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物理实验及其教学是提高物理课堂有效性的一个重要组成部分。实验教学能帮助学生掌握知识，提高科学探究技能，发展学生的情感态度与价值观。物理实验对激发学生学习兴趣、展示清晰的物理过程、转变学生学习方式、激活学生的思维等多方面有着多重功能，这些功能的发挥，并不是一个或几个实验教学所能解决的，它需要一个长时间不断积累的过程。本文试图通过自己的多年教学实践和具体案例分析，挖掘物理实验教学的多重功能，让物理实验“开口说话”，更有效地优化物理课堂教学。
一、利用物理实验的“情趣功能”，激发学生但求知欲望
兴趣是主动学习的前提，兴趣对学生的学习活动能产生巨大的推动作用。物理实验以其直观、形象、生动的特点清晰地展示物理现象，使现象与学生原有的认知产生冲突，能大大激发起学生学习的愿望。
初中学生的特点是好奇、好动、天真活泼、求知欲强烈，物理教师应抓住学生的这些心理特点，充分发挥实验的“情趣功能”，想方设法让他们身临生动而富有趣味的物理实验中，使他们的注意力高度集中。这些新奇的物理现象大都出乎他们的意料之外使他们兴趣盎然，一个接一个的“为什么”会在他们的脑海中产生，并激发他们的求知欲望。
案例一：在讲《大气压》一节时，教师首先拿出一个空易拉罐，问：“谁能想办法使它变扁？”学生们提出了手捏、锤打、脚踩等方法。教师指出，这些方法虽然都能把它变扁，但这些方法中都用到了外力，如果我们不用外力能否把它变扁呢？这时教师在易拉罐中加了少量水，然后在酒精灯上将水烧沸，用一橡皮泥塞密封管口让其在空气中自然冷却，一段时间后易拉罐在噼拉的响声中多处被压扁。这个实验引起了学生极大的兴趣，众说纷纭，惊疑、好奇心溢于言表，都急于知道是谁把易拉罐压扁的。这时教师不失时机地引导学生进入大气压的探究之中，学生也便怀着强烈的求知欲，投入到了新知识的探究活动中。
二、利用物理实验的“直观功能”，培养学生的形象思维
实验教学过程中，教师必须让学生的眼、耳、手并用，通过感觉和知觉，清晰地认识物理过程。曾经所谓的“验证性实验”往往只是利用了学生的眼和耳，验证了一些现成的结论并形成对结论确信无疑的倾向。新课程理念下的探究性实验是学生在实验和观察的基础上，通过自身的思考及时对实验现象的分析、科学抽象，获得科学结论的一种实验，是通过“提出问题——猜想与假设——实验事实——科学抽象——结论”的过程来实现的。作为教师应该尽可能地利用物理实验的“直观功能”关注学生对实验过程的主动探索。
物理实验，真实地展现物理过程，使抽象的概念具体而又生动地呈现在学生面前；物理实验，以纯粹的形态突出物理运动的特征，使学生排除次要因素的干扰，认识物理运动的基本规律；物理实验，作为一种探究知识的手段，它使学生处于教学的主体地位。正是这种生动的直观使学生的形象思维有了产生的源泉。
案例二：探究“托里拆利实验”的教学。一般教师常用的教学方法是，先向学生直接介绍测定大气压的方法是托里拆利实验，然后演示一下玻璃管竖直放置时水银柱的平衡位置，用刻度尺测得水银柱的长度，随后将重点放在求水银柱压强的计算上，并让学生记住大气压的值。这样的教学注重的是知识传授和应用公式进行解题训练，具有浓厚的应试教育色彩。这样学生对大气压强为何等于水银柱的压强难以留下深刻认识。为了让学生成为学习的主体，形成主动发现问题、提出问题、解决问题的新理念，实验的设计应突出物理知识的发生过程。教师不妨作如下改进：在大气压的作用下使竖直管中的水银柱高出槽中水银面，管内外水银面有一定的高度差。则有学生可能认为：“大气压强的大小与水银柱的长度有关。”此时教师可以让学生将玻璃管倾斜一个角度，管中水银多了一些，水银柱的长度增加，教师反问学生：难道大气压的数值变大了吗？(让学生思考片刻）但水银柱的竖直高度却仍然不变，这表明大气压强的大小与水银柱长度无关，而与水银柱的竖直高度有关。还有的同学认为大气压的大小与所用玻璃管的粗细有关，那就换用两只内径不同的装满水银的玻璃管重复上述实验，可观察到管内外水银面的高度差都是同一数值，这表明管的内径大小对所测大气压没有影响。可见通过实验的直观展示表明作用在管外水银面上的大气压强支持着管内的水银柱，这段水银柱产生的压强等于外界的大气压强也就顺理成章，从而提高了课堂教学的有效性。
三、利用物理实验的“验证功能”，引导学生大胆猜想
物理教学中，教师常用实验创设问题情境，引导学生开展科学探究，通过实验现象的观察，让学生提出科学猜想。由于受传统教学影响，学生习惯于把课本、教师看成权威，习惯于接受式教学，没有猜想与假设的习惯，没有发表自己看法和质疑的意识。为了改变这种现状，教师要给学生进行猜想的勇气和动力，利用物理实验为学生进行合理猜想提供机会。
猜想是物理智慧中最活跃的成分，培养学生的猜想能力是物理探究过程中的重要环节。猜想需要符合逻辑的推理，经过严格的论证，并以精准的科学语言表述出来，才能转化为具体的科学假设。在物理实验的过程中，教师不能仅仅注重猜想的正确性，更应注重如何用实验来验证其是否正确，在不断实验的基础上，发现新问题，提出新猜想。
实践证明，只要教师能认真对待每一节物理课，持之以恒地坚持精心设计课堂结构，充分挖掘实验的各个功能，认真做好每一个实验，创设符合中学生心理特征的问题情境，就能把学生长期置于有意注意状态，有效地激发和发展学生的学习兴趣，充分优化课堂实验，实现物理课堂的有效性和高效性，很好地在日常教育教学中完成“知识与能力，方法与过程，情感态度与价值观”这三维目标。
一、利用物理实验的“情趣功能”，激发学生但求知欲望
兴趣是主动学习的前提，兴趣对学生的学习活动能产生巨大的推动作用。物理实验以其直观、形象、生动的特点清晰地展示物理现象，使现象与学生原有的认知产生冲突，能大大激发起学生学习的愿望。
初中学生的特点是好奇、好动、天真活泼、求知欲强烈，物理教师应抓住学生的这些心理特点，充分发挥实验的“情趣功能”，想方设法让他们身临生动而富有趣味的物理实验中，使他们的注意力高度集中。这些新奇的物理现象大都出乎他们的意料之外使他们兴趣盎然，一个接一个的“为什么”会在他们的脑海中产生，并激发他们的求知欲望。
案例一：在讲《大气压》一节时，教师首先拿出一个空易拉罐，问：“谁能想办法使它变扁？”学生们提出了手捏、锤打、脚踩等方法。教师指出，这些方法虽然都能把它变扁，但这些方法中都用到了外力，如果我们不用外力能否把它变扁呢？这时教师在易拉罐中加了少量水，然后在酒精灯上将水烧沸，用一橡皮泥塞密封管口让其在空气中自然冷却，一段时间后易拉罐在噼拉的响声中多处被压扁。这个实验引起了学生极大的兴趣，众说纷纭，惊疑、好奇心溢于言表，都急于知道是谁把易拉罐压扁的。这时教师不失时机地引导学生进入大气压的探究之中，学生也便怀着强烈的求知欲，投入到了新知识的探究活动中。
二、利用物理实验的“直观功能”，培养学生的形象思维
实验教学过程中，教师必须让学生的眼、耳、手并用，通过感觉和知觉，清晰地认识物理过程。曾经所谓的“验证性实验”往往只是利用了学生的眼和耳，验证了一些现成的结论并形成对结论确信无疑的倾向。新课程理念下的探究性实验是学生在实验和观察的基础上，通过自身的思考及时对实验现象的分析、科学抽象，获得科学结论的一种实验，是通过“提出问题——猜想与假设——实验事实——科学抽象——结论”的过程来实现的。作为教师应该尽可能地利用物理实验的“直观功能”关注学生对实验过程的主动探索。
物理实验，真实地展现物理过程，使抽象的概念具体而又生动地呈现在学生面前；物理实验，以纯粹的形态突出物理运动的特征，使学生排除次要因素的干扰，认识物理运动的基本规律；物理实验，作为一种探究知识的手段，它使学生处于教学的主体地位。正是这种生动的直观使学生的形象思维有了产生的源泉。
案例二：探究“托里拆利实验”的教学。一般教师常用的教学方法是，先向学生直接介绍测定大气压的方法是托里拆利实验，然后演示一下玻璃管竖直放置时水银柱的平衡位置，用刻度尺测得水银柱的长度，随后将重点放在求水银柱压强的计算上，并让学生记住大气压的值。这样的教学注重的是知识传授和应用公式进行解题训练，具有浓厚的应试教育色彩。这样学生对大气压强为何等于水银柱的压强难以留下深刻认识。为了让学生成为学习的主体，形成主动发现问题、提出问题、解决问题的新理念，实验的设计应突出物理知识的发生过程。教师不妨作如下改进：在大气压的作用下使竖直管中的水银柱高出槽中水银面，管内外水银面有一定的高度差。则有学生可能认为：“大气压强的大小与水银柱的长度有关。”此时教师可以让学生将玻璃管倾斜一个角度，管中水银多了一些，水银柱的长度增加，教师反问学生：难道大气压的数值变大了吗？(让学生思考片刻）但水银柱的竖直高度却仍然不变，这表明大气压强的大小与水银柱长度无关，而与水银柱的竖直高度有关。还有的同学认为大气压的大小与所用玻璃管的粗细有关，那就换用两只内径不同的装满水银的玻璃管重复上述实验，可观察到管内外水银面的高度差都是同一数值，这表明管的内径大小对所测大气压没有影响。可见通过实验的直观展示表明作用在管外水银面上的大气压强支持着管内的水银柱，这段水银柱产生的压强等于外界的大气压强也就顺理成章，从而提高了课堂教学的有效性。
三、利用物理实验的“验证功能”，引导学生大胆猜想
物理教学中，教师常用实验创设问题情境，引导学生开展科学探究，通过实验现象的观察，让学生提出科学猜想。由于受传统教学影响，学生习惯于把课本、教师看成权威，习惯于接受式教学，没有猜想与假设的习惯，没有发表自己看法和质疑的意识。为了改变这种现状，教师要给学生进行猜想的勇气和动力，利用物理实验为学生进行合理猜想提供机会。
猜想是物理智慧中最活跃的成分，培养学生的猜想能力是物理探究过程中的重要环节。猜想需要符合逻辑的推理，经过严格的论证，并以精准的科学语言表述出来，才能转化为具体的科学假设。在物理实验的过程中，教师不能仅仅注重猜想的正确性，更应注重如何用实验来验证其是否正确，在不断实验的基础上，发现新问题，提出新猜想。
实践证明，只要教师能认真对待每一节物理课，持之以恒地坚持精心设计课堂结构，充分挖掘实验的各个功能，认真做好每一个实验，创设符合中学生心理特征的问题情境，就能把学生长期置于有意注意状态，有效地激发和发展学生的学习兴趣，充分优化课堂实验，实现物理课堂的有效性和高效性，很好地在日常教育教学中完成“知识与能力，方法与过程，情感态度与价值观”这三维目标。