?陳茂龍
實驗在高中物理教學中的地位
?陳茂龍
物理學科是以實驗為基礎的學科,物理實驗具有形象性和直觀性,在物理概念和物理規律的形成過程中,能夠提供感性材料,有助于學生理解物理知識。因此物理實驗教學在高中物理教學中具有舉足輕重的地位。
實驗、物理教學;高中物理
高中物理實驗能夠激發學生學習物理的興趣,提高學科素養;培養學生動手習慣、觀察能力、分析能力;培養學生的創新精神。本人認為,實驗在高中物理教學的作用有以下幾個方面。
每年高一年級都會出現一些學生物理成績較初中有較大下降,不能適應高中物理教學。很多學生反應高中物理理論性強、抽象難懂,原因何在?初中物理與日常生活緊密相關,比較形象生動。而高中物理知識都是對一些現象的抽象,然后模型化。針對這種現象,在課堂教學中,應該多舉實例,利用身邊的材料,自制實驗器材,多做演示實驗,為學生提供感性材料,便于學生理解。比如,在《力的合成》的新課教學中,在講解合力與兩個分力之間夾角的關系時,我利用紙板制作成力的合成與分解器,向學生展示合力與兩個分力夾角的關系,取得很好的教學效果。因此,教師能否信手拈來,就地取材,隨手實驗,就顯得尤為重要了。
興趣是學習任何一門學科的最好老師,是學習的原動力。每個人天生對新事物都有好奇心,高一新生對物理也同樣具有好奇心,怎樣讓高一學生讓好奇心轉化為學習高中物理的動力。在筆者看來,實驗就是打開學生通向物理科學殿堂大門的一把金鑰匙。不管是教師課堂上的演示實驗,還是學生自主合作的探究實驗,一旦學生的興趣被調動起來,他們就會深深地愛上實驗,愛上物理,也就能夠使學生輕松地學習物理,解決物理難學的困窘局面。
高中物理知識往往是生活中的現象進行抽象,甚至在日常生活中沒有原型。比如學習加速度時,加速度是非常難以理解的的物理概念之一,很多學生在學習本節內容是,對加速度的概念理解不到位。在課堂教學中,播放2004年劉翔在雅典奧運會奪冠視頻。分析幾位運動運的運動情況知,他們的運動位移相同,但是劉翔到達終點時所需時間最短,速度最大。在整個過程中,劉翔的速度增加最快,于是引入了加速度的概念。這樣,把加速度的概念形象化,更有利于學生的理解。再如,在驗證向心力表達式 時,用向心力演示儀,將向心力的大小與質量 、軌道半徑 、角速度 的關系用直觀的格數比較出來,讓學生記憶深刻。
雖然理論知識的講解能提高學生的理解能力,但純粹的講解,傳統式的講授,會讓學生聽得很疲勞,不自覺地走神,開小差,導致學習效果差,學習效率不高。適當適時的課堂小實驗會讓學生更快地理解、掌握知識。比如在新課教學時,有時可以以演示實驗引入,設置懸念,讓學生帶著疑問和好奇心,在整節課保持飽滿的精神狀態。在“自由落體運動”的學習中,讓一位同學在講臺上配合,用一把刻度尺來測量該同學的反應時間。在學生看來,刻度尺是用來測量長度的,不可能來測量時間,這會激發學生的好奇心,學生帶著這樣的疑問,必然提高了聽課的注意力。再例如在學習光的衍射時,可以取兩支直的圓珠筆或是鉛筆順著電燈管的方向,能看到彩色的條紋,引發學生思考,使學生在好奇心理的驅使下進入聽課角色。
物理學科是一門精密的學科,在學習和應用物理的過程中,必須要有嚴謹的科學態度。物理實驗教學是培養科學態度的有效途徑。科學態度就是求真的態度、實事求是的態度。物理實驗的探究過程如下:(1)提出問題;(2)猜想與假設;(3)制訂計劃與設計實驗;(4)進行實驗與搜集證據;(5)分析與論證;(6)評估;(7)交流與合作。這些環節,環環相扣,密不可分,只有嚴格遵守流程,具有求真務實的態度,才能得到正確的結果。比如在探究加速度與力和質量關系的實驗中,首先,讓學生猜想加速度可能與哪些因素有關,再采取控制變量法,驗證質量不變時,加速度與力的關系;力不變時,加速度與質量的關系。在實驗過程中,必須平衡摩擦力、保證小車的質量遠遠大于沙和沙桶的質量。在實驗過程中,步驟要正確,數據要真實,處理數據的方法得當,才能得到正確的結論。如果學生能獨立、認真完成實驗,會對提高物理學科素養有很大的好處。
在全國卷中,物理實驗部分15分,占總分的比重較大。《考試大綱》要求:能都獨立完成“考試內容與要求”中所列的實驗,能明確實驗目的,能理解實驗原理和方法,能控制實驗條件,會使用實驗儀器,會觀察,分析實驗現象,會處理實驗數據;能運用已學過的物理理論、實驗方法和實驗儀器處理問題 ,包括簡單的設計性實驗。從《考試大綱》要求來看,對高考的要求較高,必須掌握實驗的原理、相關實驗儀器的使用、分析數據得出結論,甚至要求會設計實驗。盡管全國統一考試一筆試的方式考察考生的實驗能力,但物理高考中的實驗試題非常注意盡可能區分哪些考生認真做過實驗,哪些學生沒有做過實驗。因此,必須讓學生親手做實驗,培養學生的動手和動腦能力,在實驗中遇到問題解決問題的能力,培養學生的創新精神。
高中物理具有一定抽象性和復雜性,由實驗入手,可以讓抽象的知識形象化,讓學生更好更快的掌握物理的基本概念和基本規律。所以加強實驗在高中物理教學中的應用至關重要。實驗教學能較好激發學生的學習興趣,促進學生自主探究,提高課堂效率。
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安徽省霍邱縣長集中學 237400)