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让新理念走进中学物理实验教学中
一、改革实验教学模式 实践新课程理念
以往的教学模式中，学生实验时主观能动性发挥不够，实验的研究性较弱，与生活与生产实际的结合不够，实验内容的范围较窄，仅以书本物理实验步骤按步操作。新课程教学改革强调的是学生创新精神和实践能力的培养，即研究性学习。这就要求改革实验教学模式，为学生提供多种学习经历并获得学习经验。探究性实验模式可在极大程度上调动了学生的主体参与，将改变我们习以为常的以教师演示、教师讲解、学生验证为主的实验教学模式。探究性实验教学按其场合和活动方式可分为两类：
1．探究性实验可依据教学内容，对演示实验进行整改或更新。其基本流程为：创设情景引发问题——提出假说或猜测——实验探究——总结规律——迁移创新。
(1)创设实验情景，引出问题：教师根据教学内容和教学目标、要求，从教材或生产、生活实际中的问题，设计一些富有探索性的实验，引出问题，诱发学生思考。
(2)提出假设，大胆推测： 教师向学生提出问题后，引起学生的好奇、怀疑、困惑，从而激发学生的探索心理，形成探究问题的情境，促使学生积极思考，大胆提出合理假设，作出操作上、现象上、结论上的某些预测。
(3)设计实验，观察现象：在教师的指导下，学生设计可能的实验方案，选择合适实验仪器，边操作边记录现象和数据，直接掌握感性材料。
(4)探讨规律，作出结论：学生根据实验事实进行讨论、争辩，揭示出现象产生的原因，教师的适时点拨，把探究目标引向深入。学生通过一系列的思维活动，概括出有关的物理概念、原理或规律。
(5)巩固开拓，迁移发展：面对新的问题，学生能准确运用刚学到的知识去解决，教师及时给予指导和评价，使刚学到的新知识得以巩固提高，迁移发展。
2.探究性实验融合物理知识、技能和方法，表现出一定的新颖性、综合性和开放性。在实验探究过程中，生成的新资源，但要求通过多种途径去研究，体现思维的开放性和综合性，其历程比较曲折，必须深入思考，巧妙设计，体现思维的灵活性和深刻性。在实验过程中，教师应给学生更多的自主权，启发学生按科学家解决问题的方法去探究，形成研究性课题，可由几人组成的课题研究小组共同完成。其流程是：明确探究课题——查阅文献资料——设计实验方案——观察实验现象——提出假设或推测——总结实验成果——提炼方法规律。在教学中，我们选择一些有探究价值的专题设置成实验情境，学生通过设计实验方案，探索解决问题的途径，最终获得比较准确的结论。在实验探究过程中，学生面临矛盾和困惑，要求他们去收集有关的信息，创造性地加工信息，分析矛盾，解决矛盾，让学生体验、感悟科学探究的经历并获得学习经验。
二、增强实验趣味性,激发学生探索欲望和创新动力
伟大的科学家爱因斯坦说：“兴趣是最好的老师。”心理学家认为：缺乏对某一学科兴趣就会使学生对该一学科学习成为负担。反之，就会产生强烈的求知欲。而好奇心则是激发学生积极进行探索活动的基础，是激起学生学习活动的内驱力。教学中教师要适时利用实验，激发学生的兴趣以达成创新意识的培养。
1.运用趣味实验创设物理情境，激发学生的学习兴趣
物理学是一门以实验为基础的学科,人类的物理知识来源于实践。很多物理规律都是从模拟自然现象的实验中总结出来的。学生的科学素养和科学的品质就是在科学活动的实践中不断培养和提高的。物理教学中认真做好一系列有效的实验,点拨学生的思维,使学生的思维处于激励状态,可以把学生的智力活动由最初简单的兴趣引向热情而紧张的思考,促进学生思维的活化。因此，教学中教师一定要很好地利用各种教具充分发挥物理实验的功能：
（1）用现象清楚，效果明显的演示实验，创设有声有色的，形象直观的情景。（2）用师生密切配合，共同参与的分组实验，创设生动活泼，热烈讨论的情景。
（3）用鼓励和激发学生开展课外小制作，小发明的活动，巧用物理实验图情，从而促使学生触景生情、触类旁通，提高能力。
2．开发探究性趣味实验，发展学生的创新思维
中学物理实验有较多的是“验证性”的，相对比较枯燥。如果把部分“验证性”实验变为有“探究性”内容的实验，同时带有趣味性。这样，不但可以激发学生的学习兴趣，也让学生感受学习的乐趣，还在某种程度上使学生的思维得到创新。通过实践，锻炼了学生的动手能力，激发了学生的兴趣，及激活了存在内心的多种发散性思维和蕴藏着的创新意识，而且使学生感受到了实验的成功喜悦。
3.巧用身边之物改演示实验为学生随堂实验，增强实验的真实性和趣味性
学生大都具有强烈的实验操作兴趣，希望亲自动手做实验，而现行的实验教学主要以教师演示为主，即由教师在讲台上做给学生看，学生动手机会很少，往往印象不深，效果不佳，况且有些实验现象稍纵即逝，一不注意观察，就错过了。为了弥补演示实验的不足，教师要从学生的经验和体验出发，尽可能联系学生的生活实际，选取那些既能引起学生的兴趣，又与学生生活有密切联系的身边之物，改演示实验改为学生随堂实验，指导学生 多做些简单化、趣味化、生活化的实验，多给学生创造动手的机会，提高学生在演示实验中的地位，让学生尽可能地参与到实验演示过程中来，亲历实验操作过程，加深印象，增强实验效果。例如用铅笔做力的分解实验（如图），当重物压在由棉线和铅笔所构成的三角支架上时，会产生中指被拉，掌心被刺痛的感觉。可以感悟力分解的效果或方向。学生亲身体验之后，这种被刺痛的感觉永远都不会忘记。4.趣味实验在课外活动中的进一步延伸，开辟创新之路
“活动”是实现“创新”的必由之路。物理教学要创新就必须让学生作为主体去活动，要尽可能多的为学生安排课外的活动。笔者曾根据学校的实际情况，在高一开设了拓展型课程《中学物理探究性趣味实验》内容主要有：（1）自行车上的物理知识。（2）热水瓶保温的研究和绝热材料的利用。（3）从简谐振动到地震、海啸。（4）永动机与能量守恒定律。（5）有趣的共振现象，等等。我校是一所新成立不久的学校，实验仪器比较缺少。但通过实验开发、学生的积极参与，可以说在某种程度上弥补一些仪器的不足，而且积极激发了学生的学习动机，也为学生提供多种学习经历和丰富的学习经验。
三、利用设计性实验,培养学生的创新思维能力
所谓设计性实验,就是要求学生自己设计实验方案的实验。利用设计性实验培养学生的创新能力主要体现在以下几个方面：
1.提高学生的实验构思和设计能力以及提出问题、科学分析问题的能力。
2.提高学生实验的实施能力和培养学生的发散思维。一切让学生自己来设计，来操作，给了学生很大的想象空间，帮助学生在学习过程中体验、感悟、建构并丰富的学习经验。
3.培养学生分析和解决问题的能力。例如在数据处理方面：要求学生懂得数据的处理方法，如何来减小实验中存在的偶然误差；如何来解决实验中的系统误差等等。
4.培养学生的创造性思维能力。例如在实验结果分析方面，可以让学生比较多种实验设计方案，从中选择最佳的设计方案。让学生明白，创造就在我们的身边，只要肯多开动脑子，多想想，就很得到最好的结果。
四、加强信息技术在实验教学中的有机整合，优化物理课堂
信息技术与物理课程教学的整合能使教师去进一步完善课堂教学，使教学过程更具有科学性，帮助教师在课堂上更合理地掌握和利用时间，吸引学生的注意力，使学生在课堂上接受和掌握更多的知识，提高物理课堂教学的效率。1.信息技术作为演示的工具，清晰物理过程
由于常规实验仪器本身和实验条件的限制，传统演示实验效果常不如人意。信息技术作为演示的工具，可使静态事物动态化、微观现象可视化、抽象知识形象化，完成难做实验的仿真模拟、进行物理过程的动态分析。如简谐运动中弹簧振子的振动实验，学生很难同时观察到回复力、加速度、速度和位移等物理量在四个运动过程及五个关键时刻的大小和方向，这是教学的难点。而采用课件模拟，就可调节振动频率或者使其暂停，便于对四个矢量的大小、方向变化进行分析，也可重复选择观察任意一个物理量的周期性变化，有利于学生建立简谐运动完整的物理图景。在一般实验室中不可能做出的实验，可用计算机科学模拟和视频资源来支持教与学。如可以仿真传统实验无法涉及的、条件要求很苛刻的实验，如高温条件下或微小形变，又如α粒子的散射仿真实验，荧光屏和显微镜能够围绕金箔转动，从荧光屏观察到的实验现象。
2.信息技术作为信息处理的工具，使得数据处理高速化和智能化
数字信息系统实验室（DIS）进入了中学物理实验室，运用传感器采集实验数据，通过接口与计算机连接，完成数据的采集、分析，绘画出数据分析表和曲线，可更方便、快捷地测出物理实验中要求的物理量及物理量之间的关系。如测定电源电动势和内阻、牛顿第二定律等实验，用记录表中的数据创建Excel数据表，可以方便地生成点线图。对于非线性关系的物理量研究，可以利用数据处理软件进行曲线拟合，有助于学生发现相关物理量之间的关系和运动规律。如音叉的振动可用计算机绘振动图象，用数据处理软件拟合，发现是振动图象符合正弦函数关系。牛顿第二定律探究实验中在变速运动状态也能得出结论。DIS不但能替代打点计时器、弹簧秤、温度计、压强计等许多传统仪表，而且能测量传统仪表无法测量的物理量，如直接测量瞬时速度(光电门)、微电流(微电流传感器)等。即使替代也不是简单的功能重复，而是大大提高了测量范围、精度、速度。
3.信息技术可为研发工具，培养学生的创新能力
在传统的实验教学中，由于条件的限制，学生的探究欲望往往不能得到很好的满足，信息技术环境能为学生提供探究的有利条件。借助于多媒体技术和工具软件创设的虚拟仿真环境，这样可使他们对所学知识有更深刻的理解,同时加深认识数理之间的联系和学会物理图景的动态分析。
4.信息技术作为交流工具，提高学生的信息素养
在网络环境下，可通过下载、复制或建立友情链接的方式，将互联网上成型的虚拟实验及其他关于物理学家、学史、规律、趣闻、生产生活等资源为我所用，学生可以边学习边交流。如采用网络版“仿真物理实验室”、FLASH动画等，学生可以通过人机对话一边操作一边在网上畅游，获取新知识，遇到问题还可以通过网络与同伴交流，形成网络环境下研究性学习氛围。
五、改变物理实验的评价机制，适应学生可持续发展的要求
新课程标准强调知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三大目标，所以评价内容与评价标准应在这三个方面进行设计。
1.知识与技能
（1）是否会根据实验要求选择实验仪器。（2）是否会使用实验仪器。（3）是否会记录实验结果和数据。
（4）是否会用科学术语、函数、图像等对实验结果进行描述。
2.过程与方法
（1）能否认真观察物理现象，并对观察到的现象进行描述。（2）能否从观察到的物理现象中发现问题和提出问题。（3）能否制定可行的探究计划。
（4）能否科学地进行实验和收集、处理信息。（5）能否从多角度解决同一物理问题。（6）能否积极参加探究活动。（7）能否在学习中与他人合作和交流经验。3.情感态度与价值观
（1）是否具有对物理世界的好奇心。
（2）是否乐于物理实践活动并具有克服困难的决心。（3）是否乐于与他人交流与合作。（4）是否具有实事求是的科学态度。
（5）能否认识到现代技术对社会和自然环境的影响。（6）是否具有将科学服务于人类的意识。（7）是否具有可持续发展的意识。
总之,为适应时代和学生发展的需要,我们每位物理教师应当努力提高自身素质,转变教育教学观念,改进教学方法,营造良好的育人环境,培养出富有科学精神和实践能力的开拓型人才。
