從物理學的發展看物理實驗教學的重要性

靳開福

物理學是一門以實驗為基礎的科學。物理實驗既是物理學的一種研究方法，也是物理學的一個基本特點。在物理學的發展過程中，最早用實驗的觀點和方法在實驗室進行科學實驗來研究物理現象及其規律的，是近代物理學的奠基人——伽利略。他所設計的斜面實驗是典型的物理實驗，開創了物理實驗的先河，為我們創造了研究物理學的真正方法。物理學理論的建立、發展和檢驗，都離不開物理實驗這個基礎，科學實驗是物理學發生和發展的源泉和動力。

在古代，由于農牧業生產活動對于確定季節、了解氣候變化的需要，產生了古代天文學；由于建筑、航海和戰爭的需要，形成并發展了古代力學。十六世紀以后，隨著歐洲資本主義生產關系的發展,產生了許多物理學上的新的變化，為近代物理學的發展奠定了基礎。從物理學的發展過程來看，物理學中不少規律和理論雖然是從生產實踐中直接總結出來的，但更多的物理發現卻來自長期的科學實驗，自從十六世紀伽利略創立科學的實驗方法以來，物理學以史無前例的速度發展成一門真正獨立的科學。

縱觀中國古代物理學的發展歷史，春秋戰國時期由于冶鐵和制鐵工具的使用加上各國兼并戰爭的刺激，科學技術蓬勃發展，力、熱、聲、光以及磁學都取得了較大的成就，尤其是《墨經》和《考工記》的問世，標志著中國古代物理學的形成；從秦、漢開始到隋、唐、五代的一千兩百多年是古代物理學的發展時期，張衡的地動儀，還有指南針、透光鏡等，是這一時期發明的突出代表；到了宋、元時期，古代物理學的發展達到了鼎盛時期，《夢溪筆談》、《武經總要》記錄了這一時期的重要成就，杰出人物沈括就活動于這一時期；到了明、清時期我國的物理學就相對落后于西方國家了。不論是形成期、發展期、鼎盛期、落后期，還是物理學突飛猛進的現代，物理學的發展總離不開精確的科學實驗。

所以，在科學技術飛速發展的今天，在物理教學中培養學生的觀察能力、動手能力、邏輯推理能力，物理實驗課教學是至關重要的，主要有以下原因：

一、中學物理教學以實驗為基礎，這是由實驗本身的特點及它在物理教學中的作用來決定的

實驗能為學生學習物理提供符合認識規律的環境。生活中的許多感性材料來自復雜的運動狀態，力、熱、電、光現象交織在一起，本質、非本質的因素交融在一起，而運用實驗則可以提供精心選擇的、簡化和純化的素材，使學生對物理知識獲得明確的、具體的認識（例如馬德堡半球實驗證明大氣壓強的存在）。實驗還能培養學生的興趣，激發學生的求知欲望，因為實驗具有真實、形象、生動的特點（傳導實驗——煮蝌蚪）,實驗還是一種有目的性的行為（組裝滑輪測效率的實驗）。實驗還是發展學生能力和使學生得到科學方法訓練的重要途徑。它能創造“最確實，最少受干擾”“保證過程及其純粹形態進行”的物理環境，它是理論密切聯系實際的學習過程，在這個過程中蘊藏著極其活躍的因素，能夠活化學生學到的物理知識。實驗有利于培養學生良好的道德素養和科學作風。實驗本身是一個嚴謹的科學過程，要想獲得實驗的成功，必須一絲不茍，來不得半點虛假，并且必須要把各項活動安排得井井有條，這對培養學生實事求是的態度和嚴謹的科學作風十分有益。另外，實驗也并不是一帆風順的，可能會遇到挫折，甚至失敗，通過實驗可以磨煉學生意志。

二、加強實驗課教學，是推行素質教育，全面提高教學質量的需要

中學物理教材中典型的演示實驗、分組實驗在教材中占有不可低估的分量。因此，提高演示實驗水平和通過分組實驗培養學生的動手操作能力，不可忽視。

演示實驗是穿插在課內為了說明和驗證定理、規律進行的，是以教師為主要操作者的表演示范實驗。它主要是把要研究的物理現象展示在學生眼前，引導學生觀察思考，幫助學生完成課題教學任務。它的優點是能夠充分發揮教師的引導和示范作用，并為學生獨立訓練創造條件，因此進行演示實驗時應注意：第一，要有明確的目的。第二，要明顯和直觀。第三，要力求簡潔和可靠。同時，也要求學生明確觀察目的，作好觀察的思想準備，突出觀察對象，追逐觀察目標，從整體到局部，再從局部到整體，培養觀察思路，縱橫對比，把握事物特征。

分組實驗是學生在教師指導下利用整節課時間，在實驗室分組進行實驗的教學形式，它是學生親自動手使用儀器，觀察測量，取得資料數據，并親自分析總結的過程，是學生學習物理知識，培養實驗技能和良好品德素質的重要環節，是任何其他教學方法和手段所替代不了的。它的基本要求是：第一，課前準備要細。第二，課內操作要準。第三，課后分析要精。長此下去，可以培養學生以思維為指導，手腦并用，有條不紊的學習習慣和勤于思考的優良品質。

當然，物理實驗教學并不是去單純模仿前人已做過的實驗，而是通過實驗驗證前人已總結出來的結論、定律和規律，從而增強教學內容的可信度和科學性，因此，在實驗課教學中應遵循以下原則：

1. 科學性原則；

2. 激發學習興趣的原則；

3. 創設物理環境、突出觀察實驗的原則；

4. 啟發思考、探索方法的原則；

5. 接觸實際，聯系生活的原則。

綜上所述，實驗在物理教學中占有非常重要的地位，西方有些國家的初中教材就是以實驗為主體，圍繞實驗來展開的。在我國，目前這樣做還有一定的困難，但我們必須從推行素質教育、培養現代化建設所需要的有個性特征的全面發展的人才的高度來充分認識實驗教學的意義，堅持以實驗為基礎的物理教學觀。

（本文作者單位：甘肅省涼州區黃羊鎮七里中學）