張青勇
【摘要】在實驗教學(xué)中,教師結(jié)合實驗的考查特點和學(xué)生的能力培養(yǎng)要求制定出合理的教學(xué)策略,并采用優(yōu)良的教學(xué)方法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。這是提高物理實驗教學(xué)效率的有效途徑。
【關(guān)鍵詞】高中物理 實驗教學(xué) 學(xué)生實驗?zāi)芰?提高方法
物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,所有的物理概念、規(guī)律和理論,都是在實驗的基礎(chǔ)上建立起來的,實驗也是高考物理的主要內(nèi)容之一。因此,搞好實驗教學(xué)具有非常重要的意義。下面我就如何搞好實驗教學(xué)談?wù)勛约旱目捶ā?/p>
一、深入研究考試大綱,明確實驗題的考查特點
近幾年實驗考查特點:(1)重視基本儀器和基本實驗方法的考查。(2)重視考查學(xué)生的動手能力。(3)重視對實驗數(shù)據(jù)處理方法的考查。(4)電學(xué)實驗是命題熱點。(5)創(chuàng)新意識比較強,與實際聯(lián)系較密切。
二、結(jié)合實驗考查特點,合理制定教學(xué)策略
1.培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會使用基本儀器。
基本儀器的使用,是做好物理實驗的基礎(chǔ)。因此要讓學(xué)生了解基本儀器的構(gòu)造、原理、用途,掌握儀器的量程、使用方法和注意事項,以達到能夠熟練、正確地讀數(shù)。在教學(xué)中,教師可抓住各種基本儀器的共性加以指導(dǎo),如基本儀器都有一定的量程,都需要零點校正或零誤差修正,等等。
2.培養(yǎng)學(xué)生理解實驗原理,進行實驗設(shè)計的能力。
在教學(xué)中教師應(yīng)要求學(xué)生明確各個實驗的目的、原理或理論根據(jù),引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗原理對實驗進行設(shè)計,包括用什么物理定律、公式,電學(xué)實驗用什么電路圖等。還應(yīng)弄清哪些是已知量、被測量,然后選擇所需要的儀器,提供相應(yīng)的實驗條件,進而設(shè)計好實驗步驟,畫好記錄表格等。在教學(xué)中,教師可先做示范,讓學(xué)生模仿學(xué)習(xí),也可由教師提示,學(xué)生獨立摸索安裝調(diào)試儀器,進行實驗步驟,以及完成實驗表格的填寫。
3.培養(yǎng)學(xué)生正確記錄實驗數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)的能力。
在教學(xué)中,教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生讀取和記錄數(shù)據(jù)的注意事項。如記錄要及時、完整,注意按有效數(shù)字的方式記錄,注意數(shù)據(jù)單位的正確性,等等。一般要求學(xué)生實驗前列出表格,使用該表格能記錄直接測出的各物理量,能填寫計算出來的中間數(shù)據(jù)和最后數(shù)據(jù)等內(nèi)容。進行數(shù)據(jù)的處理、運算對實驗結(jié)論進行分析。在整理數(shù)據(jù)時,如發(fā)現(xiàn)不合理的數(shù)據(jù),應(yīng)對該數(shù)據(jù)進行補測。數(shù)據(jù)的處理方法有計算處理法和圖像處理法。學(xué)生處理數(shù)據(jù)的第一意識是計算處理法,對圖像處理法是一個薄弱環(huán)節(jié)。在教學(xué)中可引導(dǎo)學(xué)生采用圖像處理法,如在研究勻變速直線運動,探究彈簧彈力和伸長的關(guān)系,用單擺測定重力加速度,描繪小燈泡的伏安特性曲線,測定電源的電動勢和內(nèi)阻,測定玻璃折射率等實驗中采用圖像處理法均可達到簡便、直觀的效果。最后,還應(yīng)讓學(xué)生明白實驗結(jié)果的物理意義是什么,與理論計算有何偏差。通過這樣的分析與研究,許多深層次的問題都可得到解決。
4.抓住關(guān)鍵實驗,深化原理拓展,注重方法遷移。
電學(xué)實驗是高考命題熱點。在教學(xué)中一定要強化學(xué)生對電路的認(rèn)識。我們可將電路按功能分為電源電路、測量電路、保護電路、測量儀表四部分。這種分類可深化學(xué)生對原理的識。教學(xué)中可科學(xué)歸納,將相同實驗原理或?qū)嶒灧椒w類整合,進一步明確該種原理和方法在不同實驗中所起到的相同作用。如以歐姆定律為主要設(shè)計思想的實驗:測定金屬的電阻率,描繪小燈泡的伏安特性曲線、電流表改裝電壓表、測電源電動勢和內(nèi)阻,等等。在深入理解實驗原理后,可讓學(xué)生設(shè)計某個達到相同目的的實驗,從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和遷移能力。
5.注意挖掘非實驗題中所隱含的實驗原理和設(shè)計方法。
在教學(xué)中,我們發(fā)現(xiàn)許多習(xí)題的設(shè)計與實驗的設(shè)計是相通的,實驗的原理和方法都隱含在習(xí)題中。例如,我們平時都做過求斜面或平面上動摩擦因數(shù)的習(xí)題,其中的題干就是設(shè)計測動摩擦因數(shù)實驗的方法。在教學(xué)中,若能有意識地加強學(xué)生在這方面的訓(xùn)練,就能收到事半功倍的效果。
6.注重培養(yǎng)實驗中的物理思維方式。
在實驗中常用的物理思想方法有等效法、累積法、控制變量法、留跡法、圖像法、平均值法。對此,學(xué)生要能夠領(lǐng)會和理解,并能在每個實驗中找出到底用了什么物理思維方法。比如在驗證動量守恒定律的實驗中就用了等效法(用位移代替速度)、累積法(重復(fù)打了許多點)、留跡法(用復(fù)寫紙留下小球落地后的點)等物理思維方法。在教學(xué)中,啟發(fā)學(xué)生找出各實驗中的思維方法,能夠讓這些思維方法深入學(xué)生的腦海中,并用于可能遇到的探索型、創(chuàng)新型物理實驗題。
三、充分利用實驗資源,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情
在物理教學(xué)中充分利用現(xiàn)有的實驗資源,發(fā)揮一切實驗條件,讓實驗滲透到學(xué)生學(xué)習(xí)的方方面面,不僅可以加強學(xué)生對實驗的理解,而且可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。我結(jié)合自己的教學(xué)實踐,列舉以下幾種方法與大家共同探討。
1.全面開放實驗室。
這對實驗教學(xué)起著至關(guān)重要的作用。第一,由于個體存在差異,在課堂上不可能每個學(xué)生都能按時完成實驗任務(wù),開放實驗室可以提供給他們完成課堂實驗的機會;第二,學(xué)生大腦里一旦有了好的想法時,能及時地通過實驗來驗證,這能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造熱情;第三,學(xué)生可利用空余時間參觀實驗室,提前對一些新的儀器有了一定的感知,可大大降低日后實驗的難度;第四,可以消除學(xué)生對實驗的神秘感,讓他們感覺到實驗室就在身邊,實驗儀器就在身邊,增加參與實驗的愿望。
2.改變實驗形式,增加探究性實驗。
現(xiàn)有的教材把實驗分為探究性實驗、驗證性實驗和測定性實驗。實際上,許多驗證性實驗可改為探究性實驗,提前到理論課前去上。物理量的測定有多種方法,教科書上的方法不一定是最佳方法。如重力加速度的測定,教材用單擺法,實際上還可以用圓錐擺法、自由落體法、氣墊導(dǎo)軌法和伽利略理想實驗法等。讓學(xué)生嘗試不同的方法,以利于學(xué)生發(fā)散思維能力的培養(yǎng)。
3.在實驗教學(xué)中,一定要改變傳統(tǒng)教學(xué)中只注重結(jié)果而不重視過程的習(xí)慣,要允許學(xué)生犯錯,允許學(xué)生失敗,要給學(xué)生的實驗探究留下最大的空間。
教師應(yīng)幫助學(xué)生分析失敗原因,找出彌補措施并尋求最為合理的實驗方案。許多演示實驗完全可以改為學(xué)生實驗,或鼓勵有意愿的學(xué)生演示,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性??傊谖锢韺W(xué)以實驗為基礎(chǔ)的這一學(xué)科特點,教師就應(yīng)加強實驗教學(xué),制定良好的教學(xué)策略,培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?,從而提高物理實驗教學(xué)的效率。