探索如何提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/h1>
2009-06-05 03:59劉潔
教苑薈萃 2009年8期
劉 潔
實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ歉呖嘉锢砜埔己说奈宕竽芰χ?，它要求學(xué)生能在理解的基礎(chǔ)上獨(dú)立完成"知識內(nèi)容表"所列的實(shí)驗(yàn)，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，理解?shí)驗(yàn)原理，控制實(shí)驗(yàn)條件；會運(yùn)用這些實(shí)驗(yàn)中學(xué)過的實(shí)驗(yàn)方法；會正確使用在這些實(shí)驗(yàn)中用過的儀器；會觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并得出結(jié)論。
由于實(shí)驗(yàn)的重要性，相信許多學(xué)生用在此方面上的時(shí)間與精力不會少，17個(gè)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、步驟、注意事項(xiàng)、數(shù)據(jù)處理等等內(nèi)容一遍遍重復(fù)，死記硬背，但這樣的學(xué)法與當(dāng)前高考出題的方向已是大相徑挺。若守舊不創(chuàng)新，沒有較強(qiáng)的遷移能力和獨(dú)立解決問題的能力，則不會對高中物理有很透徹的學(xué)習(xí)。
一、 基本儀器的使用仍是實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)
不管上一年度有無考到儀器的使用，我們對常用的物理儀器要熟練運(yùn)用，這是實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，是實(shí)驗(yàn)的工具，任何時(shí)侯都不過時(shí)。在這方面花些時(shí)間是必需的。常駐見的有十三種儀器，這十三種儀器是刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、彈簧稱、溫度計(jì)、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等等。這些工具的使用每本復(fù)習(xí)用書上都有很詳細(xì)的說明，本文不再多言。
二、 要以挑戰(zhàn)者的眼光挑剔書本上的實(shí)驗(yàn)
我覺得實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)要打破常規(guī)，不應(yīng)該再叫學(xué)生跟在書本的后面應(yīng)該怎樣做不應(yīng)該怎樣做，盡管我們不否認(rèn)書本上的實(shí)驗(yàn)是專家學(xué)者智慧的結(jié)晶，但思維被圈在這當(dāng)中不是現(xiàn)代教育的要求。要學(xué)生們學(xué)會找毛病--找設(shè)計(jì)原理上的毛??；找實(shí)驗(yàn)步驟上的毛??；找數(shù)據(jù)處理上的毛病，沒毛病也要想想能否改進(jìn)。這變學(xué)生從被動地接受灌輸為主動要學(xué)的一招，既提高了學(xué)生的參與學(xué)習(xí)與研究物理實(shí)驗(yàn)的熱情，又能迅速提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)水平與對物理學(xué)的理解程度，若找不到毛病也說明書本中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)確實(shí)是出色的。當(dāng)學(xué)生們擺脫對書本的依賴與迷信時(shí)，其獨(dú)立性和創(chuàng)造力就被大大地激發(fā)出來了。這無論對當(dāng)前的高考復(fù)習(xí)還是未來走向社會都是極大的財(cái)富。
當(dāng)然學(xué)生們開始也許不適應(yīng)這樣的教學(xué)改革，但這不要緊，可以先提示他們，比如對牛頓第二定律的驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)有無問題，為什么不用彈簧稱測拉力，彈簧稱測拉力有何不妥；而為使小桶的重力等于繩子的拉力，書本上要求小車的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于提供拉力的小桶的質(zhì)量，這有無必要，我們是否可用學(xué)過的連接體的知識修正一下拉力的大小，從而擺脫這個(gè)限制。再比如對實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)定，每個(gè)實(shí)驗(yàn)都有可推敲之處，不應(yīng)絕對化，死記硬背是沒必要的，很多步驟的前后順序是可以顛倒的（比如許多實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作中的先后次序），要讓學(xué)生分析每一步驟在實(shí)驗(yàn)中的必然性，是屬于準(zhǔn)備階段還是實(shí)驗(yàn)過程階段或數(shù)據(jù)處理階段，只要?dú)w門別類，前后順序自然明晰。當(dāng)然我們也會發(fā)覺還有一些步驟是不得打亂的（比如打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是先打點(diǎn)后放手還是先放手后打點(diǎn)等等），這種開放式的討論要比老師講解給人的印象深刻得多了。當(dāng)學(xué)生們適應(yīng)這種學(xué)習(xí)方法時(shí)，學(xué)習(xí)將成為一種樂趣，因?yàn)樗麄儾皇菚镜呐`了，而是權(quán)威實(shí)驗(yàn)的挑戰(zhàn)者，是評價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)劣的法官，是成功的實(shí)驗(yàn)發(fā)明者。
三、 以多種視角重新審視和組合實(shí)驗(yàn)板塊
學(xué)習(xí)貴在總結(jié)，在物理實(shí)驗(yàn)總復(fù)習(xí)中，我們不應(yīng)孤立地看待一個(gè)個(gè)實(shí)驗(yàn)，而應(yīng)該從這些實(shí)驗(yàn)的原理、步驟、數(shù)據(jù)采集與處理方式上的異同上，給這些實(shí)驗(yàn)分門別類，從而組成不同的實(shí)驗(yàn)板塊。平時(shí)我們已經(jīng)自覺或不自覺地把實(shí)驗(yàn)分成力學(xué)實(shí)驗(yàn)板塊、電學(xué)實(shí)驗(yàn)板塊、熱學(xué)實(shí)驗(yàn)板塊、光學(xué)實(shí)驗(yàn)板塊。但這樣的處理只是簡單地重復(fù)了物理課本知識的體系，大多數(shù)情況下也是為了講解的方便，沒有多大的創(chuàng)意，對于學(xué)生思維的開發(fā)和對實(shí)驗(yàn)的科學(xué)思維方式的培養(yǎng)顯得很不夠的。
在此，我認(rèn)為我們要在這些實(shí)驗(yàn)的組合板塊中挖掘一些功能，培養(yǎng)學(xué)生一種實(shí)驗(yàn)的常規(guī)意識，比如對于力學(xué)板塊，這是由驗(yàn)證力的合成與分解、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用和測勻變速直線運(yùn)動加速度、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律、驗(yàn)證牛頓第二定律、驗(yàn)證動量守恒定律等實(shí)驗(yàn)組成的一個(gè)大的實(shí)驗(yàn)板塊，現(xiàn)在讓我們仔細(xì)去找找這些實(shí)驗(yàn)與其它實(shí)驗(yàn)板塊的區(qū)別。我們會發(fā)覺這些力學(xué)實(shí)驗(yàn)無非就是在力F、速度V、加速度a、位移S、質(zhì)量m這幾個(gè)量上做文章而且已。然后我們看看這幾個(gè)量是怎么測出來的，今后我們可以用同樣的方式去處理類似的探索式力學(xué)
我們還可以把視野再擴(kuò)大一些，以各種角度重新組合新的實(shí)驗(yàn)板塊，比如按測量型與驗(yàn)證型可把實(shí)驗(yàn)分成兩大板塊，按能進(jìn)行圖像處理數(shù)據(jù)和不能用圖像處理數(shù)據(jù)又可以把實(shí)驗(yàn)分成兩大板塊。我們可以提示學(xué)生這樣劃分板塊，但把一個(gè)具體實(shí)驗(yàn)歸類于哪個(gè)板塊，這要學(xué)生自已思考，比如說用圖像法處理數(shù)據(jù)，學(xué)生們熟悉的是驗(yàn)證牛頓第二定律和測定電源電動勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)，不過畫出的圖形必須是直線，否則不好處理（驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中加速度與質(zhì)量成反比就是一個(gè)典型的例子，坐標(biāo)軸改為質(zhì)量的倒數(shù)，從而畫出的是直線），這給予學(xué)生們思考的空間，類似的還有一些，讓學(xué)生們想想驗(yàn)證玻意耳定律是否也可這樣處理。
四、 注意可轉(zhuǎn)為實(shí)驗(yàn)的習(xí)題。
在物理上，許多習(xí)題的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是相通的，它們的區(qū)別只是出題的角度不同罷了，讓學(xué)生們找一找，改一改，必能開竅。
五、 實(shí)驗(yàn)也要融會物理思維方式
在實(shí)驗(yàn)中常用的物理思想方法有等效法、累積法、控制某個(gè)變量法、留跡法、圖像處理平均值法，這要學(xué)生們能夠領(lǐng)會，并能在每個(gè)實(shí)驗(yàn)中找出到底用了什么物理思惟方式。比如在驗(yàn)證動量守恒定律的實(shí)驗(yàn)中就用了等效法（用位移代替速度）、累積法（重復(fù)打了許多點(diǎn)）、留跡法（用復(fù)寫紙留下小球落地后的點(diǎn)）等物理思維方法。在實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中通過找各實(shí)驗(yàn)中的思維方法，能夠讓這些思維方法深入學(xué)生的腦海中，并用于那些可能遇到的探索型高考物理實(shí)驗(yàn)題。
物理做為一門建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上的學(xué)科，我想若在實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)上有所突破必對學(xué)生整體物理水平的提高有很大的促進(jìn)作用。
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由于實(shí)驗(yàn)的重要性，相信許多學(xué)生用在此方面上的時(shí)間與精力不會少，17個(gè)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、步驟、注意事項(xiàng)、數(shù)據(jù)處理等等內(nèi)容一遍遍重復(fù)，死記硬背，但這樣的學(xué)法與當(dāng)前高考出題的方向已是大相徑挺。若守舊不創(chuàng)新，沒有較強(qiáng)的遷移能力和獨(dú)立解決問題的能力，則不會對高中物理有很透徹的學(xué)習(xí)。
一、 基本儀器的使用仍是實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)
不管上一年度有無考到儀器的使用，我們對常用的物理儀器要熟練運(yùn)用，這是實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，是實(shí)驗(yàn)的工具，任何時(shí)侯都不過時(shí)。在這方面花些時(shí)間是必需的。常駐見的有十三種儀器，這十三種儀器是刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、彈簧稱、溫度計(jì)、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等等。這些工具的使用每本復(fù)習(xí)用書上都有很詳細(xì)的說明，本文不再多言。
二、 要以挑戰(zhàn)者的眼光挑剔書本上的實(shí)驗(yàn)
我覺得實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)要打破常規(guī)，不應(yīng)該再叫學(xué)生跟在書本的后面應(yīng)該怎樣做不應(yīng)該怎樣做，盡管我們不否認(rèn)書本上的實(shí)驗(yàn)是專家學(xué)者智慧的結(jié)晶，但思維被圈在這當(dāng)中不是現(xiàn)代教育的要求。要學(xué)生們學(xué)會找毛病--找設(shè)計(jì)原理上的毛??；找實(shí)驗(yàn)步驟上的毛??；找數(shù)據(jù)處理上的毛病，沒毛病也要想想能否改進(jìn)。這變學(xué)生從被動地接受灌輸為主動要學(xué)的一招，既提高了學(xué)生的參與學(xué)習(xí)與研究物理實(shí)驗(yàn)的熱情，又能迅速提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)水平與對物理學(xué)的理解程度，若找不到毛病也說明書本中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)確實(shí)是出色的。當(dāng)學(xué)生們擺脫對書本的依賴與迷信時(shí)，其獨(dú)立性和創(chuàng)造力就被大大地激發(fā)出來了。這無論對當(dāng)前的高考復(fù)習(xí)還是未來走向社會都是極大的財(cái)富。
當(dāng)然學(xué)生們開始也許不適應(yīng)這樣的教學(xué)改革，但這不要緊，可以先提示他們，比如對牛頓第二定律的驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)有無問題，為什么不用彈簧稱測拉力，彈簧稱測拉力有何不妥；而為使小桶的重力等于繩子的拉力，書本上要求小車的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于提供拉力的小桶的質(zhì)量，這有無必要，我們是否可用學(xué)過的連接體的知識修正一下拉力的大小，從而擺脫這個(gè)限制。再比如對實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)定，每個(gè)實(shí)驗(yàn)都有可推敲之處，不應(yīng)絕對化，死記硬背是沒必要的，很多步驟的前后順序是可以顛倒的（比如許多實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作中的先后次序），要讓學(xué)生分析每一步驟在實(shí)驗(yàn)中的必然性，是屬于準(zhǔn)備階段還是實(shí)驗(yàn)過程階段或數(shù)據(jù)處理階段，只要?dú)w門別類，前后順序自然明晰。當(dāng)然我們也會發(fā)覺還有一些步驟是不得打亂的（比如打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是先打點(diǎn)后放手還是先放手后打點(diǎn)等等），這種開放式的討論要比老師講解給人的印象深刻得多了。當(dāng)學(xué)生們適應(yīng)這種學(xué)習(xí)方法時(shí)，學(xué)習(xí)將成為一種樂趣，因?yàn)樗麄儾皇菚镜呐`了，而是權(quán)威實(shí)驗(yàn)的挑戰(zhàn)者，是評價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)劣的法官，是成功的實(shí)驗(yàn)發(fā)明者。
三、 以多種視角重新審視和組合實(shí)驗(yàn)板塊
學(xué)習(xí)貴在總結(jié)，在物理實(shí)驗(yàn)總復(fù)習(xí)中，我們不應(yīng)孤立地看待一個(gè)個(gè)實(shí)驗(yàn)，而應(yīng)該從這些實(shí)驗(yàn)的原理、步驟、數(shù)據(jù)采集與處理方式上的異同上，給這些實(shí)驗(yàn)分門別類，從而組成不同的實(shí)驗(yàn)板塊。平時(shí)我們已經(jīng)自覺或不自覺地把實(shí)驗(yàn)分成力學(xué)實(shí)驗(yàn)板塊、電學(xué)實(shí)驗(yàn)板塊、熱學(xué)實(shí)驗(yàn)板塊、光學(xué)實(shí)驗(yàn)板塊。但這樣的處理只是簡單地重復(fù)了物理課本知識的體系，大多數(shù)情況下也是為了講解的方便，沒有多大的創(chuàng)意，對于學(xué)生思維的開發(fā)和對實(shí)驗(yàn)的科學(xué)思維方式的培養(yǎng)顯得很不夠的。
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四、 注意可轉(zhuǎn)為實(shí)驗(yàn)的習(xí)題。
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五、 實(shí)驗(yàn)也要融會物理思維方式
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物理做為一門建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上的學(xué)科，我想若在實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)上有所突破必對學(xué)生整體物理水平的提高有很大的促進(jìn)作用。
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