淺談如何提高高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性

吳金正

隨著新課程改革的不斷發(fā)展以及教育觀念的不斷變化，教師越來越注重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng).實(shí)驗(yàn)是高中物理教學(xué)的一個(gè)重要內(nèi)容，也是學(xué)生能否學(xué)好物理的關(guān)鍵所在，它對(duì)學(xué)生的動(dòng)手操作能力具有很重要的意義.因此，如何提高高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，成為了教師研究的一個(gè)新的課題.那么，在新課程改革的影響下，教師應(yīng)該如何采用新的教學(xué)理念來開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)呢？下面，我將根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，簡單談?wù)勛约旱目捶?

一、充分利用多媒體技術(shù)來輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，多媒體技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于多種學(xué)科的教學(xué)當(dāng)中.它可以讓學(xué)生更直觀的對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行理解，將抽象的事物形象化，將靜態(tài)的事物動(dòng)態(tài)化.因此，在教學(xué)過程中，多媒體技術(shù)深受教師和學(xué)生的喜愛.所以，為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，教師也可以借助多媒體來輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué).在教學(xué)中我發(fā)現(xiàn)，多媒體技術(shù)可以迅速改變實(shí)驗(yàn)條件和物理參數(shù)，在較短的時(shí)間內(nèi)可以向?qū)W生提供大量、具體、生動(dòng)的物理情境和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以使實(shí)驗(yàn)過程更加縝密，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加精確.

例如，在講授“研究平拋運(yùn)動(dòng)”這一實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，我明確了本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，即讓學(xué)生明白“平拋運(yùn)動(dòng)”的定義，理解“平拋運(yùn)動(dòng)”的性質(zhì)，掌握“平拋運(yùn)動(dòng)”的規(guī)律.由于學(xué)生剛剛接觸平拋運(yùn)動(dòng)，所以在授課過程中，我借助了多媒體技術(shù)，以便讓學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)的理解更加深刻.首先，我出示了課件，讓學(xué)生知道本節(jié)課的學(xué)習(xí)重點(diǎn).然后演示了一些現(xiàn)實(shí)生活中常見的平拋運(yùn)動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的探究興趣.隨后，我為學(xué)生講解了本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，即研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律.講解完畢后，我利用多媒體的動(dòng)態(tài)圖畫為學(xué)生展示了平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的基本步驟，讓學(xué)生對(duì)本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)有初步的了解.最后，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作.通過這樣的教學(xué)方式，不僅可以讓學(xué)生快速掌握實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，還可以有效激發(fā)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的探究欲望，為學(xué)生的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ).

二、教師要做好物理演示實(shí)驗(yàn)

在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師起著重要的作用.由于學(xué)生對(duì)很多物理規(guī)律都不是很了解，所以，想要提高高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，教師首先應(yīng)該做好物理演示實(shí)驗(yàn).在展示物理實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，教師應(yīng)該注重各方面的細(xì)節(jié)問題，盡量做到講解詳細(xì)、操作規(guī)范，保證學(xué)生能夠真正掌握這個(gè)物理實(shí)驗(yàn).

例如，在講授“用描跡法畫出電場(chǎng)中平面上的等勢(shì)線”這一節(jié)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖亲寣W(xué)生學(xué)會(huì)用描跡法畫出電場(chǎng)中平面上的等勢(shì)線，并驗(yàn)證電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)是順著電場(chǎng)線方向逐漸降低的.由于本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和“電”有關(guān)系，而 “電”本身就很抽象，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)本質(zhì)不是特別了解.所以，在講授本節(jié)課的時(shí)候，我盡量做到講解詳細(xì)，以演示實(shí)驗(yàn)為主.首先，我給學(xué)生分析了本節(jié)實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)原理，即用導(dǎo)電紙中的穩(wěn)恒電流模擬真空中的靜電場(chǎng).然后讓學(xué)生觀看了本節(jié)實(shí)驗(yàn)用到的實(shí)驗(yàn)器材.隨后，我一邊講解實(shí)驗(yàn)步驟，一邊操作實(shí)驗(yàn)，在操作過程中，還穿插了一些提問環(huán)節(jié)，讓學(xué)生對(duì)“等勢(shì)線”的認(rèn)識(shí)更加深刻.在實(shí)驗(yàn)演示完畢后，我引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論、以及在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)該注意的問題并自己動(dòng)手畫出電場(chǎng)中平面上的等勢(shì)線.最后，帶領(lǐng)學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室自己完成實(shí)驗(yàn)操作過程.通過這樣的教學(xué)方式，很容易激發(fā)學(xué)生的探究欲望并讓學(xué)生真正掌握這個(gè)物理實(shí)驗(yàn).

三、調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的

動(dòng)手能力

經(jīng)過對(duì)學(xué)生的了解我發(fā)現(xiàn)，要想讓學(xué)生高效地掌握物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，首先必須充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，從而提高他們的動(dòng)手能力.在每一個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，我都會(huì)起到一個(gè)指導(dǎo)的作用，使學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)的主要操作者.我還會(huì)對(duì)他們每一個(gè)人的實(shí)驗(yàn)步驟以及實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)和細(xì)心指導(dǎo)，讓學(xué)生逐漸形成一種物理思維模式，提高他們對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的喜愛程度.當(dāng)然，在實(shí)際教學(xué)過程中，我還會(huì)采用小組競(jìng)賽的方式來調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力.

例如，在教學(xué)“用單擺測(cè)定重力加速度”這一實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖亲寣W(xué)生學(xué)會(huì)用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣炔⒄_熟練地使用秒表.我總結(jié)了本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器材，即球心開有小孔的小金屬球、長度大于1m的細(xì)尼龍線、鐵夾、鐵架臺(tái)、游標(biāo)卡尺、米尺以及秒表.可見，這些器材都是學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活中經(jīng)常用到的，學(xué)生對(duì)這些實(shí)驗(yàn)器材的使用方法很熟悉.因此，在本節(jié)實(shí)驗(yàn)課中，我讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)的主要操作者，而我主要起到一個(gè)引導(dǎo)的作用.在教學(xué)過程中，我利用一些時(shí)間給學(xué)生講述實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟，以及實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該注意的一些問題.然后讓學(xué)生在自己的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行熟悉.隨后，我采用小組競(jìng)賽的形式來檢驗(yàn)學(xué)生的掌握情況.我把班里的學(xué)生分成6個(gè)小組，每個(gè)小組6個(gè)人，我給每一個(gè)小組發(fā)放一張實(shí)驗(yàn)記錄表，看哪個(gè)小組最先完成，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄最準(zhǔn)確，并發(fā)放一些小獎(jiǎng)品.最后，我再對(duì)實(shí)驗(yàn)做出總結(jié)，分析和處理學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題.通過這樣的教學(xué)形式，可以有效調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，提高學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)操作的興趣，進(jìn)而提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)效率.

四、增加學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的感受和體驗(yàn)

增加學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的感受和體驗(yàn)，是提高高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的關(guān)鍵一步.當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)一些基礎(chǔ)的物理理論知識(shí)和物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法時(shí)，教師就可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行一些簡單的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，為學(xué)生提供一些自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，進(jìn)而體驗(yàn)和感受實(shí)驗(yàn)的過程.通過這樣的教學(xué)方法，很容易使學(xué)生的情感和思維全方位投入，促使學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ陌l(fā)展.那么，在具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中應(yīng)該如何做呢？下面，我根據(jù)具體的課例進(jìn)行說明.

例如，在講授“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”這一實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的時(shí)候，我首先明確了本節(jié)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)目標(biāo)，即讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用控制變量法來研究物理規(guī)律并驗(yàn)證牛頓第二定律，掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法.實(shí)驗(yàn)原理是在探究加速度與力及質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，要應(yīng)用控制變量法.即先控制一個(gè)參數(shù)，再討論其他參數(shù)的變化.但是在講授這節(jié)實(shí)驗(yàn)過程中，我并沒有給學(xué)生講解具體的實(shí)驗(yàn)步驟，而是這樣進(jìn)行導(dǎo)入：首先根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的思考，為什么賽車比普通汽車的加速度快呢？而質(zhì)量很重的貨車又比普通汽車的加速度慢呢？通過這兩個(gè)現(xiàn)象學(xué)生就會(huì)很快推測(cè)出，加速度和力與質(zhì)量有關(guān).當(dāng)學(xué)生明白這個(gè)道理之后，我便開始引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn).根據(jù)我上面對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的介紹，學(xué)生很容易想到要用控制變量法，即控制其中一個(gè)變量，如控制加速度，來觀察質(zhì)量和力的關(guān)系.隨后，我又引導(dǎo)學(xué)生選擇實(shí)驗(yàn)器材，一起設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的具體流程，進(jìn)而獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生圍繞問題展開實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，真正體會(huì)到了物理實(shí)驗(yàn)的趣味性.

五、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，多進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)

我們都知道，在傳統(tǒng)的物理教學(xué)中，理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)是分開的.由于很多高中生都是為了考試而進(jìn)行學(xué)習(xí)，因此，這種錯(cuò)誤的教學(xué)觀念導(dǎo)致學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)缺乏興趣.并且有一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生往往在實(shí)驗(yàn)之前就知道了實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，這樣學(xué)生就只有少量的心智活動(dòng)，更多的是機(jī)械性地進(jìn)行驗(yàn)證和操作，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力有著消極的影響.為了改變這種教學(xué)方式，在新的教學(xué)理念下，教師必須改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，注重實(shí)驗(yàn)與理論的有機(jī)結(jié)合，多為學(xué)生安排一些開放性的探究性實(shí)驗(yàn)，這樣就會(huì)給學(xué)生很大的自由發(fā)揮的機(jī)會(huì).這時(shí)，學(xué)生必須經(jīng)過精心的設(shè)計(jì)、認(rèn)真操作實(shí)驗(yàn)才能得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新發(fā)展和探究能力提供了很大的幫助.

例如，在學(xué)習(xí)“探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系”這一部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，在授課過程中，我并沒有給學(xué)生講解詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)步驟，而是在剛開始上課的時(shí)候給學(xué)生提出了幾個(gè)思考問題.1.科學(xué)探索都是從研究者提出猜測(cè)開始的，對(duì)于彈力和彈簧伸長的關(guān)系，我們提出了以下幾種猜測(cè)：（1）彈力大小與彈簧長度成正比.（2）彈力大小與彈簧的伸長成正比.（3）彈力大小與彈簧伸長的平方成正比.為了驗(yàn)證哪種猜想是對(duì)的，各需要測(cè)量什么量？2.彈力和彈簧伸長量各是怎樣測(cè)量的？把彈簧掛在鐵架臺(tái)上，旁邊立一把尺子，沒有掛砝碼時(shí)頂端坐標(biāo)為20.1cm，彈簧末端18.2cm，問彈簧原長是多少？3.用列表法處理數(shù)據(jù)的時(shí)候，彈力與長度之間是否成正比關(guān)系？用列表法處理數(shù)據(jù)的時(shí)候，彈力與伸長量之間滿足什么樣的關(guān)系？用“圖像法”處理數(shù)據(jù)的時(shí)候，彈力-伸長量關(guān)系圖像應(yīng)該是什么樣的圖像？顯示出什么函數(shù)關(guān)系.讓學(xué)生以小組討論的形式對(duì)這三個(gè)問題進(jìn)行思考.稍后，我再做出具體的講解.講解完畢后，引導(dǎo)學(xué)生一起對(duì)本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，和學(xué)生一起設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，尋找需要用到的實(shí)驗(yàn)器材，最終得出彈力與彈簧伸長的關(guān)系.通過這樣的教學(xué)形式，可以開發(fā)學(xué)生的物理思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神.可以給學(xué)生更多的時(shí)間和空間進(jìn)行思考和探究.這對(duì)于學(xué)生理解物理知識(shí)的本質(zhì)也是非常有幫助的.因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生多做一些探究性小實(shí)驗(yàn).

總而言之，想要提高高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，教師不僅要充分利用多媒體技術(shù)輔助教學(xué)，在實(shí)驗(yàn)中做好演示工作，還應(yīng)該充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，增加學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的感受和體驗(yàn)，盡可能多的讓學(xué)生自己去思考、去探究.引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)出自己的實(shí)驗(yàn)方案，尋找實(shí)驗(yàn)器材，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論.只有這樣才能夠高效地提高學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和學(xué)習(xí)能力.當(dāng)然，在實(shí)際教學(xué)過程中，教師也要起到良好的督促作用和指導(dǎo)作用，讓學(xué)生成為整個(gè)課堂的主體，努力構(gòu)建和諧的師生關(guān)系，從而進(jìn)一步提高高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到高中物理實(shí)驗(yàn)操作的目的和效果.