新課程理論下如何搞好高中物理實驗

張志宇

1 前言

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

2 調整物理實驗學習方式,適應課程改革的新要求

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

2.1 自主活動式通過學生自覺地參與實驗活動,確定實驗目標,制定實驗方案,選擇實驗方法,監控實驗過程,評價實驗結果,從而完成實驗任務。如“落體運動加速度的研究”實驗,學生可2人一組,運用頻閃照相研究鋼球下落的加速度。學生必須完成的任務:方案設計;裝置調試;標尺制作;實地拍攝;照片分析;實驗報告。教師提供的幫助:方案設計提示;頻閃技術指導;參與討論,提供器材,進行質疑,點撥思維。

2.2 實驗設計方式實驗設計是高中物理實驗學習能力的較高要求,是對學生操作技能和思維品質的綜合檢測,是有效的實驗學習方式之一。其特點是情景新、方法活,具有開放性,要求學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,能根據設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,得出有關的結論并做出必要的說明。如研究單擺及其規律之后,提出如何測重力加速度的課題,要求學生自行設計測定重力加速度的方案。學生可根據學過的物理場景,如運動學中的自由落體、豎直上拋,動力學中的超重、失重現象,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,檢驗設計方案的合理性,分析測量結果的可靠性,而不是僅僅停留在理論的假設上。

2.3 課題作業式適當布置類似于課題研究的“課題作業”,讓學生經歷一個收集信息、處理信息和得出結論的過程,在過程中學習一些探索的方法,對改善學生學習方式具有重要作用。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。

建議教師在教學過程中創設不同的學習環境,留有充足的時間,讓學生主動設計實驗方案,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。

3 改變物理實驗教學方式,適應課程改革的新要求

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

3.1 “實驗—訓練”方式“實驗—訓練”教學方式,用于培養和訓練學生的實驗技能和實驗方法。實驗中應讓學生明白實驗“做什么”和“怎樣做”,強調學生的參與、體驗和理解。同時,學生的實驗操作過程應合理、規范、協調,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練的要求。比如,基本測量儀器的使用,實驗誤差和數據處理,多用表測量電壓、電流和電阻,練習使用示波器,以及DIS實驗室的運用。要通過認真學看說明書,嚴格的實驗訓練,有效的模仿,達到能夠根據實驗目的,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,規范、熟練地組裝和調試設備,積極地完成實驗操作和實驗任務,并能初步學會排除實驗故障,初步學會分析實驗誤差及其產生原因,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——實驗設計——獲取處理信息——分析歸納——發現規律。其方式往往用于學生物理概念的形成階段。教師應創設情景,讓學生在實驗中學會像科學家那樣思維,自己構想實驗方法,控制實驗條件,排除干擾因素,在實驗中測量數據,獲取信息,交流信息,處理信息,在信息中尋找和發現規律。

3.3 “實驗—探究”方式流程:提出問題——猜想假設——實驗設計——設計方案——搜集證據——分析檢驗——交流評估——實驗結果。用于學生學習和探索物理規律。教師要盡可能為學生提供參與“完整的科學探究過程”的機會,讓學生根據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,并形成假設或提出某種猜測,然后設計實驗探究方案,選擇儀器、設備、工具來搜集證據,并通過分析數據來驗證假設或修正假設,最后形成實驗探究結果。實踐表明,學生在實驗探究中將會得到極大的滿足。

3.4 “實驗—應用”方式流程:提出問題——制定計劃——實施方案——解釋說明。用于學生物理概念、規律的復習和應用,并不局限于實驗室。現實生活中的許多實際問題,學生很有興趣,但已超越物理學科學習的具體情境。設想以實際的問題為載體,以學生的實驗探究為特征,引導學生把已經掌握的知識、技能遷移到現實生活中,解決真實的問題,發展學生的實踐能力和應用能力。

(作者單位:河北省玉田縣第二中學)