从物理学的发展看物理实验教学的重要性

来源:用户上传      作者: 靳开福

　　物理学是一门以实验为基础的科学。物理实验既是物理学的一种研究方法，也是物理学的一个基本特点。在物理学的发展过程中，最早用实验的观点和方法在实验室进行科学实验来研究物理现象及其规律的，是近代物理学的奠基人――伽利略。他所设计的斜面实验是典型的物理实验，开创了物理实验的先河，为我们创造了研究物理学的真正方法。物理学理论的建立、发展和检验，都离不开物理实验这个基础，科学实验是物理学发生和发展的源泉和动力。
　　在古代，由于农牧业生产活动对于确定季节、了解气候变化的需要，产生了古代天文学；由于建筑、航海和战争的需要，形成并发展了古代力学。十六世纪以后，随着欧洲资本主义生产关系的发展,产生了许多物理学上的新的变化，为近代物理学的发展奠定了基础。从物理学的发展过程来看，物理学中不少规律和理论虽然是从生产实践中直接总结出来的，但更多的物理发现却来自长期的科学实验，自从十六世纪伽利略创立科学的实验方法以来，物理学以史无前例的速度发展成一门真正独立的科学。
　　纵观中国古代物理学的发展历史，春秋战国时期由于冶铁和制铁工具的使用加上各国兼并战争的刺激，科学技术蓬勃发展，力、热、声、光以及磁学都取得了较大的成就，尤其是《墨经》和《考工记》的问世，标志着中国古代物理学的形成；从秦、汉开始到隋、唐、五代的一千两百多年是古代物理学的发展时期，张衡的地动仪，还有指南针、透光镜等，是这一时期发明的突出代表；到了宋、元时期，古代物理学的发展达到了鼎盛时期，《梦溪笔谈》、《武经总要》记录了这一时期的重要成就，杰出人物沈括就活动于这一时期；到了明、清时期我国的物理学就相对落后于西方国家了。不论是形成期、发展期、鼎盛期、落后期，还是物理学突飞猛进的现代，物理学的发展总离不开精确的科学实验。
　　所以，在科学技术飞速发展的今天，在物理教学中培养学生的观察能力、动手能力、逻辑推理能力，物理实验课教学是至关重要的，主要有以下原因：
　　
　　一、中学物理教学以实验为基础，这是由实验本身的特点及它在物理教学中的作用来决定的
　　
　　实验能为学生学习物理提供符合认识规律的环境。生活中的许多感性材料来自复杂的运动状态，力、热、电、光现象交织在一起，本质、非本质的因素交融在一起，而运用实验则可以提供精心选择的、简化和纯化的素材，使学生对物理知识获得明确的、具体的认识（例如马德堡半球实验证明大气压强的存在）。实验还能培养学生的兴趣，激发学生的求知欲望，因为实验具有真实、形象、生动的特点（传导实验――煮蝌蚪）,实验还是一种有目的性的行为（组装滑轮测效率的实验）。实验还是发展学生能力和使学生得到科学方法训练的重要途径。它能创造“最确实，最少受干扰”“保证过程及其纯粹形态进行”的物理环境，它是理论密切联系实际的学习过程，在这个过程中蕴藏着极其活跃的因素，能够活化学生学到的物理知识。实验有利于培养学生良好的道德素养和科学作风。实验本身是一个严谨的科学过程，要想获得实验的成功，必须一丝不苟，来不得半点虚假，并且必须要把各项活动安排得井井有条，这对培养学生实事求是的态度和严谨的科学作风十分有益。另外，实验也并不是一帆风顺的，可能会遇到挫折，甚至失败，通过实验可以磨炼学生意志。
　　
　　二、加强实验课教学，是推行素质教育，全面提高教学质量的需要
　　
　　中学物理教材中典型的演示实验、分组实验在教材中占有不可低估的分量。因此，提高演示实验水平和通过分组实验培养学生的动手操作能力，不可忽视。
　　演示实验是穿插在课内为了说明和验证定理、规律进行的，是以教师为主要操作者的表演示范实验。它主要是把要研究的物理现象展示在学生眼前，引导学生观察思考，帮助学生完成课题教学任务。它的优点是能够充分发挥教师的引导和示范作用，并为学生独立训练创造条件，因此进行演示实验时应注意：第一，要有明确的目的。第二，要明显和直观。第三，要力求简洁和可靠。同时，也要求学生明确观察目的，作好观察的思想准备，突出观察对象，追逐观察目标，从整体到局部，再从局部到整体，培养观察思路，纵横对比，把握事物特征。
　　分组实验是学生在教师指导下利用整节课时间，在实验室分组进行实验的教学形式，它是学生亲自动手使用仪器，观察测量，取得资料数据，并亲自分析总结的过程，是学生学习物理知识，培养实验技能和良好品德素质的重要环节，是任何其他教学方法和手段所替代不了的。它的基本要求是：第一，课前准备要细。第二，课内操作要准。第三，课后分析要精。长此下去，可以培养学生以思维为指导，手脑并用，有条不紊的学习习惯和勤于思考的优良品质。
　　当然，物理实验教学并不是去单纯模仿前人已做过的实验，而是通过实验验证前人已总结出来的结论、定律和规律，从而增强教学内容的可信度和科学性，因此，在实验课教学中应遵循以下原则：
　　1. 科学性原则；
　　2. 激发学习兴趣的原则；
　　3. 创设物理环境、突出观察实验的原则；
　　4. 启发思考、探索方法的原则；
　　5. 接触实际，联系生活的原则。
　　综上所述，实验在物理教学中占有非常重要的地位，西方有些国家的初中教材就是以实验为主体，围绕实验来展开的。在我国，目前这样做还有一定的困难，但我们必须从推行素质教育、培养现代化建设所需要的有个性特征的全面发展的人才的高度来充分认识实验教学的意义，坚持以实验为基础的物理教学观。
　　（本文作者单位：甘肃省凉州区黄羊镇七里中学）

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