中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能

中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能第1頁中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能，簡單地說，就是物理實(shí)驗(yàn)在中學(xué)物理教與學(xué)過程中所起的作用問題。這個(gè)問題并不新穎，前人早已有很多的闡述，其中有許多真知灼見。這個(gè)問題看起來也不復(fù)雜，似乎答案顯而易見，不必深究。然而，這個(gè)問題無論在理論上還是在理論上都還有待澄清和進(jìn)一步探究。例如：物理實(shí)驗(yàn)在整個(gè)物理教學(xué)中終究處于什么地位？是教學(xué)手段呢，還是教學(xué)方法？或者還是別的什么？在教學(xué)理論中，我們感到物理實(shí)驗(yàn)對(duì)教學(xué)確有作用，但這些作用是不是物理實(shí)驗(yàn)所特有的？近年來不少現(xiàn)代化教學(xué)手段率先浸透到物理教學(xué)領(lǐng)域中：計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)錄相片、激光電視唱片等等，它們以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)吸引了人們的關(guān)注，對(duì)傳統(tǒng)的由老師和學(xué)生操作真實(shí)儀器的實(shí)驗(yàn)方式不能不說是一個(gè)沖擊。那么是否有必要花費(fèi)人力、財(cái)力去精心準(zhǔn)備和施行那些頗費(fèi)時(shí)間的真實(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)?？這些實(shí)驗(yàn)教學(xué)的獨(dú)特功能是如何在教與學(xué)的過程起作用的？一、物理實(shí)驗(yàn)的感覺功能實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，學(xué)生必須看、聽、動(dòng)手等進(jìn)展理論，通過感覺和知覺對(duì)客觀世界進(jìn)展認(rèn)識(shí)，并通過頭腦反映出物體的各種物理屬性，各個(gè)局部及整體運(yùn)動(dòng)與靜止的形象，這就是物理實(shí)驗(yàn)的感覺功能。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能全文共9頁，當(dāng)前為第1頁。美國物理老師協(xié)會(huì)主席喬?梅爾曾引用一段他的老師的格言說：中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能全文共9頁，當(dāng)前為第1頁?！爸v給我聽，我將忘記……演示給我看，而我將記得……與我有關(guān)，我一定要學(xué)……〞這說明：聽、看、動(dòng)手在教學(xué)中的作用并不完全一樣，一般授課是以聽為主，看為輔。而在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中學(xué)生的聽、看、動(dòng)手這幾方面都同時(shí)調(diào)動(dòng)起來。這種功能是理論教學(xué)所沒有的。物理實(shí)驗(yàn)的感覺功能中，最重要的是科學(xué)觀察。眾所周知，科學(xué)觀察是人們通過感官或借助科學(xué)儀器，有目的、有方案地感知客觀對(duì)象從而獲得科學(xué)事實(shí)的活動(dòng)。特別是近代科學(xué)興起的實(shí)驗(yàn)方法，本質(zhì)上就是一種人為創(chuàng)造條件地、受控地觀察。因此，觀察是科學(xué)研究中最根底最廣泛的理論活動(dòng)，也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)。無論是演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)還是課外實(shí)驗(yàn)都離不開科學(xué)觀察。老師首先應(yīng)當(dāng)在教學(xué)中，告訴和啟發(fā)學(xué)生怎樣觀察，觀察些什么？通過觀察要知道些什么？例如：把水和水銀都裝在玻璃容器內(nèi)，它們的液面如圖2－1所示。倘假設(shè)學(xué)生不仔細(xì)觀察，不會(huì)發(fā)現(xiàn)它們液面形狀的差異。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能全文共9頁，當(dāng)前為第2頁。假設(shè)老師沒有啟發(fā)學(xué)生正確仔細(xì)地觀察，告訴學(xué)生正確讀數(shù)的方法，學(xué)生也就無法掌握對(duì)觀察結(jié)果的讀數(shù)，不能充分地發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)的感覺功能。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能全文共9頁，當(dāng)前為第2頁。對(duì)于同一現(xiàn)象，觀察者還會(huì)存有不同的認(rèn)識(shí)和觀念，也就是有著不同的感知效果。例如同一張X光照片，在醫(yī)生那里可以是診斷病情的重要資料，在外行那里毫無用途。物理實(shí)驗(yàn)的感覺功能，還表達(dá)在觀察與理論的聯(lián)絡(luò)之中。對(duì)同一對(duì)象產(chǎn)生的現(xiàn)象，有的同學(xué)在觀察中知道應(yīng)該把理論知識(shí)運(yùn)用于現(xiàn)象觀察之中，但大多數(shù)同學(xué)都往往表現(xiàn)出更愿意承受觀念中的事實(shí)的傾向。在第四屆全國中學(xué)生物理競賽江西賽區(qū)預(yù)試第二試題中，有這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)試題，如圖2－2所示。題目的意思是：當(dāng)光源A通過透鏡O在光屏上成一倒立、放大實(shí)像的情況下，假如拿走光屏，留下光源和透鏡，你還能在B點(diǎn)看到實(shí)像嗎？這個(gè)問題的正確的解法是將眼睛置于光屏原來位置之后，可以看到原來光屏位置處所成的像。然而根據(jù)現(xiàn)場統(tǒng)計(jì)，約四分之三的同學(xué)是直接將眼睛放在B處去觀察，以為以眼代屏，即可看到像。特別是其中一半以上的學(xué)生一直沒有放棄這種觀察，盡管他們一再睜大眼睛在B處看不到他們認(rèn)為應(yīng)該看到的像，卻一直未挪動(dòng)觀察點(diǎn)，最后還是在答卷上寫下了“在B處看到一個(gè)倒立放大的實(shí)像〞之類的觀察記錄。這個(gè)例子說明學(xué)生頭腦中原有的將眼睛的作用等同于光屏的觀念對(duì)當(dāng)時(shí)的觀察起了多大的影響！所以正確地將觀察與理論聯(lián)絡(luò)起來，才能充分有效地發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)的感覺功能。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能全文共9頁，當(dāng)前為第3頁。在物理實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)的觀察應(yīng)視為與理論有機(jī)聯(lián)絡(luò)的整體過程。同理，物理實(shí)驗(yàn)的感覺功能的作用過程也是充滿理論的探究過程。所以物理實(shí)驗(yàn)不能只被當(dāng)作附屬于理論，效勞于理論的手段和工具，而是本身充滿理論的認(rèn)識(shí)過程，因此把實(shí)驗(yàn)教學(xué)僅僅看作是為學(xué)生學(xué)習(xí)理論提供感性材料，為理解疑難概念鋪設(shè)臺(tái)階的觀念，都是不完好的。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能全文共9頁，當(dāng)前為第3頁。物理實(shí)驗(yàn)的感覺功能，有助于培養(yǎng)學(xué)生手腦并用的才能。學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，必須先理解實(shí)驗(yàn)原理。在操作實(shí)驗(yàn)儀器，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)，學(xué)生都必須有思維的指導(dǎo)。而在思維指導(dǎo)下的純熟操作，往往又是創(chuàng)造產(chǎn)生的源泉。二、物理實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練功能中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，物理實(shí)驗(yàn)還有著訓(xùn)練學(xué)生學(xué)習(xí)掌握測量工具、物理儀器的教學(xué)功能。通過物理實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練學(xué)生學(xué)習(xí)掌握科學(xué)研究的方法?？茖W(xué)研究的方法很多，實(shí)驗(yàn)即是一種根本的科學(xué)研究方法。我們將中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)按其訓(xùn)練功能分類，大致分為五類。各種類型的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有不同的訓(xùn)練功能。1.練習(xí)性實(shí)驗(yàn)這類實(shí)驗(yàn)主要目的是訓(xùn)練學(xué)生掌握物理測量工具和儀器根本技能，為其它物理實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。例(1)用溫度計(jì)測量溫度；(2)用天平稱物體的質(zhì)量；中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能全文共9頁，當(dāng)前為第4頁。(3)練習(xí)使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能全文共9頁，當(dāng)前為第4頁。(4)練習(xí)使用萬用電表測電阻；(5)練習(xí)使用示波器。這類實(shí)驗(yàn)的教學(xué)根本程序：理解→檢查→測量→掌握。2.觀察性實(shí)驗(yàn)這類實(shí)驗(yàn)主要目的是訓(xùn)練學(xué)生掌握科學(xué)觀察的根本方法，理解某些根本物理現(xiàn)象。例(1)研究萘的熔解過程；(2)觀察布朗運(yùn)動(dòng)；(3)觀察磁鐵對(duì)電流的作用；(4)觀察雙縫干預(yù)現(xiàn)象；(5)觀察超重與失重現(xiàn)象。這類實(shí)驗(yàn)的教學(xué)根本程序：設(shè)疑→觀測→分析→結(jié)論。3.歸納性實(shí)驗(yàn)這類實(shí)驗(yàn)是為了訓(xùn)練學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)歸納方法。實(shí)驗(yàn)歸納法是一種由個(gè)別到一般的認(rèn)識(shí)方法，物理學(xué)正是根據(jù)研究的目的，人為地控制條件，從大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)中找出普遍特征從而形成規(guī)律。例(1)全電路歐姆定律的演示；(2)研究加速度與力、加速度與質(zhì)量的關(guān)系；中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能全文共9頁，當(dāng)前為第5頁。(3)理想氣體三定律→理想氣體狀態(tài)方程；中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能全文共9頁，當(dāng)前為第5頁。(4)演示電磁作用的法拉第電磁感應(yīng)定律。這類實(shí)驗(yàn)的教學(xué)根本程序：命題→觀測→歸納→結(jié)論4.驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)這類實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的是訓(xùn)練學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法。實(shí)驗(yàn)前，一定不要讓學(xué)生確認(rèn)結(jié)論就是千真萬確的真理！實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法即實(shí)驗(yàn)演繹法，是一種推理判斷在前，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證在后的研究方法。物理學(xué)家們常常在的物理推論或者哲學(xué)思想的根底上經(jīng)過推理，作出假設(shè)和預(yù)言，通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)它的真理性，最后肯定或否認(rèn)論斷，得出可靠的結(jié)論。這類實(shí)驗(yàn)可以訓(xùn)練學(xué)生將想象推理、判斷等思維形式嚴(yán)密結(jié)合起來，使學(xué)生認(rèn)識(shí)才能充分開展。它鼓勵(lì)學(xué)生大膽設(shè)想，勇于創(chuàng)新，開展預(yù)見才能。例(1)共點(diǎn)力的合成；(2)驗(yàn)證向心力的公式；(3)碰撞中的動(dòng)量守恒；(4)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；(5)驗(yàn)證波—馬定律；(6)驗(yàn)證理想氣體狀態(tài)方程。這類實(shí)驗(yàn)的教學(xué)根本程序：推理→測量→驗(yàn)證→結(jié)論。5.理想性實(shí)驗(yàn)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能全文共9頁，當(dāng)前為第6頁。理想性實(shí)驗(yàn)的目的是訓(xùn)練學(xué)生理解想象實(shí)驗(yàn)的思維方法。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能全文共9頁，當(dāng)前為第6頁。理想性實(shí)驗(yàn)是在已有理論的根底上，經(jīng)過合理推論、判斷得出的理想條件下，研究物理規(guī)律的一種方法。中學(xué)物理教學(xué)中需要借助這種研究方法，幫助學(xué)生建立概念和認(rèn)識(shí)規(guī)律，可以開展學(xué)生想象與邏輯推理才能。例(1)建立“即時(shí)速度〞概念；(2)伽利略研究物體慣性和無摩擦斜面實(shí)驗(yàn)；(3)建立“電場強(qiáng)度〞的概念。這類實(shí)驗(yàn)的教學(xué)根本程序：奠基→想象→推論→結(jié)論。三、非語言傳播功能春雨“潤物細(xì)無聲〞。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，也如同春雨無聲的地潤萬千生物一樣，無聲地用自己的言行舉止教育著學(xué)生。這種非語言傳播功能也可以叫著身教功能。身教功能即老師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過自己的行為方式，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與科學(xué)作風(fēng)。生動(dòng)直觀的實(shí)驗(yàn)，可以大大地吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣與求知欲。當(dāng)學(xué)生對(duì)物理學(xué)發(fā)生興趣，積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)時(shí)，教學(xué)就能到達(dá)事半功倍的效果。例如：在講到浸潤概念時(shí)，演示一下“能盛水的篩子〞。先用篩子盛水，自然篩子無法裝住水。然后將篩子在石蠟里浸一下之后，再來盛水——篩子居然能盛水了！中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能全文共9頁，當(dāng)前為第7頁。實(shí)驗(yàn)中，使用一件件儀器及其用組合儀器進(jìn)展實(shí)驗(yàn)時(shí)。老師的行為方式，一舉一動(dòng)都是一種無聲的語言，而這種無聲的教育作用是不可低估的。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能全文共9頁，當(dāng)前為第7頁?？茖W(xué)的實(shí)驗(yàn)本身就要?jiǎng)?wù)實(shí)驗(yàn)者具有實(shí)事求是、老老實(shí)實(shí)的態(tài)度。我們可以通過自己的實(shí)驗(yàn)行為和實(shí)驗(yàn)態(tài)度嚴(yán)格要求學(xué)生——實(shí)事求是，忠于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；尊重客觀事實(shí)，防止主觀臆斷；嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)，切忌粗心大意；理論聯(lián)絡(luò)實(shí)際，不怕困難與失??；活潑思維，培養(yǎng)創(chuàng)新精神等。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，會(huì)發(fā)生許多偶爾事件，有些是意料中的，但大多數(shù)是意料之外的。當(dāng)這類偶爾事件出現(xiàn)后，既不可無視它，以為是微缺乏道的事情而輕易放過。也不可驚慌失措，胡亂解釋進(jìn)展敷衍。例如：當(dāng)驗(yàn)電器帶上一種電荷，另一帶電體帶有異種電荷逐漸靠近驗(yàn)電器。假如帶電體所帶電荷不多，驗(yàn)電器的指針張角應(yīng)略微減小。但是，假如帶電體所帶電荷非常大時(shí)，驗(yàn)電器的指針張角反而會(huì)變大。出現(xiàn)意外現(xiàn)象時(shí)一定不能胡亂猜想或臆斷，只有經(jīng)過周密嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目紤]后再作出正確的答復(fù)。即使有些問題當(dāng)場不能答復(fù)，也應(yīng)存疑放到以后查閱資料進(jìn)展研究。老師時(shí)刻不能忘記自己無言的行動(dòng)都是師范。四、物理實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)功能中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能全文共9頁，當(dāng)前為第8頁。長期以來，我們對(duì)學(xué)生掌握物理知識(shí)的評(píng)價(jià)形式是采用紙筆型測驗(yàn)，而較少注重通過實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)功能來診斷，分析學(xué)生的學(xué)習(xí)困難和學(xué)習(xí)規(guī)律。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能全文共9頁，當(dāng)前為第8頁。?國際物理教學(xué)通訊?1989年第2—3期第2頁上E?Ljosscm這樣說：“實(shí)驗(yàn)室工作和實(shí)驗(yàn)車間工作，……表達(dá)了老實(shí)。因?yàn)橛脤?shí)物而不是言辭表達(dá)自我時(shí)，你無法用模棱兩可的手法掩飾自己的含混和無知〞。故我們可以把物理實(shí)驗(yàn)作為一種