中学物理实验教学的现状分析及对策研究
常州市武进区郑陆初级中学 李晓兰
【摘要】：有趣的实验能吸引学生的眼球，提高学生的积极性和课堂效率，这体现了物理实验教学的重要性。本文从中学物理实验教学的现状分析，通过对我校学生的问卷调查表明：98%的学生希望自己操作实验，但许多原因在一定程度上影响了学生的求知激情和创造性思维。这就要求教师尽量解决实验教学中的问题，对物理实验教学做进一步的对策研究，思考如何有效地进行实验教学，以达到学生会做、善做、勤做实验，用所学知识解决实际问题的目标。
【关键词】：物理实验教学；现状分析；重要性；问题；对策研究
【正文】
众所周知，物理学是以实验为基础的科学，物理实验是指在人为控制条件下,运用仪器、设备等,使物理现象反复再现,从而有目的地进行观测研究的一种方法。人们对客观世界的认识始于观察与实验,构成物理学完整体系的基本概念和规律都是建立在对物质世界的观察和定量实验的基础之上,实验是物理教学的重要基础，在物理教学中，运用实验的目的主要在于给学生学习物理创造一个良好的环境，使学生能主动地获取物理知识和发展能力，促进学生科学品质和世界观的形成；同时，通过学生的观察实验，使学生掌握实验的基础知识和基本方法，培养他们的实验能力。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所决定的。
在以素质教育为主的今天，理论上都认为上好实验课是实施素质教育的一个突破口。那么实验课到底开设得如何呢？调查分析表明许多地方实验课开设得都不尽人意，尤其是乡镇初级中学，实验课开设率非常低。究其原因主要有以下几个方面：（一）客观条件
教育经费的不足制约着实验课的开展，对教育经费本来就十分困难的农村中学或乡镇中学来说实在有些困难，更何况仪器的配备是一个动态的、不断更新的过程，实验仪器的损耗是正常的，因此，就必须不断填补、更新器材，动态的配备实验仪器，这与教育经费投入的不足相矛盾。教育经费投入的不足很大程度上也就制约了实验课的正常开设。
1、实验教师的匮乏
农村初中没有配备专门的实验室管理员，物理老师既要上课又要安排实验，十分匆忙，实验准备时间不足。有些坏的仪器不能及时的维修和更换，在实验教学中就影响了实验效果。例如，在初三的电学实验中，在学生实验器材都准备好的情况下做实验，仍发现了诸多问题：灯泡与底座的接触不良，接线柱的接触不良；导线的两头很多都没有绝缘皮，裸露在外面。这些情况，都增加了实验操作的困难，拖延了了上课的时间。实验自然就被置于一个从属的、次要的地位，从而得不到应有的重视。
2、实验指导不到位
教师在实验指导上存在问题，一手包办的现象比较明显。在学生做实验前，大多数教师花相当长时间讲解实验目的、实验原理、仪器、操作步骤、注意事项等，甚至还要先做演示实验，然后学生照着老师的演示步骤摆弄几下，记下几组数据，就算完成了实验任务。学生最多是机械模仿，缺少提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、分析与论证、评估等探究要素，实验能力、探究能力得不到相应的提高。
3、实验教学重教轻学
初中物理教学要以实验探究为基础，但就目前的情况来看，初中物理实验重教轻学的现象比较明显。有的教师把探究实验改成演示实验，把演示实验改成讲实验，让学生背实验步骤和结论，物理实验丧失了观察、思考和应用知识的机会，并且实验结果往往是唯一化和理想化的，因此学生的思维缺乏应有的多向性和灵活性。造成这种现象的原因主要还是教师的教学观念陈旧，重教轻学，重知识传授轻能力培养。
（一）激发兴趣，带动学习
教育界有名名言：“兴趣是最好的老师”。心理学的研究表明，学习兴趣它能极大地提高大脑皮层的兴奋状态，让学生对学习内容始终产生积极的情绪反应，从而大大激发了学生学习的内驱力。科学家爱因斯坦说过：“对一切学生来说，只有喜爱才是最好的老师，它远远超过责任感。”当学生对某学科产生浓厚的兴趣时，他们将积极、愉快、主动地学习，而不会觉得是一种负担。当学生对某学科产生浓厚的兴趣时，他们将积极、愉快、主动地学习，而不会觉得是一种负担。
在物理教学过程中，要充分发挥实验的作用，培养学生兴趣，以诱发最佳的学习动机，获得良好的学习效果。兴趣源于好奇心，也出于“实践成功”的欣慰感。近年来，春晚上经常有魔术表演，一时在全国掀起了魔术热，魔术顿时备受大家关注，魔术真的如此神奇吗？《全日制义务教育物理课程标准》中明确指出：“物理课程标准的价值在于通过科学探究，是学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度。”魔术的本质还是尊重事实、遵循真理。初中有许多有趣的实验，本身就是魔术：
1、会产生霜的烧杯
魔术再现：众所周知，装有冰块的烧杯外壁会有小水珠，这是由空气中的水蒸气遇冷凝华形成的。那么在烧杯里再撒些盐，过一会儿，你会惊奇的发现烧杯的外壁上有一层霜。
实验原理：撒盐后，降低了冰的熔点，空气中的水蒸气遇到更冷的烧杯壁凝华形成霜。
2、不会的掉的乒乓球
魔术再现：将乒乓球放在漏斗里，从倒置的漏斗口向下方吹气，乒乓球不会掉下来。
魔术原理：从倒置的漏斗口向下方吹气，乒乓球两侧上方空气气流速大，压强小，而下方空气流速小，压强大，所以在下方空气向上的压强作用下，乒乓球被压向漏斗颈部，从而不会掉下来。
1、培养学生观察能力
授之以鱼不如授之以鱼，实验不仅活化学生学到的物理知识，而且能引导学生像科学家那样去观察周围的事物，用实验手段去验证事物的属性，发现事物的变化、联系和规律。在这个过程中蕴藏着极其活泼的因素，学生可以从中学习科学探究的方法，提升科学探究能力。
有时演示实验结束，学生像看了表演，成了过眼云烟，这样达不到演示实验的目的。演示实验不是教师的独角戏，而是要发挥学生的主动性，并在他们观察的过程中，不断的启发提问学生。比如在乐音的特性这节中，要引导学生观察现象，听到和看到什么，在敲鼓时，如何使鼓声更响时这一问中，让学生操作，让学生有参与感，给他们留下难以磨灭的鲜明印象，使课堂气氛活跃起来，从而更好地教学。
2、培养学生的分析、概括能力
新修订的《义务教育物理课程标准》关于过程“过程和与方法”的目标描述，明确指出：“经历信息处理过程，有对信息的有效性、客观性做出判断的意识，学习从收集的信息中分析、归纳规律，尝试解释根据调查或实验数据得出的结论，有初步的分析概括能力”分析、概括能力，是思维中的两个重要的环节。在教学中，我们要重在指导学生在实验探究的过程中，仔细观察各种物理现象，并在此基础上逐步掌握分析和概括的方法，能从物理事实的共同特征中概括出概念和规律。
例如，在探究弦乐器的音调与弦丝的长短、粗细、松紧的关系时，用到了控制变量法，学生学习掌握这种方法后，对以后的学习有很大的帮助，其应用之广，影响之深，因为初中物理教材中有重点实验探究活动都用这种方法去探究，如：探究影响滑动摩擦力大小的因素,探究压力的作用效果与哪些因素有关，探究影响液体内部压强大小的因素等。掌握了这种方法就可以游刃有余地学习新知识了。
（三）获取感性材料，明确科学道理
要使学生真正掌握物理概念和规律，需要经过建立、完善、深化和巩固等过程，需要通过呈现感性材料为学生探究提供情境支持。在学生学习物理知识的过程中,要形成物理概念和物理规律,首先要有一定的感性认识。这种感性认识一般来源于生活环境，更多的则是来源于实验所提供的物理事实。而提供感性材料的最直接方法就是通过实验，尤其是建立实验过程中，实验要取决定性的作用。这样就可以为建立概念提供可信的感性材料和清晰的观念。
（一）实验器材太陈旧
在安装直流电动机模型这一节实验课中，学生的实验器材和教学中的有所不同，教材中的是马蹄形磁铁卡住支架的，实际是块状的磁铁，塞支架的，这种磁铁的磁性不强，有时线圈转不起来，需加两个。转轴的长度不够，容易从支架上滑下来，电刷与换向器之间接触不良，学生难以调节，因为电刷太陈旧，形状已经严重变形，学生作为新手是不可能像老师这样游刃有余调节的，这样导致多组学生因为这个问题延误了实验时间，而使我不能在这堂课完成教学任务，这也是打消老师实验积极性的原因之一。
（二）教师实验教学的积极性在减退
在探究冰石蜡的熔化特点时，每隔0.5分钟记录一次温度计的示数，同时观察试管中冰的状态变化，直到冰全部熔化后2分钟为止。石蜡也是同样操作，在实际操作中，正常情况下，20分钟完成实验，之后描绘熔化图像、分析曲线特点、晶体与非晶体的特点等。这样就会耗费许多时间，再加上实验的效果也不一定理想，一节课内容也就完不成，演示实验时，只有几个学生是老师的搭档，负责操作和读温度、看状态，其他学生记录完数据就显得无所事事，这在很大程度上就减退了老师的积极性，老师为了节省时间，完成一节课的教学任务，甚至还会有时间给学生做几道练习，就会简单的做完实验或直接给学生实验数据。
（三）实验本身的不确定性
在热水瓶中灌水时，随着水位的升高，水瓶中音调在变高，原因是随着水位的升高，空气柱在不断变短，空气柱越短，音调越高。可事实上，难道说水柱没有振动吗？实验本身的不确定性导致教师在教授过程中大都偏向于参考答案来讲，这也是一个问题。
（四）实验操作缺乏灵活性和创造性
传统的物理实验教学常常是教师把实验目的、内容、步骤详细而周密地安排好,甚至连结论也预先讲给学生。学生只需依葫芦画瓢地被动验证结论。结果使学生失去对实验的探究欲望,在学习中缺乏灵活性和创造性。如果教师能选取一些灵活性大、变通性大的问题,积极创设情境,鼓励学生发散思维,进行多方位、多角度观察、思考、探索、想象,从而提出多种设想和解决问题的方案，在此基础上，再引导学生进行收敛思维，确定解决问题的最佳方案，这样不仅能培养学生的基本操作技能，而且能训练学生思维的流畅性、变通性和独创性，从而激活创造思维。
（一）开放式教学，循序渐进引导学生
在探究凸透镜成像规律中，我是这样来组织教学的：第一主要是通过引入来观察灯泡成像的多样性，发现问题，吸引学生，激发他们的好奇心去探究实验。第二教师先介绍实验器材、安装、调节、物距像距焦距的概念，在实验中，采用开放式教学，让学生自己动手探讨、分析、总结，遇到问题再大家共同讨论。第三教师归纳时提出新问题凸透镜会成倒立等大的实像吗？又把问题丢给学生，在原来的基础上学生就比较容易猜测了。第四最后又提出新问题凸透镜会成虚像吗？把凸透镜遮掉一半，像是否完整？如果光上的像偏左上角，则应如何移动蜡烛？如何观察正立放大的虚像呢？学生在原来的熟练程度上通过实验得出结论。这样的探究模式符合学生的发展规律，学生自主探究、归纳分析。
（二）个性化教学，信手拈来利用器材
个性化教学，是指以学生个性特征为基础，以内心需求为核心，在教师引导帮助下找到自己个性才能发展的独特领域或特点，相对自主地开展教学。教育学的研究表明，个性化教学更利于激发学生的学习兴趣，更利于提高学生的学习效率，更能体现对人性的尊重与关怀。 在物理实验中开展个性化教学，也体现了“因材施教”的教学思想。
虽然学校的仪器达不到我们预期的要求，但我觉得可以利用一些身边的仪器实验，虽不能玩转地球，但可以玩转钢尺、粉笔等，这是平时实验经常可以派上用场的东西。一把直尺的可用之处：
1、探究乐音的特性：将一把钢尺的一端紧压在桌面上，另一端伸出桌面，用大小不同的力拨动它，探究响度和振幅的关系。改变钢尺伸出桌面的长短，用相同的力去拨动，探究音调与频率的关系。
2、长度测量的工具。
3、比较物质的硬度：比较塑料尺和钢锯条等的硬度。
4、摩擦起电：用丝绸摩擦过的塑料尺能吸引纸屑。
5、观察物体弹性形变大小与外力大小的关系：压塑料尺的力越大，塑料尺的弯曲程度越大。
6、惯性试验中：下面的棋子被直尺快速打出，上面的棋子会怎么样？
7、搅拌工具：使盐能完全溶解在水中。
8、绘图工具：在平面镜成像中利用对称法作图等。
（三）情境化教学，让学生融入实验
在通过马德堡半球实验体验大气压的存在，我说:“我们正在德国的马德堡半球做一个著名的实验。”说完，我拿出两个吸盘，当做两个半球，下面一片唏嘘，特别是我班的一个学生，低声的说:“老师，太不给力了。”声音虽然不大，但我听到了。我不动声色，继续演示，排出吸盘内的空气。现在有请十六匹马上场了，我就喊了刚刚说话的学生，你来分开他们，他信心十足的上讲台，两只手分别拉吸盘，他一次，两次，三次，用尽了力气，但没有将吸盘分开。“是你不给力啊”我开玩笑地说。本来这个实验我是准备演示的，在这种情况下，我就和学生合作完成。这样一个类似于马德堡半球的实验，学生本以为非常容易拉开，其实不是的，从而深刻体会了大气压的存在。
（四）总结型教学，课后不断反思总结
“学海无涯，教无止境”，只有不断充电，才能维持教学的青春和活力。要上好《照相机与眼睛视力的矫正》这节课，我总结有以下几点：
1、上课要能激发学生的兴趣，老师在刚开始引入时的方法比较新颖，自己站在讲台上，让学生利用凸透镜和光屏，给老师拍照，利用原来的知识顺其自然的引入。
2、视力的矫正这部分内容主要是让学生了解近视眼带什么眼镜及其作用。可以拍几张大家熟悉照片，例如：某个戴近视眼镜的学生和某个戴老花眼镜的老师。
3、实验的仪器改进，如果利用现成的仪器学生的眼镜做这个实验，效果不是很明显，因为学生的眼镜的度数比较低，光屏上原本是清晰倒立缩小的像，戴上眼镜后，像的清晰程度改变不大，学生通过实验就无法真正认识近视眼镜的作用到底是使像往前还是往后移，所以这个实验建议使用凹透镜。
（五）鼓励型教学，会做善做勤做实验
在物理实验教学中，坚持不懈地给学生以人文关怀，能激发学生的探究潜能。对于学生的一些小发明，小创作给以充分的肯定与赞扬，并作必要的指导。学生在得到教师的赞赏与鼓励后，会以更高的热情投入到学习中去。我经常鼓励学生回家利用现有的材料做一些实验，比如：1、将鸡蛋放入水中，慢慢地放入食盐，观察鸡蛋的动态变化。2、观察霜的形成：将冰块敲碎放入玻璃器皿中，并放入食盐，充分搅拌，过一会儿，就会观察到玻璃器皿的外侧出现一层霜。3、小孔成像：易拉罐，素描纸，橡皮筋这些常见又简易的器材就可观察到蜡烛倒立的实像了。这样经常培养学生，学生就会做实验，善做实验，勤做实验，鼓励学生自己动手，就地取材，自制简单的仪器、装置，这样可以加深学生对实验的理解。
一堂生动有趣的物理课，离不开实验的教学，学生演示、小组实验，教师演示实验，师生合作实验，课外实验等等。学生和教师的互动密不可分。
在体验大气压时，可选择玻璃杯，纸片，水，进行覆杯实验。这个实验原来做过，学生比较熟悉，我想请学生来演示，可学生居然没几个举手的，我纳闷了，怎么回事呢？我扫描了一圈，先请不举手的周鑫烨来说一下实验的步骤。他说得头头是道，原来是不敢在大家面前做实验啊!后来他不负众望，成功地完成了实验。
在肯定学生理论的基础上去再完成实验，效果要好得多，给予的自信增强，学生自己也得到了自我的肯定。
在四班做这个实验的时，班长虽然知道怎么做这个实验，但第一次没有成功，这让我明白，学生从理论到实验之间有较大的鸿沟。平时要鼓励他们去尝试，不能停留在理论的高度，后来，我指导班长重新做了一遍，注意手指不能抓着纸张，快速反过来，这是这个实验成功的关键。
［1］金伟 王蕴菊 用控制变量法探究问题时，我们在想什么 《中学物理》 2012年09期.
［2］姚霄伟 “探究凸透镜成像规律”的教学实践与思考《初中教学研究》2009年77期.
［3］蒲玉成.新形势下的人才培养与实验教学改革初探[N].四川民族教育报,2006-03-22.
［4］尹继忠.从高考物理实验命题谈实验教学改革[N].教师报,2002-08-14.
［5］向立中 北京师范大学出版社 《中学物理实验教学法》 1987年3月第一版.
［6］魏红霞 张华 例谈初中物理魔术18式 《中学物理》2012年2月.
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