物理学习的底气、灵气与豪气，本文主要内容关键词为：豪气论文,底气论文,灵气论文,物理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
剑桥大学的卡文笛许实验室先后造就了20多位诺贝尔奖获得者。其首任实验室主任麦克斯韦曾说：“几个学生亲自动手做的实验，比起任何阅读，甚至比起眼看专业人员精心设计和操作的实验来，更能激发他们对这一学科的理智兴趣，并且使他们对大自然的准确性和一致性及对我们观察的不精确性和不确定性，都能获得活生生的概念。”
物理实验是学生获取直接经验的最佳手段，是学生亲近科学的最佳方式，更是学生萌发创新能力的最佳矿藏。正是通过实验，学生才确立了物理学习的底气、灵气与豪气。
一、基本实验树立底气
皮亚杰在《发生认识论原理》中指出：“认识既不起因于一个有自我意识的主体，也不是起因于业已形成的会把自己烙印在主体之上的客体；认识起源于主客体之间的相互作用……”
学生认知的构建是通过主客体的相互作用实现的。学生不可能被动地接受知识——以这种方式接受知识总是皮肉分离的——仅仅在考试时按你的方式出牌，在骨子里从来没想过把物理知识运用于实际！若让学生的物理学习建基于实验，则情况截然不同，因为实验能调动学生各种感官参与活动，在看、听、做、想等活动协同工作时会在大脑中留下生动鲜明的印迹，造成强烈的印象乃至终生难忘。这种宝贵的切身体验能迅速重组学生的认知结构，在此基础上学生才能把物理知识自觉运用于实际生活。
1.操作技能型实验
对于较简单物理器件的使用，如刻度尺、温度，计、滑动变阻器等，首先引导学生自己制作，在此基础上对比现成仪器，寻找差距与不足，从中揣摩其制作原理和使用方法。比如温度计的使用，我首先让学生用青霉素小瓶、细硬吸管、红墨水自制温度计，分别去量冷热水的温度，然后与现成温度计进行比较，理解制作原理，再让学生讨论温度计的使用方法，最后比对说明书加以完善。经过这一系列动作思维的演进，在学生的头脑中留下清晰的（简化版）物理器件的进化流程。
对于较复杂物理器件的使用，如托盘天平、电流表、电压表等，首先要让学生熟悉其基本构造，了解其应用原理，在此基础上领会操作要领。比如托盘天平，因其基本原理是学生尚未学习的等臂杠杆，所以我就让学生把直尺中点搁在铅笔上，再在直尺左端点放一块中橡皮，在直尺右端点先后分别放上一块小橡皮、中橡皮、大橡皮，比较直尺的平衡——通过这种方式让学生大致了解托盘天平的基本原理。然后再通过“试误”（口头“试误析因”和实际“试误露谬”）的方式让学生逐步领会操作要领。
对于这类操作技能型实验，必须要求学生个个操作，人人过关。教师考核组长，组长考核组员，不合格的及时补救。要让学生意识到：实验之于物理，就像菜刀之于厨师！
2.自主探究型实验
实验是经验方法与思辨相结合的产物。关于实验的特点，美国科技史学家乔治萨顿曾概括为：用仪器作用于对象，促成某些现象出现。当涉及许多变化因素时，可根据有关知识，提出可能的因素，即假说，并只允许一个因素参与变化，其他因素保持不变。这就是控制方法，实验便是在控制的条件下进行对象情况的考察！在探究教学的过程中，教师要引导学生尽早掌握这一要领。比如，在引导学生探究音调高低与弦的松紧、长短、粗细的关系时，就要运用控制变量法。要让学生明白，不控制变量，实验结果就无法归因。在此基础上，逐步引导学生自主探究相对简单的规律。如液体温度的高低、液体表面积的大小、液面上方空气流动快慢与蒸发快慢的关系；力的大小、方向、作用点与力的效果的关系；弹簧测力计的原理。
3.领会感悟型实验
对于那些思维跨度比较大的实验，我在教学过程中或精心铺垫，或重组改造，旨在让学生领会感悟。
比如“探究平面镜成像特点”，最难的是如何自然引入物体的替身（替代法），以及如何自然引入由平板玻璃替换镜子，这些问题超出了学生思维的最近发展区。对此，我作了精心铺垫。上课时，在班上找两个差不多高的学生。提问：他俩谁高？如何证明？学生提出请他俩背靠背站直了比高低！由此过渡到如何证明平面镜成的像与物大小相等这个问题，学生自然想到把物体贴在镜面上，发现像与物重合！追问：物体远离镜面时，像与物大小还相等吗？（学生凝神思索……）引导：刚才是像与物靠在一起，容易比较大小。现在像物分离，如何比较大小呢？这时教师分开拿出两个泡沫三角形，分开贴在黑板上（其中有一个三角形是两个重叠在一起的）。问：固定的两个三角形大小相等吗？如何证明？若学生能想到替代就好。若学生想法枝蔓则继续引导，即装作无意间碰落重叠三角形中的一个，拿在手上问：如何证明黑板上两个三角形大小相等？学生自然想到用手中三角形充当替身去和另一三角形重叠后比较。——至此自然引入物体的替身（替代法）才算大功告成！继续引导：如何证明物体远离镜面时，像与物大小还相等呢？学生能提出：把物体放在平面镜前一定距离处，用另一个与物等大的模型充当替身去与虚象重合，再比较虚象与替身的大小。追问：看到虚象必须在镜子正面，看到替身必须在镜子反面。要比较虚象与替身的大小，必须同时看到虚象与替身，如何才能实现呢？学生能提出：把镜子反面这层铝膜刮掉！——至此，自然引入由平板玻璃替换镜子才算水到渠成。
比如探究阿基米德原理时，学生不可能直接想到
。因此，我将验证性实验改为探究性实验，先引导学生分别从浮力的施力物和受力物的角度猜测影响浮力的因素，然后让学生利用控制变量展开实验，再对确证因素进行归并，推想，最后用实验证实。经过这番重组改造，学生对阿基米德原理的理解远比验证性实验来得细腻、准确！
在物理教学中，这种集重要实验原理和精妙实验方法于一身的领会感悟型实验，无论是对学生实验能力的培养还是对学生科学素质的培养，都有重要作用。因此在平时教学中应努力创造条件让学生做好这些实验，以此来增强学生的好奇心、好胜心和怀疑精神，训练学生的观察实验能力和分析推理能力，从而取得高层次的教学效果！
二、开放实验折射灵气
美国心理学家吉尔福特在题为《创造力》的著名演讲中，把发散思维和集中思维作为两种智力操作明确提了出来。学校教育中，学生主要接受集中思维训练，较少接受发散思维训练。而发散思维恰恰是创造性思维的最重要成分！
在物理教学中恰当地设置一些开放性实验，能有效锻炼学生的发散思维，让他们沿着不同方向、不同角度思考，从多方面寻求多样性的答案，从而锤炼他们思维的流畅性和变通性。
1.题型开放型实验
教师可定期设置一些开放型实验题锻炼学生的发散思维。比如中考复习时，我要求学生设计多种测物质密度的实验方案。经过精心准备后，他们分别设计了天平量筒法、天平+水法、量筒+水法、液体压强法、称重法、漂浮法等十几种方法。在这些方法中，学生能够将学到的知识（诸如密度、压强、浮力、杠杆等）进行灵活重组，巧妙运用。
2.过程开放型实验
学生在教师面前做实验，多少有些拘谨，如果在教室内经常放置一些实验器材，学生实验的自由度将大为提高，创新的火花也更易闪现。比如，在讲授《望远镜与显微镜》之前三四天，将凸透镜和凹透镜分发给学生，让他们任意玩耍。结果有学生竟然玩出了花样：利用一大一小两个凸透镜，用胶带纸分别绑扎在两直尺上，再用两段细线将两直尺宽松固定，通过推拉调节两凸透镜间距，就可根据需要变成望远镜或显微镜！
三、创新实验进发豪气
如果说基本实验树立底气是进行基础性的培养与训练，那么开放实验折射灵气则属于应用性的模拟与锤炼。而这所有的一切，都是为了“十月怀胎，一朝分娩”，催生学生的创新精神！因此，只有学生离开物理课本，离开物理作业本，离开考试，还能自觉地用物理眼光投向生活，投向社会时，物理教学才算“登堂入室”！在物理教学过程中能体现这一“脉象”的则是：学生能自愿完成你的命题探究（选做题），学生能自觉展开他的自发探究（自命题），学生甚至能自豪地以“自主知识产权人”的身份向你讲解他的创新实验！
1.命题探究型实验
杨振宁教授曾说：“成功的真正秘诀是兴趣。”初中生天生好奇、好动、好玩，有极强的创造力和求知欲。平时对他们的小制作、小发明多加鼓励和赞扬，是激发他们学习物理兴趣和创新意识的一种好方式。教师应结合教材内容，多引导和鼓励学生动手做课外小实验。在课外小实验中，学生可以依照自己的意志改变条件，控制实验进程，深刻感知实验现象。比如让学生探究：纸桥的耐压性能与纸张的什么因素有关？学生探究起来趣味盎然，创意迭出！这些精心设置的小探究，不仅巩固了学生的探究欲，而且还能暗喻学生：探究绝不限于课本，只要愿意，随时可对生活中的问题展开探究。要让学生明白——科学的本质就是对未知世界的探究！
2.自发探究型实验
学生有了一定的探究修养后，就会自发对生活中遇到的问题展开探究。比如班上几位学生买了玩具“会长大的水晶球”，这种球养在水中会长大，他们想弄清原因，于是合作探究起来，最后他们还把探究结论向全班公布。这种自发的探究行为标志着学生真正内化了探究意识！
探究意识一旦深入学生的“骨髓”，迸发出的探究能力总是让人惊讶。比如一次习题课上，学生遇到一道探究题：探究平抛运动中，小球的射程与小球流量、小球高度、小球水平射速的关系。课后学生想自己探究一下，但一时无法弄到习题上提供的精良器材，最后他们七嘴八舌居然讨论出一个“打点滴”的办法。利用大小针头改变水的流量；利用一边射液一边上提盐水瓶来保持水位差不变从而控制水平射速恒定；利用紧贴黑板射液留下射程径迹来直观观察！——实验构思之精巧，设计之老辣，令人叫绝！