高中物理實驗設(shè)計教學(xué)的基本方法初探

劉強

【摘要】為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)與創(chuàng)新能力，教師需要在教學(xué)中設(shè)計創(chuàng)新性的實驗。這要求教師提高自身的知識儲量，培養(yǎng)自身的創(chuàng)新意識，掌握一定的創(chuàng)新方法。缺點列舉法、希望點列舉法、信息交合法等創(chuàng)新技法可為物理實驗的創(chuàng)新性設(shè)計提供廣闊的思路，但不應(yīng)忘記創(chuàng)新性設(shè)計的目的——為教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)服務(wù)。同時，安全性、科學(xué)性、實用性、適用性等原則仍是物理創(chuàng)新性設(shè)計時所要考慮的最基本原則。

【關(guān)鍵詞】高中 ?物理實驗 ?設(shè)計教學(xué) ?方法

【中圖分類號】G633.7 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）41-0167-01

物理學(xué)是一門實驗科學(xué)，而我們目前的物理教學(xué)，基本上是停留在關(guān)于物理學(xué)的知識系統(tǒng)的歸納和理論體系的闡述上，就連物理實驗本身的教學(xué)，也是按教材的分析按部就班地進行純理論的講解。其弊端是顯而易見的，如果考查的實驗不是教材所限的實驗?zāi)兀?/p>

1.高中物理實驗設(shè)計教學(xué)的必要性

測定陶瓷管上均勻電阻膜的厚度，就屬于設(shè)計型實驗。由于題目給出了全部實驗器材和所有相關(guān)量，使實驗定位在電阻或電阻率的測定上，又大大降低了實驗難度，只屬于局部設(shè)計型實驗。

1.1從小處著眼，加強實驗設(shè)計教學(xué)

高中物理《考試說明》中要求“會用在這些實驗中學(xué)過的實驗方法”，也為實驗設(shè)計的考查在全國的推廣提供了可能，因此要從小處著眼，加強實驗設(shè)計教學(xué)。

1.2從大處著眼，加強實驗設(shè)計教學(xué)

著名核物理學(xué)家錢三強先生在為郭奕玲、沈慧君編著的《物理學(xué)史》所作的序中，曾嚴厲指出：“今天我們科學(xué)界有一個弱點，這就是思想不很活潑，這也許跟大家過去受的教育有一定關(guān)系……”我們常常教育學(xué)生“應(yīng)該……”“必須……”實驗設(shè)計的教學(xué)，正是活躍思想，培養(yǎng)能力的一種好方法，授以實驗的基本方法，讓學(xué)生自己去考慮有哪些可能的做法，自己會怎么做。

2.實驗設(shè)計的基本方法

2.1明確目的，廣泛聯(lián)系

要求測定什么物理量，或要求驗證、探索什么規(guī)律，這是實驗的目的，是實驗設(shè)計的出發(fā)點。實驗?zāi)康拿鞔_后，應(yīng)用所學(xué)知識，廣泛聯(lián)系，看看該物理量或物理規(guī)律在哪些內(nèi)容中出現(xiàn)過，與哪些物理現(xiàn)象有關(guān)，與哪些物理量有直接的聯(lián)系。舉例來說，要測定地球表面附近的重力加速度，我們就應(yīng)檢索：在所學(xué)知識范圍內(nèi)，哪些內(nèi)容涉及到重力加速度，它與其他物理量有何定量關(guān)系，并一一羅列出來：

（1）在靜力學(xué)中，靜止物體對豎直懸繩的拉力或?qū)λ街С治锏膲毫Υ笮【偷扔谥亓?，重力加速度g可測定。（2）在超重或失重（但不完全失重）系統(tǒng)中，重力加速度g可測定。（3）在運動學(xué)中，物體從光滑斜面上由靜止下滑，重力加速度g也可測定。（4）在運動學(xué)中，物體從粗糙斜面上由靜止下滑，則重力加速度g也可測定。（5）用重力加速度測定儀測定。

2.2選擇方案，簡便精確

對于每一個實驗?zāi)繕?biāo)，都可能存在多條思路、多種方案。教材中關(guān)于某個實驗?zāi)繕?biāo)的實驗方案，也只是眾多方案中的一種，而且不一定是最好的一種，而只是較可行的一種。

2.3依據(jù)方案，選定器材

在“用單擺測定重力加速度”的實驗中，是利用單擺裝置來進行實驗的，故需鐵架臺、細線和擺球等來組裝單擺。周期需用秒表測定;擺長l是從懸點到擺球中心的距離，因此需用米尺和游標(biāo)卡尺分別測定擺線長度l和擺球直徑d。從實驗原理表達式可以看出，實驗與擺球質(zhì)量無關(guān)，故毋需使用天平。

2.4擬定步驟，合理有序

在“利用單擺測定重力加速度”的實驗中。l和T分別為單擺的擺長和單擺做簡諧振動的周期。因此應(yīng)先組裝單擺，再測定擺長，最后讓單擺做簡諧振動，測定周期T。根據(jù)所測數(shù)據(jù)計算出重力加速度g的值。

3.加強對實驗方法的指導(dǎo)

學(xué)生實驗時，可能由于某種好奇的驅(qū)使，一時忘卻了實驗的目的;或者由于一個實驗的成功體驗，而將注意集中在這個實驗，不再進行下面實驗，或許實驗現(xiàn)象出現(xiàn)后，沒有去認真思考等，這樣學(xué)生的實驗結(jié)果就得不到交流與評價，也就很難發(fā)現(xiàn)問題，得出更準(zhǔn)確的結(jié)論。所以，教師在實驗課中必須要求學(xué)生做到“動”、“靜”有序，“動中求靜、靜中求動”。如《摩擦力》一節(jié)中，在研究摩擦力大小與哪些因素有關(guān)，與哪些因素?zé)o關(guān)時，老師放手讓學(xué)生自己動手實驗，并在實驗中教師針對學(xué)生在實驗中存在的問題，給予適當(dāng)?shù)摹皩?dǎo)”、“點”、“撥”，引導(dǎo)學(xué)生在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上繼續(xù)深入探究。

總而言之，要改善中學(xué)物理教學(xué)現(xiàn)狀，培養(yǎng)思想活躍、有創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的跨世紀人才，即需中學(xué)教育工作者的切實努力，也需全國高考的積極正確導(dǎo)向。

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