高中物理實(shí)驗(yàn)如何導(dǎo)學(xué)

沈惠清

實(shí)驗(yàn)是高中物理知識(shí)形成和發(fā)展的基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)課是高中物理重要的課型，也是最具探究味的物理課型，如何充分發(fā)揮學(xué)生在高中物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中的主觀能動(dòng)性，發(fā)展學(xué)生的思維呢？筆者認(rèn)為還需要教師主導(dǎo)性作用的發(fā)揮，教師的主導(dǎo)性作用的發(fā)揮在于引，而不在于灌，本文就實(shí)驗(yàn)課如何導(dǎo)學(xué)結(jié)合實(shí)踐談幾點(diǎn)筆者的看法，望能有助于教學(xué)實(shí)踐.

一、導(dǎo)學(xué)案如何設(shè)計(jì)

有序的設(shè)計(jì)能夠促進(jìn)學(xué)生思維更好地發(fā)展，為了更好地導(dǎo)學(xué)，筆者認(rèn)為要有導(dǎo)學(xué)案，導(dǎo)學(xué)案要有一定結(jié)構(gòu)，不能是簡單的知識(shí)或問題排列，筆者在實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)案的設(shè)計(jì)上基本上都按照如圖1所示的框架.

借助于導(dǎo)學(xué)案引導(dǎo)學(xué)生自主分析物理實(shí)驗(yàn)，摒棄傳統(tǒng)的老師想講實(shí)驗(yàn)，最后學(xué)生簡單走個(gè)過程的灌輸式實(shí)驗(yàn)教學(xué).學(xué)生從實(shí)驗(yàn)的目的出發(fā)，從大腦中搜索原有知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方法，從自己的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)出發(fā)設(shè)計(jì)方案，接著按照自己的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，當(dāng)然這里面還涉及到實(shí)驗(yàn)方案是否可行，可行不可行做就知道，如果結(jié)果與實(shí)驗(yàn)?zāi)康钠x太遠(yuǎn)，說明自己的方案出現(xiàn)問題，可以猜想問題出現(xiàn)在哪里，帶動(dòng)思維的進(jìn)一步發(fā)展，提高規(guī)律發(fā)現(xiàn)的主動(dòng)性.本文重點(diǎn)從引導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)這個(gè)視角進(jìn)行實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)案作用的分析.

二、設(shè)疑式地導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生興趣

興趣是最好的老師！物理實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)案的開始也要有能夠吸引學(xué)生注意力的地方，把學(xué)生的心懸起來.

例如，“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)，筆者設(shè)計(jì)導(dǎo)學(xué)案時(shí)，設(shè)置真實(shí)的情境.初中都學(xué)習(xí)過伏安法測(cè)電阻，改變電壓，通過電阻的電流也隨之改變，但是電壓與電流的比值不變，如果以電流I為縱軸，[JP2]以電壓U為橫軸，作出I-U圖象為一條過原點(diǎn)傾斜直線.最近高二物理備課組教師在實(shí)驗(yàn)室用伏安法測(cè)燈泡的電壓和電流時(shí)，最后用描點(diǎn)法得得到的小燈泡的I-U圖象卻是一條過原點(diǎn)的曲線，為什么是這樣呢？請(qǐng)同學(xué)們解釋這個(gè)現(xiàn)象.借助于這個(gè)情景制造認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生想知道其中的原因，自然很想去了解，做這個(gè)實(shí)驗(yàn)用什么電路圖？如何處理的？現(xiàn)象說明什么問題？等一系列問題.帶著問題順著導(dǎo)學(xué)案的內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，提高預(yù)習(xí)的效果.[JP]

三、引導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)的內(nèi)容設(shè)置

從圖1的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)案框架來看，有兩個(gè)部分內(nèi)容.

1.學(xué)習(xí)目標(biāo)

每節(jié)課都應(yīng)該有明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)課亦不例外，設(shè)計(jì)導(dǎo)學(xué)案時(shí)，要借助于簡練易懂的文字描述讓學(xué)生知道這節(jié)課有哪些學(xué)習(xí)目標(biāo)，確保探究活動(dòng)有的放矢.

例如“測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)，筆者設(shè)置如下4個(gè)學(xué)習(xí)目標(biāo).

①自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，分析并總結(jié)出測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)室方法，熟悉量化測(cè)量的實(shí)驗(yàn)步驟.

②理解該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，從閉合電路歐姆定律出發(fā)，學(xué)會(huì)用公式法和圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并比較、總結(jié)出圖象法的優(yōu)越性.

③從誤差分析得角度，了解教材中各個(gè)實(shí)驗(yàn)電路圖在實(shí)驗(yàn)時(shí)的系統(tǒng)誤差來源，分析不同電路圖測(cè)量得出E和r與真實(shí)值的比較.

④仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)，真實(shí)記錄并處理數(shù)據(jù)，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，提升科學(xué)素養(yǎng).

給學(xué)生體現(xiàn)出學(xué)習(xí)目標(biāo)，在于讓學(xué)生一開始就對(duì)實(shí)驗(yàn)有一個(gè)整體性認(rèn)識(shí)，了解學(xué)習(xí)目標(biāo)繼而思考自己應(yīng)該要怎樣努力才能達(dá)到這樣的目標(biāo).

2.引導(dǎo)學(xué)生讀課本

提出學(xué)習(xí)目標(biāo)后，如何實(shí)現(xiàn)呢？借助于具體的問題引導(dǎo)學(xué)生回歸課本，帶著問題，在解決具體問題的過程中實(shí)現(xiàn)原有知識(shí)的應(yīng)用和新問題的生成.

還以“測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”這個(gè)實(shí)驗(yàn)為例，筆者在引導(dǎo)學(xué)生讀課本這個(gè)環(huán)節(jié)上設(shè)置了如下幾個(gè)具體的導(dǎo)學(xué)情境.

思考題：如圖2所示電路圖，兩節(jié)型號(hào)和牌子都相同的干電池：電池1和電池2，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)開關(guān)分別接1和接2時(shí)，小燈泡的亮度存在著明顯的差異，開關(guān)接2時(shí)的亮度要比接1暗很多，請(qǐng)結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)猜一猜，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的可能原因有哪些？

這個(gè)問題學(xué)生有生活經(jīng)驗(yàn)，很多的學(xué)生會(huì)認(rèn)為電池1和電池2的電動(dòng)勢(shì)不同，電池2用久了，電動(dòng)勢(shì)明顯減少了.

問題1：如何測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)？引導(dǎo)學(xué)生想到用電壓表直接接電源兩端去測(cè)量，很多學(xué)生躍躍欲試，想去證明自己想法.這個(gè)時(shí)候可以提供電壓表讓學(xué)生自己去嘗試，嘗試的結(jié)果，電池1和電池2的電動(dòng)勢(shì)差不多都是1.5V，電池2電動(dòng)勢(shì)稍微小點(diǎn)，但不是明顯小.這樣一來，學(xué)生的疑問自然生成.

問題2：如果不是電動(dòng)勢(shì)差異明顯，又是什么原因?qū)е铝藷襞萘炼让黠@的差異呢？

學(xué)生在思考這個(gè)問題時(shí)，很自然地用到了閉合電路歐姆定律，經(jīng)過思考肯定是電路中的電阻不同，由于是同一個(gè)燈泡，所以是2個(gè)電池的內(nèi)阻存在著明顯的差異.

問題3：如何測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻？教材中給了哪幾種方法？

引導(dǎo)學(xué)生帶著這個(gè)問題閱讀課本.當(dāng)然學(xué)生的自主閱讀肯定是有問題的，這恰是進(jìn)一步交流的重要材料.在教材自主學(xué)習(xí)的引導(dǎo)上要注意條理性.

根據(jù)教材中的幾種做法，設(shè)置導(dǎo)學(xué)案如下（以教材中的方案一為例，方案二、方案三的導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)基本一樣略）：

[HT6][JB（{]1.方案一中用到的實(shí)驗(yàn)器材有：.

2.除電源、電鍵外，方案一中所選器材都起到了怎樣的作用？

3.列出方程并求解方程：

解得：[CD#5][JB）][HT]

為了鼓勵(lì)學(xué)優(yōu)生自主創(chuàng)新，還設(shè)置了留白項(xiàng).

問題4：除了教材中的3種方案，你還能想到哪些實(shí)驗(yàn)方案，并畫出電路圖？

設(shè)計(jì)導(dǎo)學(xué)案的主要目的，是讓同學(xué)通過對(duì)課本上所給出方案分析，了解實(shí)驗(yàn)中所要用到的實(shí)驗(yàn)器材，了解各實(shí)驗(yàn)器材在實(shí)驗(yàn)中起到的重要作用，從而，對(duì)自己所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案有所反思和改進(jìn).實(shí)踐中筆者和學(xué)生交流后發(fā)現(xiàn)，相當(dāng)大一部分學(xué)生能夠自主比較三種方案，發(fā)現(xiàn)三種方案所用實(shí)驗(yàn)器材雖然不同而實(shí)質(zhì)是一樣的.