新課程背景下的高中物理實驗開放性教學初探

謝進

（江蘇省石莊高級中學，江蘇 如皋 226531）

新課程背景下的高中物理實驗開放性教學初探

謝進

（江蘇省石莊高級中學，江蘇 如皋 226531）

本文結合近年來的物理試驗教學實踐，結合課改要求，注重學生在實驗中的探究和體驗過程，通過實驗操作提升學生的操作技能，培養學生對未知問題的探究能力和思考方式，這種新的教學方式取得了良好的效果。

試驗；創新；培養

物理是一門以實驗為基礎的自然科學，是實踐與理論相結合的學科，物理教學離不開實驗。隨著教學改革的不斷深化，現行高考不僅要求學生必須具備一定的實驗基礎知識還要求具備實驗操作和創新能力，這就要求物理實驗教學，不能再拘泥于照本宣科的傳統模式，更何況通過物理實驗還能夠提高學生對物理的學習興趣和注意力，培養科學的思維方式。這也要求我們教者解放思想、拓寬思維。筆者在近三年的實驗教學實踐中大膽創新，并取得了良好效果，下面就從幾個方面談談本人的這些做法，以期拋磚引玉。

一、實驗設計遵循原則，而不拘泥于形式

以往的做法是：高考要考什么，教師就教什么，學生也就跟著學什么，高考儼然成為高中教學的指揮棒。但是物理新課程對中學物理實驗教學有了明確的定位，中學生做實驗的目的不純粹為了“鞏固物理概念和規律，練習實驗操作方法”，而是為了“經歷探究過程，體會科學方法，樹立實事求是價值觀”，同時也是為了使學生“更加熱愛科學，體驗科學工作的樂趣”。現行的高考模式已變得靈活多樣，因此這就要求我們教師在實驗教學時順應課改要求，注重實驗中的探究和體驗過程。如在人教版第一冊第四章第二節實驗：探究加速度與力和質量間關系中，教材本身也提供了兩種備選案例：一種用于定性分析，另一種用于定量研究。對于參考案例一，我們在實驗實際操作中發現效果并不理想，產生了較大的偏差，未能得到“理想中的比例關系”，經過同學們的一番討論分析，歸納出了其中的主要原因如下：①小車與木板表面有摩擦；②小車所拖線及滑輪有摩擦；③松開鐵夾時（代替原實驗中的按下黑板擦），兩小車并未能立即停下，而是逐漸減速直至停下。如何解決這些問題呢？同學們又是經過了一番激烈的討論，得出了相對一致的方案羅列如下：①參考案例采用平衡摩擦的方法解決小車與木板間的摩擦。②采用氣墊導軌和數字計時器。方法很好，但儀器為準備，而且時間有限，暫不采納。但提供了輔助器材——數碼相機（拿出來展示予以暗示）。果然有同學提出了新方案。③鐵夾按細線只是為了讓小車不掉出木板和碰撞定滑輪。而數據通過數碼相機的連拍功能取得，相當于頻閃照相。再在小車上按上指針，在指針經過位置固定上與木板平行的標尺，拍照時可連同標尺一并拍下。此方案一出同學們都覺得不錯，接下來就是付諸實施。安裝儀器，相機采用三腳架固定。相機連拍是每秒10張。當將“頻閃照片”在屏幕上放大讀數后，發現數據跟“理想”值十分貼近，這時教室里爆發出一陣歡呼，同學們一個個都充滿著成就感。

二、實驗操作注重體驗和操作技能的培養

新課程標準的理念是“從生活走向物理，從物理走向社會。”我們在以往的實驗教學中感觸頗深的是對于游標卡尺、螺旋測微器、多用點表的使用、讀數的問題，這些是同學們最頭疼的問題，特別是長度測量的讀數，模型拿到教室里展示、再采用視頻動畫模擬、課堂上也發給同學們每組一個自己讀數體會，可是還有不少學生感覺一頭霧水。通過對儀器的拆解消除了學生對這些儀器的神秘感，加深了對這些儀器原理的理解，還能從“把玩”的過程中發現不少課本上沒有的心得。如：①無法回零的游標卡尺、螺旋測微器可采取二次讀數求差的方法得到準確值。②20分度、50分度游標卡尺快速讀數的技巧。③多用電表使用舊電池對測電阻帶來的偏差情況。④多用電表使用和讀數的注意點，以及不當使用可能會帶來的影響。⑤多用電表電阻檔無法歸零的應對策略。通過將這些使用心得由每組小組長統計匯總交由課代表，然后由課代表將這些使用技巧心得歸類梳理成條目并張貼到教室公告欄，來供大家共享。

三、通過實驗培養對未知問題的探究能力

經過半個月的摸索，大部分學生對這三種儀器的使用已經相當的嫻熟。可是問題也隨之而來，借到班上的儀器損壞嚴重（主要是多用電表）。于是我們接下來利用班上動手能力較強的同學利用周末時間幫忙修復損壞的儀器。這之前我們也做足了準備工作，為他們準備好了可能會需要置換的整流二極管、凋零電阻、電容、表筆。在動手前先做了“崗前培訓”，將可能出現的故障進行了分類：一類是機械故障，如表針卡殼、表針彎曲、換擋開關接觸不良等；另一類是電路故障，如保險絲斷、整流二極管燒壞、保護電阻壞等，并針對每一種可能出現的故障檢測修復措施，這樣讓他們在動手時做到心中有數。經過學生的一陣忙碌，除個別多用電表因“疑難雜癥”難以修復外，其余的都又“煥然一新”了。

四、數據處理誤差分析，思路開闊方式多樣

實驗題在每年高考中總是得分率較低的試題，特別是實驗的誤差分析，這就要求我們在平時要將實驗原理講通、講透。如在測定電源電動勢和內電阻實驗中兩種測量誤差的分析可以從這樣幾方面考慮：本實驗的數據處理最常用的分析方法是圖像法，我們可在原U-I圖像上（如圖1），畫出測量的線與真實的圖線進行對比，通過圖像我們不難看出接a時，圖線關系如圖2所示，由圖可知：E測=E真，r測＞r真；開關接b時，圖線關系如圖3所示，由圖可知：E測＜E真，r測＜r真。

圖1

圖2

圖3

此外，我們還可從內外接法這個角度來考慮（這種電路教師在教學中稱為內外接的說法不一，筆者在此將電源視為待測電阻（要測內電阻）。則接a時電路為內接法，由于未考慮電流表的影響，實際測的是RA與內阻串聯總電阻。r測=r+RAφr，由此式可知r越大偏差越小；第二種電路（外接法如圖中接b）由于未考慮電壓表的影響實際測的是r與RV并聯，總電阻即由此式可知r越小偏差越小。這樣思考正好符合前面伏安法測電阻“內大大，外小小”的規律，既便于學生理解，又方便了學生記憶。

近年的高考越來越注重學生能力的考查，考試說明就提出了五種能力的考查，其中最后的一條就是有關實驗與探究能力的考查，其實這也是能力要求最高的考查。往往實驗題成為不少考生失分的重災區，這也源于在平時的教學中滲透不夠，城市的學生相對動手能力較弱，而農村硬件設施跟不上，動手機會又少。但是若我們能夠善于利用身邊的物品，巧妙構思，將生活實驗引入課堂，多實驗、常實驗，通過“開放性實驗”教學，使學生獲得了親自參與研究探索的體驗，培養了學生在學習過程中發現問題、提出問題、解決問題的能力，也有利于培養學生在學習前人經驗的同時，勇于突破和創新的意識和能力。

G632.0

A

1674-9324（2014）29-0253-02