新課程理念下物理實驗探索及改進的思考

徐明臣

改進初中物理實驗，可以增強學生的學科知識，是促進教學的一種手段.啟發性強、可操作性強，促進教學效果，收到事半功倍的效果.新課標提出：在義務教育階段，物理課程不僅應該注重科學知識的傳授和技能的訓練，注重將物理科學的新成就及其對人類文明的影響等納入課程，而且還應重視對學生終身學習愿望、科學探究能力、創新意識以及科學精神的培養.因此，物理課程的構建應注重學生經歷從自然到物理、從生活到物理的認識過程，經歷基本的科學探究實踐.在《標準》中，科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式之一.將科學探究列入內容標準，旨在將學習重心從過分強調知識的傳承和積累向知識的探究過程轉化，從學生被動接受知識向主動獲取知識轉化，從而培養學生的科學探究能力、實事求是的科學態度和敢于創新的探索精神.經歷基本的科學探究過程，具有創新意識，能獨立思考，勇于有根據地懷疑，養成尊重事實、形成科學態度和科學精神;學生在科學探究活動中，經歷與科學工作者進行科學探究時的相似過程，學習物理知識與技能，體驗科學探究的樂趣，學習科學家的科學探究方法，領悟科學的思想和精神.

通過探究實驗不僅向學生傳授理論知識，而且能在實驗中發展學生的智能，啟發思維，促進教和學的統一.學生在實踐過程中逐漸學會收集、處理和運用信息，合作交流選擇方案，自己動手制作和操作實驗器材，分析歸納得出正確結論，使理論和實踐有機地結合起來.通過這樣的訓練，為學生的實踐能力、創新精神和可持續發展打下了良好的基礎，也為學生的后續學習、以及將來面對社會的生存能力打下了良好的基礎.

本文以探討氣泡的速度為例，研究新課程理念下物理實驗的探索與改進.

1與學生共同測氣泡的速度研究實驗

選擇的研究對象分別是水、酒精、洗滌靈、大豆油.

器材：鐵架臺、長玻璃管（1 m）、注射器、細橡膠管、三角板、燒杯、秒表（智能手機）剪刀、壁紙刀、小漏斗等.

實驗1測氣泡在水中的速度（不成功數據）

研究對象：水.

研究方法：相同路程比時間.

測量工具：刻度尺，秒表（手機），木制三角板.

玻璃管內徑5 mm，氣泡直徑：>5 mm，但大小未測，與水平夾角90°，5 cm記錄一次時間.

實驗2測氣泡在洗滌靈水中的速度（不成功數據）

研究對象：洗滌靈水.

研究方法：相同路程比時間.

測量工具：刻度尺，秒表（手機），木制三角板.

玻璃管內徑5 mm，氣泡直徑：5 mm，與水平夾角90°，10 cm記錄一次時間.

實驗3測氣泡在洗滌靈中的速度（接近成功數據）

研究對象：洗滌靈水.

研究方法：相同路程比時間.

測量工具：刻度尺，秒表（手機），木制三角板.

玻璃管內徑5 mm，氣泡直徑：3 mm，與水平夾角45°，10 cm記錄一次時間.

實驗4測氣泡在酒精中的速度（接近成功數據）

研究對象：酒精.

研究方法：相同路程比時間.

測量工具：刻度尺，秒表（手機），木制三角板.

玻璃管內徑5 mm，氣泡直徑：4 mm，與水平夾角30°，10 cm記錄一次時間.

實驗5測氣泡在豆油中的速度（不太成功數據）

研究對象：豆油.

研究方法：相同路程比時間.

測量工具：刻度尺，秒表（手機），木制三角板.

玻璃管內徑5 mm，氣泡直徑：4 mm，與水平夾角90°，10 cm記錄一次時間.

2注意事項

（1）改進水或其他液體注入玻璃管中的方法：直接注入氣泡太多，可改用連通器，最后用注射器控制氣泡的大小.

（2）本次實驗采用相同時間比路程好還是相同路程比時間好：兩種方法都可選擇.

（3）本次實驗采用盡量小于玻璃管內徑大小的氣泡.

3測氣泡的速度出現的問題

不太成功分析及改進：（1）延長記錄時間或路程減小誤差，主要針對人的反映時間問題;（2）氣泡大小問題：減小氣泡的直徑即用小一些的氣泡（小于玻璃管的內徑）;（3）玻璃管的傾斜角度問題;嘗試用與水平桌面成90°、30°、45°、60°角分別與實驗形成對比.

4實驗結論

（1）在玻璃管與水平面成30°、45°、60°、90°角情況下，玻璃管與水平面成45°情況下用時最短，玻璃管與水平面成90°情況用時最長.

（2）在相同條件下氣泡在洗滌靈水中用時最短，在豆油中的用時最長.

（3）本次實驗采用小氣泡更接近勻速直線運動.

5測氣泡速度實驗改進的思考

通過氣泡實驗可以更有效地讓學生體驗科學發展和知識形成的思想和方法.《新的課程標準》總體要求，就是要確立在學習中以“學生為主體”的地位，關注學生已有經驗、興趣愛好和特長.實現集知識與技能、過程與方法、情感態度價值觀為一體的教學目標.通過實驗教學可以促進學生對物理概念和規律的理解，而探究性實驗教學是在教師的指導下，由學生通過主動探索、主動思考、親身體驗而獲得結論的一種教學方式.這種教學方式實質上是將科學領域的探究引入課堂，使學生通過類似科學家的探究過程來理解科學概念和規律.通過聯系實際問題，培養學生的實踐能力、創新精神、可持續發展和適應將來社會的生存能力.

氣泡實驗教學是讓學生親自經歷科學探究的過程，讓學生參與解決問題、參與決策、參與小組討論、參與評價過程，將從課堂學到的知識與從其他渠道獲得的知識聯系起來，并將所學的知識應用到新的問題中去.在已有的基礎上有效地激勵學生的個性和已有經驗得到充分的發揮，給學生以更多的思考、探索、實踐的時間和空間，訓練學生學會獨立和合作探究的能力.

通過探究性實驗的學習和研究，鼓勵學生的獨立意識和創新精神，培養學生嚴格的科學思想和研究方法，提高學生的情感、態度和價值觀，展示學生的研究思路和才能.使學生的動手實踐能力得到提升.

5.1氣泡實驗教學激發了學生學習物理的興趣

學生對物理學發生了興趣，就會積極主動地學習，使教學能達到事半功倍的效果.動手操作簡單的儀器，就會在學生面前展示一個嶄新的世界.使學生一時的好奇心逐漸轉化為探求科學知識的持久興趣和飽滿熱情，即由直接興趣發展到間接興趣.

5.2氣泡實驗教學加深了學生對物理概念和物理規律的理解

通過觀察、測量獲取基本的感性認識，通過簡捷的思維活動建立概念，總結規律，做到對基本知識比較深入的、牢固的掌握和初步的運用.學生處于主體地位，培養探究性實驗能力，為今后的學習打下必要的基礎.

5.3氣泡實驗教學培養了學生的科學態度和研究問題的探究能力，動手操作的實踐能力

通過問題的提出、方案的選擇、設計，儀器設備的選擇操作，實驗數據的收集處理、歸納推理等系列訓練，使學生的個性、興趣愛好和已有經驗得到充分的發揮，觀察能力、實踐操作能力得到提高.使學生能對不同設計方案進行可行性評估，舍去實踐操作上不可行或不精確的方案，這種靈活的思維方式，為學生的后續學習、創新精神、實踐能力和可持續發展打下了良好的基礎.

5.4氣泡實驗教學有助于培養學生掌握科學探究方法

探究性實驗教學可以在一定程度上是模仿科學研究過程的縮影.讓學生主動地探求物理規律，學習物理知識.在中學物理教學中也需要借助這種研究方法，幫助學生建立概念和認識規律.探索性實驗與驗證性實驗是兩種不同類型的研究實驗，教學中運用得當，都具有啟迪思維、探索真理的作用;可以發展學生的想象能力和邏輯推理能力.

每一次實驗的改進都是一次有益的嘗試，無論多成功都有很大的誤差，因為我們的實驗條件有限，讓我們的學生充分地認識了這一點這也是成功的.