物理是一门实验科学,从伽利略首创实验、物理思维和数学演绎三者巧妙结合开始,物理学才真正从古代与中世纪的自然哲学中脱离出来,过渡到经典物理学,并逐渐引领着科学技术发展,使人类的生产和生活在几百年的时间里取得了其他生物数百万年的进化成果。物理教学是以实验为基础的教学,高考也好,新课程也好,教育科研也好,中国学生在实验技能上、创新能力上与外国学生相比有差距也好,都说明了一件事:我们必须加强对物理实验的教学,以此提高我们学生的动手能力、分析能力、创新能力。这也是每个中学物理教师非常清楚而且认为是非常迫切的事情。
　　一、演示实验要坚持三性
　　1.目的性
　　演示一个实验要达到什么目的,有哪些具体要求,无论教师和学生都应该明确。教师要明确演示某一实验是为了解决什么问题,应该突出哪些实验现象,重点示范哪些操作要素,如何启发学生积极观察、思维,得出结论。学生也应明确实验的目的,以激发观察实验、思考问题的积极性,抓住实验的主要现象和本质问题。只有目的明确,才能要求具体。
　　2.可靠性
　　演示实验的结果直接关系到学生正确掌握知识和概念的形成。演示实验失败,将会严重影响教学效果,因此,教师应在演示前精心准确,反复预试,以保证在课堂上成功地演示,即使是自己非常熟悉的或者是很简单的实验,也不能掉以轻心。对较难做的实验,要多次重复,探索其最适宜的条件,掌握住成功的关键。如果预试中实验失败,要认真分析,找出失败的原因,并设法解决。如果由于某种原因,在课堂上演示实验失败,教师要以科学的态度,实事求是地说明失败的原因,不得文过饰非,隐瞒事实真相。如时间允许应该重做或补做。
　　3.简明性
　　演示实验的装置要简单,操作要简便。这样要求是为了把学生的注意力引到实验装置的主要部位上来,以免因仪器过多、装置复杂而分散学生的注意力,同时使演示实验能在较短的时间内完成。例如,用马德堡半球做大气压实验,抽气比较费时间,可用两个带塑料半球的挂衣钩,将两个衣钩的“吸盘”对在一起用手挤压,排出中间的空气,两个衣钩便紧紧地贴在一起,要拉开很费力。这种方法也能说明大气是有压力的。
　　二、鼓励学生充分利用课余时间做好课外小实验、小制作,调动学生的兴趣和积极性
　　各种物理实验,从某种意义上说,都是一种特殊的、直观的实践,学生在动手完成各种小实验、小制作的过程中,思维异常活跃,学习欲望高涨,参与意识增强,都迫切地希望进一步探索问题。通过实验,学生学习到的物理知识比较深刻、牢固。在我校开设的自然研究兴趣活动课中,我们尝试了“测沙子间的动摩擦因数”、“高空落蛋”、“拍摄自由落体频闪照片”、“超级肥皂泡”等课本内外的一些趣味性实验,并有意识地在教学中加以讲评。它可以活跃课堂学习气氛,给学生提供参与学习的机会,并使班级中不同认知水平的学生的求知欲都能得到满足。
　　三、在实验课中开设适量的探究式实验
　　如果每次物理实验的实验目的、仪器准备、操作步骤、实验报告全部都由教师预先设计好,学生只进行“按方抓药”、“照图施工”,那么长此以往,学生在实验过程中就不再会有浓厚的实验兴趣,在这样的实验课上学生差不多是一具“行尸走肉”。因此,教师要适时、适量地改进实验课的教学组织形式,创设一些开放型的探究式实验。当学生已经熟悉实验的流程后,应该尝试让学生适当地亲身经历设计方案、选择仪器、确定步骤、设计表格、收集信息、处理数据、得出结论、实验评价等实验过程中的某个环节,使学生真正进入科学学习的状态和角色。当然在实验中教师应适当地引导和帮助学生树立自主实验的信心,并对他们的实验进行评价,指出学生在实验中操作上或思维上的“闪光点”。对于实验过程中出现的异常现象,要激励学生进一步探索、分析原因,从中有所发现。
　　探究式实验不但能使学生掌握基本仪器的使用方法、基本实验原理及其设计,实验数据的处理方法,能力型实验的研究对策,培养学生实事求是的实验态度,团结协作的能力,敢于怀疑的精神和探索创新的意识,等等,而且能使学生懂得要变换角度、变换问题去认识同一件事。例如:测电阻的实验,可以使用不同器材,不同方法,不同电路,其方法很多,有伏安法、滑安法、滑伏法、替代法、半偏法等,电路也有内、外接法,限流、分压接法等,而共同点都是应用了部分或闭合电路的欧姆定律。
　　四、高中物理实验教学观念的转变要注重知识和过程
　　新课标把利用实验教学,提高学生的实验技能、创新能力、独立思考能力、探索精神提高到重要的位置。然而不少教师的分组实验教学仍停留在讲解实验上,学生两三人一组按部就班完成给定器材、给出原理、给出步骤的实验,甚至连表格设计、误差分析都由教师事先写在黑板上。这种教学方法只能使学生达到一些低层次的目标(如观察和测量),部分达到一些中等层次的目标(如数据处理、了解误差、完成实验报告),基本上达不到高层次目标(如排除故障、分析误差来源、设计探索性实验、提高独立思考能力等)。其原因在于传统的实验教学观念提倡知识本位观和机械的操作技能目标,而忽视了方法、兴趣和态度的培养,没有把发展学生主体性作为教学的目标。
　　五、加强对新课标教材的“挖掘”,多开展随堂实验
　　新课标没有对高中阶段物理实验的内容和数目作硬性的规定,只是强调学生通过实验在三维课程目标和实验的技能技巧上要达到的要求,因而教师在物理实验教学上有比较大的自由空间。新课标在减少以前学生分组实验的同时,加强了学生的随堂实验和课后的课题探究性实验。而这些随堂性实验是学生学习物理的形象思维的基础,可以帮助学生同化和顺应新知识。
　　六、理论与实验相结合
　　毛泽东同志在《实践论》一文中,对辩证唯物论有这样一段总结:“通过实践而发现真理,又通过实践而证明真理和发展真理。从感性认识而能动地发展到理性认识,又从理性认识而能动地指导革命实践,改造主观世界和客观世界。实践、认识、再实践、再认识,这种形式,循环往复以至无穷,而实践和认识之每一循环的内容,都比较地进到了高一级的程度,这就是辩证唯物论的全部认识论,这就是辩论唯物论的知行统一观。”
　　从历史来看,整个物理学,也正是按照这个模式发展的,从物理实验教学的角度来说,辩证唯物论的认识也是我们解决理论和实验关系的基本指导思想。因此,我们的教学必须坚持这一原则,结合实验教学的实际,理论与实验相结合的原则,可以用“实验―分析―再实验―再分析”这一教学模式来体现。