淺議高中物理實驗教學

王磊

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）07-0061-01

物理是以實驗為基礎的學科，不論是將來從事科學研究，還是各級各類的考試，實驗都是其重要的組成部分。近年來物理學科高考中的實驗題不僅考查實驗原理、實驗操作中的步驟、實驗儀器的使用、數據處理等最基礎的實驗能力，而且還側重于考查學生對實驗原理的理解、實驗方法的靈活運用等更高層次的能力，教師在教學中如何提高學生的實驗能力，適應高考改革的形勢呢？根據教學實踐和研究，現提出一些在教學中的參考意見，供同仁們參考。

一、重視實驗教學的每一個環節

實驗的重要性不言而喻，很多規律、定理的建立都與實驗密不可分。所以，重視實驗，就是要從實驗教學開始。在實驗教學中，應從以下五個要素入手。

1.明確實驗目的和實驗原理。

為什么要重視一個實驗的目的和原理？首先得回答為什么要做實驗？首先實驗是我們日常生活、工作的一個重要組成部分，每時每刻都離不開它，所以我們得重視和尊重實驗;其次，真理來源于實踐（實驗），“實踐出真知”、“實踐是檢驗真理的唯一標準”等就是很好的例證，說明實驗是使我們從未知到已知、從愚昧到文明的必經之路;再者，在宇宙中有很多已經是我們知道的，那么它們之間有沒有聯系呢？以及還有更多的是我們還不知道的，有待去探索和研究……，這一切除了理論的推理以外，更重要的是依賴于實驗去驗證。明確實驗目的和實驗原理本質上就是要知道我們要做什么，怎么做？可是在實際教學中很多老師往往只注重應試，而忽略了它的重要性。一做實驗就急于按操作步驟完成實驗，得出預定中的結論，而不注重引導學生親自體驗實驗設計的探索過程，至使在考設計性、探究性的實驗時，大多數學生根本就不知道該怎么做。事實上由于在紛繁復雜的宇宙物質世界中，我們可以提出很多問題，但要提出有意義，以及能夠實施和解決的問題就很困難。而明確實驗目的和實驗原理就是引領學生提出和解決問題的一個重要環節。更重要的是如果學生一旦養成了這種習慣，他就失去了提出問題和解決問題的能力，只會一味地模仿別人，沒有創新，這對一個民族的教育是很可怕的。統觀中學教材中的實驗，實驗原理大多都是根據某一概念或規律來設計的，我想在教學中不妨可以根據生活中觀察到的一些現象或其它學科的相關知識的建構思想放到物理實驗中來，可能會得到意想不到的效果。

2.設計實驗裝置圖或電路（光路）圖。

實驗裝置或光電路圖的設計是成功地完成一個實驗的重要組成部分，設計的好壞不僅直接關系到成本的高低、操作的方便程度、實驗環境條件，而且會影響測量結果的精確程度甚至得到錯誤的結論。例如：在研究勻變速直線運動規律時，用打點計時器和用光電門計時器，以及在平板上還是在氣墊導軌上做，其儀器成本是不同的，而得到數據的準確程度也不同。在電路設計時，采用限流電路還是采用分壓電路也得根據實際測量的電學量來選擇。

3.明確實驗步驟及注意事項。

實驗步驟是完成實驗的具體過程，該過程的順序、規范和完成質量的好壞直接關系到測量結果的正誤，甚至是對儀器的損壞或者影響人身安全。所以在做實驗之前應重點強調。例如：在研究“平拋運動”的實驗中，應強調“裝置調水平”、“Y軸處于鉛垂”、“斜槽末端水平”、“小球從同一位置靜止釋放”;在“驗證機械能守恒定律”時，要求“先接通電源，再釋放紙帶且讓第一、二兩點間的距離接近2mm”等。

4.學會數據的采集、分析和處理。

做實驗之前務必要搞清楚要測量那些量？用什么儀器儀表去測？怎樣測？怎樣計數和記錄？怎樣分析和處理？當然還包括儀器儀表的選擇、計數、繪制數據表格、會選擇恰當的坐標系作圖。

例如：在“測定金屬絲的電阻率”時，根據電阻定律R= ?？籽■得？籽=■，其中R用伏安法測量，l用米尺測量，s不能直接測量，必須先測直徑，而測直徑得用螺旋測微器在不同位置不同方向測量，最終得？籽=■。在測定電源電動勢和內阻”時，首先，由于要用圖像法處理數據，所以采集的數據不能太少（教材要求12組數據）;其次，要注意該實驗獲得的U—I圖線和“測定小燈泡的伏安特性”曲線的差異;另外，由于獲得的數據在縱軸U上比較密集，所以在作圖時，U軸的始點不要從OV開始。

5.學會歸納實驗的結論和誤差分析。

以上四部完成以后，就是要對所研究的問題下一個結論，這個過程不僅讓學生弄清楚實驗結果與實驗原理中的理論公式是否相吻合，而且還可以培養學生的歸納總結能力。最后要對實驗結果進行誤差分析。如：在“驗證牛頓第二定律”的實驗中，得到a—F，a—1/m的函數圖像，就要讓學生歸納總結實驗結論及分析由于摩擦而產生的誤差;在“電阻的測量”實驗中，采用電流表內接和外接對測量值的影響。

二、重視滲透實驗的科學思想方法

在“長度的測量”時，介紹逐差測量的思想;在驗證“牛頓第二定律”時，滲透控制變量的思想;在“電阻的測量”的實驗中，如何測量大電阻（包括電壓表）、中等電阻、小電阻（包括電流表）的電阻？介紹內接法、外接法、替代法和惠斯通過電橋法;在“研究平拋運動”中，如何去發現“水平方向上是做勻速直線運動，豎直方向是做自由落體運動”呢？根據力和運動的關系介紹分解的思想。這些應該讓學生多去思考，親自做一做實驗并且去體會其中的內涵。

三、重視探究性實驗和創新性實驗

科學探究在激發學生學習的興趣，了解科學探究的基本過程、方法與藝術，拓展學生的想象力、知識視野、創新思維能力，增強科學協作精神和學術研討氣氛，有效培養學生的科學素養等方面有著不可替代的作用。因此，我們提倡在實驗中探究，更好地培養學生探索科學奧秘與方法和創新研究的能力。設計性實驗是由學生根據實驗目的自己進行設計和實驗。它能較好地調動學生的積極性，培養靈活運用知識和技能、進行創造性思維和實踐的能力。在近年的高考和競賽中，探究性實驗和創新性實驗不斷出現。如2005年江蘇卷第11題，就是從教材中的探究性實驗“探究彈簧彈力和伸長關系”演變而來;2006年全國理綜Ⅲ卷第22題“測定玻璃的折射率”就是教材中分組實驗的延伸和創新。所以教學中應給予高度的重視。

四、創造條件讓學生動手做實驗

無論是教材中的分組實驗，還是探究性實驗，創新設計實驗，都應該讓學生實際動手去做。這樣，符合中學生的認識特點和思維規律，學生不僅能體會到實驗的樂趣，喜歡做實驗;而且可以提高學生的實際動手能力;同時，還可以發現實驗設計、操作中的優點和不足，從而對實驗進行改正。俗話說：“細節決定成敗”、“過程決定結果”。在實驗教學過程中只要遵循實驗本身的特性和規律，學生的研究能力、實踐能力和應試能力都會有較大的提高。