新課改下高中物理實驗有效教學初探

摘要：隨著課程改革的發展，高考對物理實驗的重視程度越來越高，如何提高物理實驗教學的有效性日益成為人們關注的話題之一。對此，本文主要通過新課程標準對高中物理實驗教學的要求、當前高中物理實驗教學當中存在的問題、新形勢下高中物理實驗教學的對策三個方面來加以討論。

關鍵詞：新課改；高中物理；實驗；有效教學

中圖分類號：G633.7

實驗是物理學的基礎，是物理從定性走向定量的重要途徑。隨著課程改革的發展，高考對物理實驗的重視程度越來越高，其中通過對實驗儀器和實驗方法進行生組以完成新的實驗的設計已經成為高考的重點之一。在此，筆者就以新課程標準的要求為切入點，對如何提高高中物理實驗教學的有效性來做以探討。

一、新課程標準對高中物理實驗教學的要求

在高中物理新課程標準當中，對于物理實驗給予了準確的定位。新課程標準中提到，實驗是實施物理課程改革的重要環節，高中物理教學應該注重學生實驗能力和探究能力的培養與訓練，我們應該通過物理實驗教學使學生掌握基本的操作技能，體會實驗在物理學的發展和人類科學進步當中所起的重要作用。從新課程標準來看，我們當前的物理教學改革最大的特點就是要改變以書本（教材）為主、以實驗為輔的教學方式，將實驗作為貫穿教學始終的必要教學內容，可以說實驗在物理教學中的地位得到了空前的提升要。因此，搞好物理教學改革，說到底就是重視實驗，不斷地根據教學來改進實驗，使實驗發揮其就有的教學效益。

二、當前高中物理實驗教學當中存在的問題

從當前的高中物理實驗教學現狀來看，需要我們進一步研究與思考的問題主要表現為以下幾個方面：

1.現有實驗條件難以適應學生的需求

限于資金水平，當前高中物理實驗室的儀器精確度普遍偏低，實驗誤差較大，就在一定程度上就造成了不少高中物理實驗的重復性，影響到學生深入地理解物理規律，學生對實驗完成設計、鉆研、探究和創新的深度和廣度都形成了局限。

2.傳統實驗數據的記錄和觀察手段難以全面真實地反映物理實驗過程

物理實驗常常伴隨著人眼難以觀察到的細微過程發生，因此有時候需要借助顯微鏡來輔助實驗。但是即便是如此，對于細微過程當中某個瞬間的捕捉（如捕捉做布朗運動的微粒的瞬間位置）仍然是物理實驗的難點，以可視化的形勢來展示這一瞬間過程更是難點。因此傳統物理實驗當中依靠人眼觀察、手工記錄的數據獲得方式是一個急需解決的問題。

3.傳統演示實驗效果不理想

實踐證明，傳統的課堂演示實驗存在諸多問題，并不能達到我們預期的目的。如我們在通過氣墊導軌來驗證牛頓第二定律時，由于涉及到的儀器和步驟較多，數據處理又過于復雜，為了使學生能理解實驗的原理、儀器的使用方法和數據處理方法，我們總是不耐其煩地重復講解和實驗，于是人為地造成了教學時間的浪費，往往很難在規定的教學時間內完成教學任務。再加上班級容量較大，后排的學生對實驗現象觀察較為困難，還有些學生可能會對實驗的科學性產生懷疑，從而對牛頓第二定律產生模糊地認識，給以后的學習留下隱患。

4.理想實驗難以定性不便于學生的理解和掌握

理想實驗是物理學中的重要思想和方法，也是高中物理實驗教學中的難點問題，特別是在牛頓第一定律的教學中第一次引入這種思想和方法時學生理解起來更是困難重重。但是，對于牛頓第一定律，我們又不可能通過特別具體的實驗現象和精確的實驗數據來提示定律的物理本質，單純的定性實驗又難以全面地體現物理思想和物理方法。

5.傳統演示實驗限制了師生之間信息的傳遞

受學校實驗條件和教師自身的業務水平所限，在傳統的演示實驗中，信息更多地是由教師傳遞給學生，形式過于單一，傳遞方式較多地依賴于教師的講解，信息傳遞速度較慢。再加上部分實驗本身的可見度和可信度就不高，因此限制了課堂教學中師生之間信息的雙向交流與互動。

三、新形勢下高中物理實驗教學的對策

1.改造物理實驗的操作方法，更好地展現實驗過程

一是取材于生活常見材料，倡導低成本物理小實驗的開發與設計。這些由學生常見材料開發出來的小實驗出人意料，不但能幫我們說清問題，還便于學生在課后重復地操作和研究。如在研究影響物體下落快慢的因素時，我們可以利用硬幣、石塊、紙片等物品來做隨堂實驗，以提高學生的學習興趣。

二是將部分演示實驗改造成學生探究性實驗。特別是不便于學生清晰地觀察到實驗現象的演示實驗，我們更應該讓學生自己去對實驗操作，對實驗原理、實驗方法加以親身體會，對實驗現象進行分析和討論，這樣不僅有利于激發學生的學習興趣，更有利于學生深刻理解和體會所學的知識和方法。

三是利用數字化手段對實驗過程進行虛擬和演示。在物理實驗中，不乏一些過程較短、變化較快（或較慢），學生難以觀察清楚而又不可能自主地進行探究的實驗，如牛頓管實驗就是其中之一。這些實驗如果我們一味地在課堂上進行演示和講解，學生無法直觀地加以判斷，可信度大打折扣。此時，我們不妨利用軟件對實驗過程進行虛擬或者用錄像機進行全方位地記錄，然后根據課堂需要進行慢放或暫停處理。

2.改進數據處理方法，更好地體現物理量之間的關系

在高中物理實驗當中，對于數據處理的方法有多種，如平均值法、列表法、逐差法等。在完成實驗之后，如果讓學生自己根據需要設計數據記錄表格或者自己選用數據處理方法，則不僅有利于學生動手能力的提高，更能讓學生清楚地認識到不同物理量之間的關系。

從原理和器材兩方面加以分析，以減小實驗誤差

物理實驗總是不可避免地要產生誤差，其中偶然誤差通過多次測量取平均值來減少，不用過多地加以討論，需要我們加以研究的是系統誤差。想要減小系統誤差，我們應該從實驗和原理和器材兩方面來加以分析。具體來說，就是要從實驗原理作為入口，對實驗進行定量或定性地分析與討論；然后再對實驗器材的結構與性能、實驗的控制條件、數據處理方法等進行剖析，以尋找更好的、誤差更小的實驗方法。

通過以上的研究與分析之后，我們不難發現，當前的高中物理實驗教學困難仍在，需要我們根據教學實際需要，不斷地開展有針對性地研究與分析，以進一步提高其有效性。

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