實驗是物理學(xué)的基礎(chǔ)，實驗教學(xué)是課堂教學(xué)的重要組成部分，對學(xué)生形成科學(xué)素養(yǎng)產(chǎn)生深遠影響。而在現(xiàn)實課堂中，某些實驗教學(xué)流于形式：或器材質(zhì)量低劣；或?qū)嶒灧桨咐硐牖?，缺乏科學(xué)性和趣味性；或多媒體使用不當(dāng)，導(dǎo)致實驗教學(xué)低效，學(xué)生的動手能力、思維水平、價值觀等方面均沒有實質(zhì)性發(fā)展。提高實驗教學(xué)的有效性迫在眉睫。筆者結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗，粗談幾點認識和做法。
　　
　　一、重視實驗引導(dǎo)，降低探究難度
　　
　　實驗探究時，為突出學(xué)生主體地位，有的教師喜歡袖手旁觀，采用放羊式。殊不知，實驗探究有難度，科學(xué)引導(dǎo)不可缺，否則易挫傷學(xué)生的探究熱情。教師需時刻關(guān)注實驗進展，對實驗過程中出現(xiàn)的共性問題，要反思原因，思考對策，及時引導(dǎo)。
　　
　　
　　某教師執(zhí)教“探究并聯(lián)電路電流特點”時，用PPrr投影電路圖，如圖1，要求學(xué)生依據(jù)電路圖連接實物，有些學(xué)生面對器材一籌莫展。課后，這位老師說，想不通為什么會出現(xiàn)這種情況。其實。原因是實驗引導(dǎo)不科學(xué)。電路圖是由元件符號組成的抽象圖形，實際連線時，有的學(xué)生不能完成抽象到具體的轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致實物連接無從下手。而實物圖的特點是直觀、具體，學(xué)生剮接觸電路時，實物圖(圖2)的引導(dǎo)作用優(yōu)于電路圖(圖1)。學(xué)生測量干路電流后，總是急于拆掉電路，重新連接，此時，我們不妨介入操作技巧指導(dǎo)，啟發(fā)學(xué)生，如何在圖2的基礎(chǔ)上改動一根導(dǎo)線，變成圖3或圖4。這樣，既縮短了操作時間，又有助于學(xué)生領(lǐng)悟電流表在干路和支路上的區(qū)別，而此點，初學(xué)者最易混淆。
　　
　　二、重組實驗過程。遵從認知規(guī)律
　　
　　實驗教學(xué)內(nèi)容、資源一樣，不同教師執(zhí)教的效果可能大相徑庭，排除教師基本功和人格魅力因素，實驗教學(xué)內(nèi)容出現(xiàn)的先后順序也會影響學(xué)生實驗技能的提高和對知識點的掌握。
　　某教師教授“學(xué)習(xí)使用滑動變阻器”時，讓學(xué)生連好電路，邊實驗邊記錄，完成表格填寫，最后分析電流變化的原因，整個過程可歸納為“實驗—分析”。學(xué)生實驗時，只是記錄實驗現(xiàn)象，缺少思維過程。這樣的實驗教學(xué)滋長了學(xué)生做事不動腦的習(xí)慣，對提高學(xué)生的實驗?zāi)芰椭淮?。真正對動手能力有益的實驗，一定要有思維的參與。因此，筆者認為，“實驗—分析”過程的本質(zhì)是無效的。我們將教學(xué)順序變換一下，即“分析—實驗”。先引導(dǎo)學(xué)生分析不同接法時，滑動變阻器接人電阻情況，然后用實驗驗證。當(dāng)學(xué)生實驗時，他們會將實驗現(xiàn)象與分析結(jié)果對照，如果一致，則確認分析是正確的；如果不同，則促使他們思考原因。這樣的實驗有了思維的支撐，鍛煉了學(xué)生的實驗?zāi)芰Α?br/>　　又如，蘇科版9下教材對活動“觀察磁生電現(xiàn)象”是這樣安排的：先介紹微型電扇的結(jié)構(gòu)，然后轉(zhuǎn)動葉片，二極管發(fā)光，最后由學(xué)生捏緊插頭兩極，旋轉(zhuǎn)葉片，詢問學(xué)生感覺。筆者認為，課堂開始，用插頭處接二極管的電風(fēng)扇演示，顯得唐突、生硬，學(xué)生對插頭處為什么接二極管感到困惑，建議將第三步與第二步對調(diào)。出示微型電扇后，請學(xué)生捏住插頭，輕轉(zhuǎn)葉片，學(xué)生手指有麻的感覺，但要控制好葉片的旋轉(zhuǎn)速度，如果速度太快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢較大，會給學(xué)生帶來身心傷害。當(dāng)學(xué)生體驗后，提問：是不是產(chǎn)生了電壓，讓我們用二極管來檢驗。該流程為“體驗—猜想—探究”。
　　
　　三、優(yōu)化實驗方案。展現(xiàn)最佳效果
　　
　　同一實驗內(nèi)容，一般有幾套實驗方案。筆者認為，沒有完美無缺的設(shè)計，只有相對合理的方案。有了這種意識，才有不斷實踐、探索的勇氣和動力，實驗方案才能日臻完善。
　　在“驗證電磁波的存在”實驗中，有這樣一個方案：將收音機開到?jīng)]有電臺的位置，旁邊用導(dǎo)線時斷時續(xù)地短接干電池，聽收音機發(fā)出的聲音。筆者認為，本設(shè)計有三點值得商榷：其一，雖然導(dǎo)線短時間短接，但已構(gòu)成短路。教學(xué)中一直強調(diào)不能將電源短路，而教師在本實驗中卻“示范”短路，不利于學(xué)生形成正確的價值觀，且短路的干電池大量放電，影響使用壽命。其二，時斷時續(xù)地接通干電池，產(chǎn)生變化的電流，不斷輻射電磁波，愛動腦筋的學(xué)生會問，恒定電流能產(chǎn)生電磁波嗎?在禁止長時間短接干電池的情況下，本實驗無能為力。其三，電流只能在“有”與“無”之間變化，呈跳躍式，不能線性變化。
　　裝置改進：將滑動變阻器、小燈泡、開關(guān)、電源組成串聯(lián)電路，這一電路簡潔、經(jīng)典、學(xué)生熟悉。把收音機開到?jīng)]有電臺的位置，靠近滑動變阻器。當(dāng)滑片左右移動時，燈泡亮度發(fā)生變化，同時聽到收音機發(fā)出“咔嚓”聲，停止移動，電流恒定，收音機雜音停止，本設(shè)計較好地彌補了上述方案的不足。
　　
　　四、警惕偽實驗。避免實驗失敗
　　
　　所謂偽實驗，是指理論上說得通，但實際操作時，受環(huán)境、器材、技術(shù)等因素影響，導(dǎo)致現(xiàn)象不明顯或?qū)嶒炇〉膶嶒?。偽實驗屢見于各種教輔書，若不加以甄別，容易信以為真。
　　比如，“比較不同材料隔音性能”實驗經(jīng)常出現(xiàn)在各種書籍或試卷上：把機械鬧鐘用不同材料封閉起來，通過測量剛好聽不見聲音的距離，比較材料隔音性能。筆者教研組在安靜的環(huán)境下用各種材料多次實驗，發(fā)現(xiàn)找到剛好聽不見聲音的點，需要很遠的距離。這樣，噪聲來源廣而且不穩(wěn)定，無論演示，還是分組，對實驗均有影響，本實驗可操作性較差。
　　又如，用導(dǎo)軌做“磁場對電流作用”時，由于金屬棒質(zhì)量大，不易改變運動狀態(tài)，影響實驗效果。某雜志介紹將香煙盒的錫箔紙朝外卷成導(dǎo)體棒，放在導(dǎo)軌上做實驗效果好，初想很有道理，可親自操作，并不成功。用萬用表測試，導(dǎo)電情況不好。假使錫箔紙本身導(dǎo)電性好，但由于質(zhì)量輕，影響和導(dǎo)軌的接觸，導(dǎo)致接觸不良，實驗也不會成功。
　　偽實驗不僅影響學(xué)生對知識的掌握，還影響學(xué)生對教師的信任。因此，對于新的實驗方案，在決定采用前，一定要親自操作，辨別真?zhèn)?，以防在課堂上出現(xiàn)無謂的失敗。
　　
　　勤于動手，能讓我們發(fā)現(xiàn)偽實驗；勤于動腦，則能激發(fā)靈感，為設(shè)計實驗廣開思路。
　　有一道題：試管倒立，管口放在酒精燈上方烤3-5s，迅速插入水槽中。將看到什么現(xiàn)象?
　　答案是水被吸上來?；鹕峡镜哪康氖菍⒃嚬苤械目諝馀懦?，倒插入水中后，在大氣壓作用下，水被壓人試管。學(xué)生沒有提出疑義，筆者也深信不疑。出于謹慎和興趣，到實驗室做了一遍該實驗?，F(xiàn)象并不如想象的那樣，進入試管的水柱高度約2-3毫米，只有非常少量的水被壓進試管。筆者不甘心，是不是加熱時間短，影響實驗效果。延長加熱時間，現(xiàn)象依舊，反而因試管突然遇冷，試管口出現(xiàn)了裂痕。既然倒立加熱行不通，那就正立，豎起來，加熱3-5s。重復(fù)上述過程，效果一樣。
　　實驗失敗，對它進行改進：將試管加少量水，覆蓋住底部即可，加熱幾秒鐘，水沸騰，將試管倒插入水槽，水被慢慢吸起，5s后，水柱約占試管長度的2／3，輕輕將試管拿出。水柱不掉下。若把水染成黑色，實驗效果更好。本實驗說明，熱空氣的排氣能力較差，而水蒸氣能輕松、快速地排出空氣。
　　
　　五、依托系列實驗。豐富學(xué)生感知
　　
　　教師完成某實驗后，若以此實驗為基礎(chǔ)，適當(dāng)?shù)馗淖儗嶒灄l件或操作步驟，則能產(chǎn)生一系列相關(guān)實驗，這些實驗?zāi)芡貙拰W(xué)生視野，幫助學(xué)生更深入地理解物理規(guī)律、概念，發(fā)揮出獨特的教育價值。
　　例如，將一試管裝滿水后，開口朝下放入水中，結(jié)果是
　　A.仍是滿試管水
　　B.水將流出一部分
　　C.水將全部流出
　　D.以上說法都不對
　　學(xué)生容易選擇B或者c，課堂上可采用題中的器材演示并解釋。為進一步挖掘本實驗，可以做幾個相關(guān)的實驗。
　　1.換更長的試管，重復(fù)上述步驟，猜想現(xiàn)象。意圖：說明一個標(biāo)準大氣壓能托起10m高水柱。
　　2.分別將試管拔出一段(不露出水面)、傾斜一定角度或下壓—些，會發(fā)生什么現(xiàn)象。意圖：突出大氣壓的作用。
　　3.試管上方開一小孔(為方便開孔，可用礦泉水瓶代替)，將有何現(xiàn)象。意圖：否定水往上噴的前概念。
　　通過以上系列實驗，豐富、立體了學(xué)生的物理知識，使知識結(jié)構(gòu)更牢固。
　　
　　六、開發(fā)新實驗。化解教學(xué)難點
　　
　　初中生以形象思維為主，抽象的物理問題對學(xué)生而言難度較大，這就要求教師鎖定難點問題，潛心研究，化抽象為具體，創(chuàng)造有針對性的實驗，以幫助學(xué)生理解物理問題。激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
　　例l：(2009年江蘇省物理中考試卷)如圖5所示，小剛將盛滿水的圓柱形透明玻璃杯貼近書本，透過玻璃杯觀看書上的鸚鵡圖片(圓圈中的鸚鵡圖與書本中的鸚鵡圖實際大小相等)，他所看到的虛像可能是(
　　)
　　在學(xué)生腦海里，水柱相當(dāng)于凸透鏡，對鸚鵡有放大作用。但本題考查的內(nèi)容更為細致，學(xué)生不能判斷鸚鵡在水平和豎直方向均放大(C答案)，還是只在水平方向放大(A答案)。理論解釋太抽象，若直接觀察，水平放大清楚，而豎直高度缺乏對比，難以用肉眼判斷，最好通過實驗，先讓學(xué)生接受這種現(xiàn)象。畫兩條平行線作為物體，如圖6。問題就迎刃而解了。
　　將平行線水平放在水杯后面。垂直紙面觀察，水杯后線條間的距離與露在瓶外部分相比沒有變化，即在豎直方向沒有放大，如圖7；將線條豎直放置時，水杯后的距離變大，水平方向放大明顯，如圖8，故A為正確答案。
　　例2：100牛的水能產(chǎn)生大于100牛的浮力。學(xué)生無法想象，浮力不是等于排開水的重力嗎，若水全部排出，浮力也只有100牛呀。為了推翻頑固的前概念，筆者設(shè)計了如下實驗：準備兩只大的塑料橙汁瓶，設(shè)為甲、乙瓶，一只直徑略大于橙汁瓶的透明圓柱體容器。將橙汁瓶裝等量水，為增強演示效果，將甲瓶中滴入黑墨水，放人容器中，將乙瓶中的水緩慢地倒人容器，待容器中甲瓶剛好浮起時，浮力的大小等于甲瓶中水的重+瓶重，瓶的質(zhì)量很小，忽略不計。比較乙瓶中倒出的水和甲瓶中的水易知，倒出的水很少。小于甲瓶中水的質(zhì)量。所以，少量的水能產(chǎn)生較大的浮力，100牛的水當(dāng)然能產(chǎn)生大于100牛的浮力。
　　例3：在說明壓力與重力大小不一定相等時，學(xué)生總是心存疑惑，此時可將一物體水平放置在電子臺秤上。再不斷改變電子臺秤傾角，分別讀出示數(shù)，學(xué)生對兩者的關(guān)系就有了具體的認識。
　　實驗教學(xué)是物理課堂的主要表現(xiàn)形式，但并不是說采用了實驗教學(xué)，就一定能達到理想的教學(xué)效果，我們還應(yīng)重視一些細節(jié)問題。比如，分組實驗前，應(yīng)仔細檢查各小組器材是否全部到位。是否都能正常運行；演示實驗可見度不高時，要注意用多媒體進行放大處理等?？傊瑢τ趯嶒灲虒W(xué)，我們要不斷反思、總結(jié)，提高有效性，使其真正為課堂教學(xué)服務(wù)，為學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。
　　(見習(xí)編輯　郭振