新課程理論下如何搞好高中物理實驗

張志宇

1 前言

物理實驗的教學(xué)對學(xué)生形成物理概念,建立物理定律,培養(yǎng)觀察能力、動手能力和提高科學(xué)素養(yǎng)有著重要的、不可替代的作用。新課程的實施,帶來新的理念、新的要求。

2 調(diào)整物理實驗學(xué)習(xí)方式,適應(yīng)課程改革的新要求

物理實驗教學(xué)中,學(xué)習(xí)方式應(yīng)該多樣化。單一、被動的實驗會使學(xué)生感到枯燥、乏味,必須增強實驗的趣味性、問題性、探索性和應(yīng)用性。要讓學(xué)生成為實驗學(xué)習(xí)的主人,教師成為學(xué)生實驗的組織者和合作者,而不是權(quán)威的講授者和單一示范者,要關(guān)注學(xué)生親身感悟與體驗。

2.1 自主活動式通過學(xué)生自覺地參與實驗活動,確定實驗?zāi)繕?biāo),制定實驗方案,選擇實驗方法,監(jiān)控實驗過程,評價實驗結(jié)果,從而完成實驗任務(wù)。如“落體運動加速度的研究”實驗,學(xué)生可2人一組,運用頻閃照相研究鋼球下落的加速度。學(xué)生必須完成的任務(wù):方案設(shè)計;裝置調(diào)試;標(biāo)尺制作;實地拍攝;照片分析;實驗報告。教師提供的幫助:方案設(shè)計提示;頻閃技術(shù)指導(dǎo);參與討論,提供器材,進行質(zhì)疑,點撥思維。

2.2 實驗設(shè)計方式實驗設(shè)計是高中物理實驗學(xué)習(xí)能力的較高要求,是對學(xué)生操作技能和思維品質(zhì)的綜合檢測,是有效的實驗學(xué)習(xí)方式之一。其特點是情景新、方法活,具有開放性,要求學(xué)生對實驗的原理有透徹的理解,對實驗器材有所取舍和組合,能根據(jù)設(shè)計的要求和條件進行分析和判斷,制定實驗的方案,通過實驗全過程和具體步驟的實施,得出有關(guān)的結(jié)論并做出必要的說明。如研究單擺及其規(guī)律之后,提出如何測重力加速度的課題,要求學(xué)生自行設(shè)計測定重力加速度的方案。學(xué)生可根據(jù)學(xué)過的物理場景,如運動學(xué)中的自由落體、豎直上拋,動力學(xué)中的超重、失重現(xiàn)象,斜面上的勻變速運動等確立實驗方案,并走進實驗室,通過實驗活動去體驗真實,檢驗設(shè)計方案的合理性,分析測量結(jié)果的可靠性,而不是僅僅停留在理論的假設(shè)上。

2.3 課題作業(yè)式適當(dāng)布置類似于課題研究的“課題作業(yè)”,讓學(xué)生經(jīng)歷一個收集信息、處理信息和得出結(jié)論的過程,在過程中學(xué)習(xí)一些探索的方法,對改善學(xué)生學(xué)習(xí)方式具有重要作用。如選用傳感器制作控制電路;用變阻器設(shè)計幾種不同的控制電路,并說明其原理及特點等。

建議教師在教學(xué)過程中創(chuàng)設(shè)不同的學(xué)習(xí)環(huán)境,留有充足的時間,讓學(xué)生主動設(shè)計實驗方案,獨立完成實驗,通過體驗和感悟,掌握方法,提升能力,提高素養(yǎng)。

3 改變物理實驗教學(xué)方式,適應(yīng)課程改革的新要求

高中物理實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生基本的實驗方法、實驗技能的過程,也是學(xué)生物理思維的訓(xùn)練和形成創(chuàng)新實踐能力的過程。教師應(yīng)精心設(shè)計實驗教學(xué)方式,以用于不同的實驗活動,滿足學(xué)生的不同需求,達成各種實驗探究的教學(xué)目標(biāo),使物理實驗更適合學(xué)生的學(xué)習(xí),促使學(xué)生積極地參與和體驗。教學(xué)方式主要有以下幾點。

3.1 “實驗—訓(xùn)練”方式“實驗—訓(xùn)練”教學(xué)方式,用于培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的實驗技能和實驗方法。實驗中應(yīng)讓學(xué)生明白實驗“做什么”和“怎樣做”,強調(diào)學(xué)生的參與、體驗和理解。同時,學(xué)生的實驗操作過程應(yīng)合理、規(guī)范、協(xié)調(diào),教師的示范點撥,要精到、簡明、嫻熟。高中物理實驗,幾乎所有項目都有技能訓(xùn)練的要求。比如,基本測量儀器的使用,實驗誤差和數(shù)據(jù)處理,多用表測量電壓、電流和電阻,練習(xí)使用示波器,以及DIS實驗室的運用。要通過認(rèn)真學(xué)看說明書,嚴(yán)格的實驗訓(xùn)練,有效的模仿,達到能夠根據(jù)實驗?zāi)康?正確地選擇和使用物理測量工具、物理實驗裝置,合理地安排實驗步驟,規(guī)范、熟練地組裝和調(diào)試設(shè)備,積極地完成實驗操作和實驗任務(wù),并能初步學(xué)會排除實驗故障,初步學(xué)會分析實驗誤差及其產(chǎn)生原因,寫出完整的實驗報告。

3.2 “實驗一歸納”方式流程:明確實驗的目的——實驗設(shè)計——獲取處理信息——分析歸納——發(fā)現(xiàn)規(guī)律。其方式往往用于學(xué)生物理概念的形成階段。教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)情景,讓學(xué)生在實驗中學(xué)會像科學(xué)家那樣思維,自己構(gòu)想實驗方法,控制實驗條件,排除干擾因素,在實驗中測量數(shù)據(jù),獲取信息,交流信息,處理信息,在信息中尋找和發(fā)現(xiàn)規(guī)律。

3.3 “實驗—探究”方式流程:提出問題——猜想假設(shè)——實驗設(shè)計——設(shè)計方案——搜集證據(jù)——分析檢驗——交流評估——實驗結(jié)果。用于學(xué)生學(xué)習(xí)和探索物理規(guī)律。教師要盡可能為學(xué)生提供參與“完整的科學(xué)探究過程”的機會,讓學(xué)生根據(jù)已有的背景知識和可靠的物理事實,通過推理和想象來提出問題,并形成假設(shè)或提出某種猜測,然后設(shè)計實驗探究方案,選擇儀器、設(shè)備、工具來搜集證據(jù),并通過分析數(shù)據(jù)來驗證假設(shè)或修正假設(shè),最后形成實驗探究結(jié)果。實踐表明,學(xué)生在實驗探究中將會得到極大的滿足。

3.4 “實驗—應(yīng)用”方式流程:提出問題——制定計劃——實施方案——解釋說明。用于學(xué)生物理概念、規(guī)律的復(fù)習(xí)和應(yīng)用,并不局限于實驗室?，F(xiàn)實生活中的許多實際問題,學(xué)生很有興趣,但已超越物理學(xué)科學(xué)習(xí)的具體情境。設(shè)想以實際的問題為載體,以學(xué)生的實驗探究為特征,引導(dǎo)學(xué)生把已經(jīng)掌握的知識、技能遷移到現(xiàn)實生活中,解決真實的問題,發(fā)展學(xué)生的實踐能力和應(yīng)用能力。

(作者單位:河北省玉田縣第二中學(xué))