对于未知事物都有好奇心，都有要探个究竟的想法。而物理实验就是提供给学生生动、直观的感性认识，创设未知情境，激发学习兴趣，引起学习动机的良好手段。
因此，要努力提高物理实验教学的趣味性，将趣味性始终贯穿于实验教学的整个过程中。尽可能利用自制教具，废旧物改造更新，创设实验条件，并与日常生活的有关现象密切结合起来，改变枯燥和生硬的操作，使实验更接近生活、更直观，让学生开阔眼界，产生强烈的探索欲。如：在《机械能守恒定律》这节教学时，我对课本的演示实验进行改进。为了加强实验的可视性，将单摆模型夸张放大，用铁架和绳子悬起铅球做实验。具体过程是这样的：邀请一名勇敢的学生到前面，学生把系有绳子的铅球拉至鼻尖处，然后由静止释放，当铅球摆回来时，做实验的学生在原位置静立不动，许多学生不禁发出叫声，要该同学躲开，他们很担心同学鼻子的安全。然而，做实验同学的鼻子安然无恙，并没有被铅球碰到。虚惊一场过后，学生们自然萌发出要弄个“究竟”的强烈愿望。把一般的兴趣提高到学习愿望和学习动力上来。教师因势利导地满足学生的学习愿望。使学生在愉悦的情绪中完成了学习任务。另外。物理学科具有很强的实践性，许多概念和定律都必须通过实验归纳总结出来，为此，实验教学要尽可能多的设置情境，提高学生的学习兴趣，保障学生高涨的学习情绪。
2、加强探索性实验教学，充分发挥学生的主观能动性
观察和实验是学好物理的基本方法。据美国心理学家布鲁纳的发现法理论：教学过程应是在教师的启发、引导下，让学生亲自去发现问题，探索问题，培养学生发现的习惯和能力。但在物理教学中，无论是课堂演示实验，还是学生验证性实验都占了很大的比例，在教学中，学生往往是处于被动接受的地位。而探索性实验可以极大地提高学生学习兴趣，调动学生的主观能动性，使学生在实验探究过程中掌握研究物理规律的方法，培养科学的思维习惯、思想方法。因此，在教学中如果有些演示实验所需器材简单，可将某些演示实验、分组实验或验证性实验有意识改为学生随堂操作的探索性实验。
例如，在研究自由落体规律时，让学生自己结合匀加速直线运动的规律，通过研究纸带上的点的规律。得出自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动的结论，再通过对加速度的测算，可知其加速度就是重力加速度，这样学生可以通过探索，独立地发现自由落体的规律。这种做法对培养学生思维能力十分有益。
再如，处理单摆周期与哪些因素有关的演示实验时。只要在教师的指导下，采用控制变量法，给实验仪器，由学生独立地进行实验，探索出单摆的周期与小球质量无关、与振幅无关，只与摆长有关(同一地点)。类似这样的实验，教师就要放手，创造条件让学生自己动手实验，主 动探求知识。这种实验教学方式颇受学生的欢迎。而且学生对自己探究得到的结论理解更深刻，记忆更牢靠，应用更熟练。与此同时还增加了学生实验的机会，培养学生主动探求知识的意识。真正让学生感受理论知识产生和发展过程，让学生在自由活动中求发展，在自由探索中求创造。
3、改进实验装置，优化实验设计，突破教学难点
教学中为了帮助学生理解某些物理原理，尽管教材中没有规定做实验。也可以设计一些操作方法简单易行的实验，对有些难于理解的物理概念或基础理论，除了教材中规定的实验外，还可以设计一些新实验。如果所涉及的物理知识比较抽象，思维能力的要求较高以及对日常生活中—些物理现象的解释，可设计、开发一些有创新的实验。
例如，点电荷的电场线分布是一个比较抽象的物理概念，学生难以想象，为了突破这个难点，我设计并做如下点电荷的电场线模拟实验：从实验室里找出摩擦橡胶棒用的毛皮(毛要细长)，剪下约9cm2的一块，然后绑到感应起电机的小球上，使毛成球状，类似人戴的假发，然后迅速摇动起电机，毛骤然竖起，每根毛几乎都处于直线状态，而且相互分离。形象、逼真地表示了点电荷的电场线分布情况，同时具有立体感。若在感应起电机的两个小球上同时绑上毛皮，又可以演示等量异种电荷的电场线。
再如，完全失重现象是—个较难理解的物理概念，许多学生对于在这一特殊情况下发生的物理现象。总感到疑虑。为了解决这个问题我做下面的实验：
将装矿泉水废的塑料瓶装满水，在侧面打一个小孔，水自然会从孔中流出来。然后，请一位学生站在讲台上，教师把装满水塑料瓶(先用手指堵住出水小孔)举过这位学生的头顶，出水小孔对准学生，释放前，问：下落过程水还会流出吗?这位同学的衣服会被弄湿吗?接着，再让塑料瓶从学生面前自由下落，结果发现：处于下落过程中水不再从孔中射出，这位同学的衣服也没会被弄湿。
上述实验简单易行，做完后，学生对完全失重现象有了真切的感受，也有助于学生解决今后牵涉到的失重的习题。
4、合理运用多媒体，优化物理实验教学
利用常用仪器、教具进行物理实验教学是一种最基本的手段，而利用多媒体教学，是教学现代化的重要标志，是教学改革的重要组成部分。多媒体教学是指在教学过程中运用系统科学的观察和方法，组织多媒体信息，形成合理的教学结构，以实现教学优化，使学生真正体会到物理学科的学习方法，提高学生观察及分析问题的能力。例如应用多媒体展示课堂实验无法演示的宏观的、微观的、极快的、极慢的物理过程，从而突破时间以及空间的束缚，进行逼真的模拟，灵活地放大或缩小物理场景，将物理过程生动形象地展现于学生眼前，使学生认识加强，理解透彻。利用多媒体进行物理实验教学，不但为教和学增添了信息的传输和接收通道，而且为教学创设了良好的情境，师生们置身于“情”、“景”中，以“物”思“理”，又以“理”认“物”，这对物理的各种类型的实验教学有积极意义，是提高物理教学层次的重要渠道。
5、重视课外小实验，让它成为理论联系实际的桥梁
物理教学中有许多课外小实验、小制作，如果教师引导得当，学生主动去做会获得意想不到的效果；这些课外小实验、小制作既具有器材简单易得、现象明显、节约、安全等优点，又具有良好的教学功能和教学效果，是当今实验教学改革的重要方向。新课程标准强调物理实验的探究活动，要求为学生创造动手做实验的机会。同时提倡物理实验的绿色化、安全化。因此，物理教师和实验室人员应结合教材内容因地制宜地积极挖掘和利用物理教学中的课外小实验、小制作。
例如，摩擦力的方向问题是教学的难点，为了让学生更好的理解，对此我利用牙刷做了一个小实验收到了很好的效果。首先把两把型号相同的牙刷的刷毛适当去掉一些，使其能在投影仪的屏幕上看到刷毛清晰的像，演示时用两手分别握住两支牙刷的手柄，采用推拉的方式来演示几种情况下摩擦力的方向，其效果既直观又形象。两把牙刷使抽象内容变得形象、具体、便于理解。
再如，利用常用物品(如可乐瓶)可以做很多有趣的实验，如自由落体运动和竖直上抛运动中的完全失重现象、反冲运动、水流星、静电除尘、音叉共鸣、研制水“火箭”等；利用玩具(如牛顿“秋千”、碰碰球等)可以做碰撞实验：利用家用电器(如电视机)可以做许多有趣的实验：电荷之间的作用、电子的扫描和视觉暂留、电子的扫描周期等；利用新颖材料(如激光笔)可做奇妙的反射演示实验等。
当然，基础教育改革和新课程标准的落实不是一蹴而就的，任重而道远，作为中学物理教师理应进一步更新教育、教学的理念，以创新的勇气和饱满的精神投入到实验教学改革的洪流中，为中学物理基础教育做出自己的贡献。