簡談高中物理實驗的教學(xué)

物理是一門實驗學(xué)科，高中物理教學(xué)中實驗的教學(xué)是非常關(guān)鍵的。針對高中物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀，以及物理高考的發(fā)展趨勢和素質(zhì)教育的要求，我結(jié)合自身教學(xué)實踐，談?wù)剬Ω咧形锢韺嶒灲虒W(xué)的認(rèn)識。

一、高中物理實驗教學(xué)的重要性

第一，高中的絕大部分物理規(guī)律都是實驗規(guī)律，它們都是在觀察和實驗的基礎(chǔ)上，通過分析和歸納得出的。實驗教學(xué)的效果直接影響學(xué)生對物理規(guī)律的理解和應(yīng)用。第二，從考點上看，11年江蘇高考考試說明來看，考點110個，其中實驗考點10個。必考實驗7個，都是二級要求。所以實驗教學(xué)無論從內(nèi)容上看，還是從難度上看，都占了相當(dāng)大的比例。第三，從高考試卷上看，實驗歷來都是單獨一項來考，分?jǐn)?shù)大約20分左右，占到了總分的六分之一。綜上所述，實驗教學(xué)在高中物理教學(xué)是非常重要的。

二、高中物理實驗的教學(xué)的現(xiàn)狀

實驗教學(xué)在高中物理教學(xué)是非常重要的，但是現(xiàn)在的情況是怎么樣的呢？一方面教師在實驗教學(xué)上過分強調(diào)實驗的格式化、有序化，實驗結(jié)果的唯一化（過分認(rèn)可實驗結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果）。要求學(xué)生是“照方抓藥”“按圖索驥”被動地做實驗。學(xué)生在學(xué)習(xí)實驗時，只是把大量的時間和精力放在實驗?zāi)康摹⒃怼⒉襟E、注意事項、數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容上，一遍遍重復(fù)，死記硬背。學(xué)生的實驗思維、實驗方法、探索精神得不到預(yù)期培養(yǎng)，從而思維顯得單一狹窄，對實際問題的解決缺乏靈活性和獨創(chuàng)性。另一方面，自從09江蘇高考以后在實驗中明確增加了要求，提出學(xué)生能在實驗中，發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，對解決問題的方式和問題的答案提出假設(shè)；能制訂解決方案，對實驗結(jié)果進行預(yù)測；能運用已學(xué)過的物理理論、實驗方法和實驗儀器去解決問題，包括簡單的設(shè)計性實驗要求。這使得考試考查能力和教學(xué)中只注重知識的矛盾在物理實驗教學(xué)中顯得日益突出，所以實驗教學(xué)方法一定要改善。

三、高中物理實驗的種類和教學(xué)方法

不同的物理實驗有著不同的特點，在教學(xué)中應(yīng)加以區(qū)別。為了實驗教學(xué)更有目的，我把高中物理實驗大體分為三類。

一是探究性實驗，所謂探究性實驗，就是根據(jù)物理規(guī)律的特點，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，自行設(shè)計實驗，分析實驗現(xiàn)象和結(jié)論，總結(jié)物理規(guī)律。因此，教師在教學(xué)中不但要使學(xué)生將總結(jié)的規(guī)律理解和掌握，還要對實驗的設(shè)計方法加以重點研究，尤其是實驗的原理和數(shù)據(jù)的分析尤其重要。對于實驗的原理多問幾個為什么，對于實驗的數(shù)據(jù)多問幾個如果怎么樣。例如江蘇高考考點12——探究加速度與物理質(zhì)量和物理受力的實驗就是一個典型的探究性實驗。教師在教學(xué)中對實驗原理要多問幾個為什么。例如，為什么要平衡摩擦力？在什么時候平衡摩擦？整個實驗平衡幾次摩擦？為什么在探究加速度和物體的質(zhì)量時，要做出加速度和質(zhì)量的倒數(shù)函數(shù)圖像？等等。而對于實驗數(shù)據(jù)的分析，要多假設(shè)幾種情況，例如如果圖線不是正比例函數(shù)的情況，如果不用打點計時器的情況計算物體的加速度（可利用從靜止開始的勻加速直線運動，加速度與位移成正比的規(guī)律）實驗該怎樣處理，等等。這樣的題目很多：例如09年江蘇高考的11題的第三問就考查了圖線不過原點的情況，而09年無錫一檢就考查了不用打點計時器的情況怎樣設(shè)計實驗。通過開展探究性實驗，學(xué)生不僅對物理規(guī)律記得牢，而且能充分調(diào)動學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)習(xí)興趣。

因此在教學(xué)條件允許下，教師應(yīng)大量采用探究性實驗，還原物理研究的真實方法和步驟。

二是驗證性實驗，所謂驗證性實驗，就是證明物理規(guī)律的實驗。在驗證性實驗教學(xué)時，教師應(yīng)該給出物理規(guī)律，提出問題，讓學(xué)生自己動手完成實驗，處理實驗數(shù)據(jù)，分析實驗現(xiàn)象，驗證物理規(guī)律，從而使學(xué)生進一步理解和掌握物理規(guī)律。所以這類實驗教學(xué)的目的是讓學(xué)生理解和掌握物理規(guī)律，因此在教學(xué)中就應(yīng)該在物理規(guī)律理解和應(yīng)用上下工夫。例如江蘇高考考點17——驗證機械能守恒定律就是一個驗證性實驗。課本上采用的是落體法驗證機械能守恒的實驗，但這個實驗的教學(xué)重點應(yīng)該是學(xué)生對機械能守恒定律理解和應(yīng)用，教師在教學(xué)中應(yīng)該加深學(xué)生對這個定律的理解和應(yīng)用，所以要從課本出發(fā)，但不能局限與課本，而只講落體法。教學(xué)設(shè)計時應(yīng)該圍繞機械能守恒定律這一中心展開教學(xué)，多設(shè)計幾種機械能守恒時的物理情景來驗證機械能守恒。例如利用光電門來驗證，利用平拋來驗證，等等。例如08年江蘇高考的11題就是考查了利用物體沿光滑曲面下滑這個物理情景來驗證機械能守恒的案例。驗證性實驗的最大特點就是學(xué)生容易上手，因為學(xué)生在實驗之前已經(jīng)知道了物理規(guī)律，有的放矢，學(xué)生學(xué)習(xí)比較主動，同時加深對物理規(guī)律的理解，建議教師在分析物理規(guī)律時，多設(shè)計一些驗證性實驗。

三是應(yīng)用性實驗，所謂應(yīng)用性實驗，就是學(xué)生使用各種實驗儀器，在教師的指導(dǎo)下，采集數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，得出實驗結(jié)論。所以這類實驗要求學(xué)生學(xué)會使用各種實驗數(shù)據(jù)。因此在教學(xué)中要求教師強調(diào)實驗儀器的使用問題。例如實驗儀器的使用規(guī)范、工作原理、注意事項，以及誤差分析，等等。例如江蘇高考考點43——描繪小燈泡的伏安特性曲線就是一個應(yīng)用性實驗。這個實驗要求學(xué)生在正確使用電流表、電壓表和滑動變阻器的基礎(chǔ)上，測量小電珠的電壓值和對應(yīng)的電流值，從而分析數(shù)據(jù)，得出小電珠的伏安特性曲線。教師在教學(xué)中必須強調(diào)滑動變阻器的接法和電流表電壓表的配合使用問題，在滑動變阻器的接法中應(yīng)強調(diào)限流還是分壓，以及不同接法對滑動變阻器的要求，等等，而電流表電壓表的使用問題應(yīng)該強調(diào)是采用電流表外接還是內(nèi)接，誤差怎樣分析，等等。例如09年江蘇高考的10題的第二問就考查了滑動變阻器的兩種接法的不同之處。應(yīng)用性實驗的好處在于，物理實驗儀器的使用和分析，很具體而且很有規(guī)律性，對于學(xué)生來說很容易掌握。學(xué)生在學(xué)習(xí)時普遍感覺比較容易。

當(dāng)然，實驗的分類也不是必然的，探究性實驗在給出物理規(guī)律時就變成驗證性實驗。驗證性實驗也可以探究物理規(guī)律或物理規(guī)律的一部分。而無論是探究性實驗還是驗證性實驗在實驗操作時都要用到實驗儀器，所以它們也可以是應(yīng)用性實驗。這需要教師在教學(xué)和復(fù)習(xí)時靈活應(yīng)用。