吳普瓊
摘要:物理科學(xué)伴隨著物理實驗的發(fā)展而發(fā)展,在教育教學(xué)領(lǐng)域,物理實驗教學(xué)發(fā)展到今天,對物理教學(xué)起到了巨大的推動和促進作用。隨著基礎(chǔ)教育改革的深入,以往實驗教學(xué)中存在的缺陷逐漸暴露出來。也引起越來越多的人的關(guān)注。筆者結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗和反思,就高中物理實驗教學(xué)問題談一些看法。
關(guān)鍵詞:高中物理 實驗教學(xué) 問題 改進
在高中物理教學(xué)過程中,實驗教學(xué)是經(jīng)常采用的教學(xué)方式,通過實驗教學(xué),可有效地增強學(xué)生的動手操作能力,加強學(xué)生對物理知識的掌握 在高中教學(xué)階段,如何更好地開展物理實驗教學(xué),給學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個良好的學(xué)習(xí)氛圍,是當(dāng)前必須考慮的內(nèi)容,也是必須引起重視的關(guān)鍵教學(xué)部分。當(dāng)前的實驗教學(xué)中,教師就是要把好教育的每一道關(guān)底,能夠向更好的方向發(fā)展,增強學(xué)生的實驗?zāi)芰?,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,在學(xué)生掌握基本的實驗技能后,了解科學(xué)的研究方法,形成交流與合作的良好習(xí)慣,為學(xué)生將來更加長遠的學(xué)習(xí)和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
一、高中物理實驗教學(xué)的存在的問題
1、對于“有效數(shù)字 ”這個概念,學(xué)生們似乎普遍不太重視,導(dǎo)致正確率非常低。有的學(xué)生把保留兩位有效數(shù)字,錯誤地理解成小數(shù)后兩位,如果運算涉及到單位之間的換算,數(shù)量級之間的運算就會出現(xiàn)錯誤,這都是因為學(xué)生態(tài)度不端正,不能正視高中物理實驗。
2. 對測量工具的掌握不到位。雖然是高中學(xué)生,但是也不能保證他們對于測量工具的使用方法都能夠熟練地掌握,特別像螺旋測微儀、游標(biāo)卡尺這一類的測量工具,有的學(xué)生對于他們的工作原理的理解還不夠透徹,往往會讀出很奇怪的讀數(shù),而大部分的學(xué)生,出現(xiàn)的問題主要是分不清測量數(shù)據(jù)應(yīng)讀到哪一位,例如,螺旋測微儀的讀數(shù),經(jīng)常會看到學(xué)生給出 0.18 mm 、1.20 mm 這樣的讀數(shù)。
3、學(xué)生死記硬背實驗結(jié)論,做看客而不是主人,許多學(xué)生拿到實驗題目后,首先做的不是根據(jù)題目要求設(shè)計實驗方案進行實際操作,依據(jù)實驗記錄,推出實驗結(jié)論,而是只憑腦子里死記硬背的知識,機械地默寫實驗結(jié)論,以“背”實驗結(jié)論“代替”實驗操作,部分同學(xué)做實驗時只是匆匆看客。
此外,大多數(shù)同學(xué)認(rèn)為做實驗費時,考試又不考動手操作,尤其是近些年,高考發(fā)生了重大的變化,創(chuàng)新實驗?zāi)芰疾樵絹碓蕉?,對教材上基本實驗的器材步驟,方法過程,數(shù)據(jù)處理, 誤差分析等考察比例越來越小,對選學(xué)物理的同學(xué)也同樣缺乏吸引力。
二、如何改進高中物理實驗教學(xué)
1、夯實重點,突破教學(xué)難點
物理概念的形成和規(guī)律的建立,離不開實驗事實的探討和驗證.物理實驗?zāi)軌騽?chuàng)造出確實的,排除干擾的物理環(huán)境,學(xué)生在這種實驗環(huán)境下,在教師的啟發(fā)下,通過觀察,思考獲取最 典型的物理環(huán)境,通過最簡捷的思維活動建立概念,總結(jié)規(guī)律,并把理論運用于實驗,這對中學(xué)生來說,可對物理基礎(chǔ)知識獲得比較深入,牢固的掌握和初步的運用。
例如,“楞次定律 ”歷來是高中物理教材中的重點和難點,為突破這一教學(xué)難點,在課堂上讓學(xué)生都有一套儀器,把教師單一演示實驗變成每個學(xué)生的探索性實驗,采用邊教邊演示實驗的方法,通過教師引導(dǎo),啟發(fā),由學(xué)生自己總結(jié)出“楞 次定律”。這樣不但使學(xué)生加深了楞次定律的理解,也有效地提高了教學(xué)效果。
2、運用轉(zhuǎn)化法,控制法訓(xùn)練學(xué)生的思維
(一)轉(zhuǎn)換法。物理學(xué)科是一門精確的定量化的學(xué)科,在物理實驗中需要準(zhǔn)確地測定物理量,但許多物理特征,過程或物理量要想直接觀測有困難,可以把所要觀測的變量轉(zhuǎn)換成其他間接觀察和測量,這就是轉(zhuǎn)換法。高一冊物理教材中體現(xiàn)轉(zhuǎn)換法的學(xué)生分組實驗有“研究勻變速直線運動”,該實驗要求學(xué)生測定勻變速直線運動的加速度a,是根據(jù)在各個連續(xù)相等的時間里的位移之差s與a之間滿足關(guān)系△s = s 4一s 1 = s 5 一s 2 = s 6 一 s 3 = 3 a T 2,把對a的測量轉(zhuǎn)換為s與T的測量。
(二)控制法。在高中物理實驗操作過程中,往往存在著多種變化的因素,為了研究它們之間的關(guān)系可以控制一些不變量,依次研究某一因素的影響,這種方法稱之為控制法(或控制變量法)。例如,在研究物體的加速度跟物體受的外力及物體的質(zhì)量之間的定量關(guān)系的演示實驗中,為了弄清楚外力F,質(zhì)量m兩個因子中的每一個分別對物體加速度a 的影響,必須這樣來進行實驗:在m一定的條件下改變F,考察a —F 之間存在的函數(shù)關(guān)系;在F一定的條件下改變m,考察a—m之間存在的函數(shù)關(guān)系.上述研究方法就是控制法的典型例子,由此可見,控制實驗條件的思想是物理實驗設(shè)計的基本思想之一。事實上,在實驗教學(xué)中,我們都必須適當(dāng)?shù)乜刂茖嶒灥臈l件,又如在高一冊“向心力,向心加速度”這一章節(jié)中,用向心演示器進行演示實驗時進行這樣的操作:在半徑r 和角速度to 一定時,考察向心力F 與質(zhì)量r f l 的關(guān)系;在質(zhì)量m和半徑r 一定時,考察向心力F 與角速度m的關(guān)系;在質(zhì)量m和角速度∞一定時,考察向心力F 與半徑r 的關(guān)系;從而得出勻速圓周運動向心力的公式F = mr t o 2。在上述實驗操作步驟中,控制條件是為了創(chuàng)設(shè)有利于物理規(guī)則推導(dǎo)的物理環(huán)境,突出反映研究對象本質(zhì)的物理量間的關(guān)系,以進行有目的研究。
3、實驗教學(xué)應(yīng)從那幾個方面著手
(一)實驗準(zhǔn)備要充分。實驗前要準(zhǔn)備好實驗所需的儀器和材料以供學(xué)生使用,要給學(xué)生講解有關(guān)的基礎(chǔ)知識,為實驗做鋪墊,同時教師要指導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)實驗。
(二)實驗操作要強化。實驗過程中,教師要巡回指導(dǎo),操作正確的給予肯定,操作錯誤的給予提示,無從下手的給予鼓勵和引導(dǎo),同時督促學(xué)生做好數(shù)據(jù)與現(xiàn)象的記錄,提醒學(xué)生一定要尊重事實,不能隨便改動測量的結(jié)果,更不能不做實驗而隨意編造數(shù)據(jù),培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度。
(三)實驗結(jié)果要評價。探究性實驗存在著實驗方案的多樣性和實驗結(jié)果的差異性 ,甚至有些結(jié)果是錯誤的,因此必須做評價,并且評價的方式應(yīng)該多樣化,教師對每一組的學(xué)生進行評價時應(yīng)該采用多鼓勵多表揚的評價方式,對于學(xué)生采用不同的實驗方案得到的結(jié)論,以及采用同樣方案得到的結(jié)論的差異性,教師要正確對待,給學(xué)生正確引導(dǎo)和解釋,切忌輕易否定學(xué)生的成果,以免扼殺學(xué)生敢于設(shè)想,勇于探究的積極性。
四、結(jié)語
物理學(xué)的發(fā)展和進步,離不開實驗驗證,也離不開理論支持,沒有實驗,物理就是紙上談兵,沒有理論,實驗也將趨于搖擺 我們在高中物理教學(xué)中,應(yīng)該重視實驗課的作用,重視實驗給學(xué)生們帶來的體驗,只有這樣物理實驗教學(xué)的弱勢地位才會得才扭轉(zhuǎn),才能更有效地發(fā)揮實驗教學(xué)的積極作用。