浅谈对比性实验在高职物理教学中的应用

仇海鹰

摘要本文阐述了对比性试验的概念、特点和内容,并分析了对比性实验在物理教学中作用,以期为有关高职物理教师提供参考。

关键词高职 物理 对比性实验

中图分类号:G424文献标识码:A

物理学是一门以实验为基础的自然科学,回顾物理学产生和发展的过程,可以看出物理实验自始至终都占有极其重要的地位。无论是经典物理学的建立和发展,还是现代物理学的进展都与物理实验息息相关。可以预言,未来物理学的发展一定离不开物理实验。

1 对比性实验的概念

物理实验是研究与发展物理学的基本手段,它不仅是技术的操作过程,而且包含了丰富的认识论和方法论内容。搞好物理实验教学将有利于启发和培养学生的发散性思维和创造能力。对比性实验是以认识不同研究对象之间的共同性和差异性为基本思路的一种实验方法。它是通过对事物相同和相异的对照比较、发现和揭示事物的内在本质和规律,从而达到全面、深刻地认识事物的目的。

2 对比性实验的特点

(1)对比性实验直观、浅显易懂。例如,在讲授“晶体二极管”时,教师可演示两个对比性实验。实验之一是在音乐卡片电路中正向串联一只晶体二极管,接通电源后,便会奏出悦耳动听的音乐;实验之二是在实验一的基础上,将二极管反向串接到电路中,接通电源后,却无音乐声发出。这“一响一静”两个实验现象,直观清晰,必然会把学生的注意力迅速集中到课堂上来,激发起学生极大的好奇心和探究其原因的强烈欲望。

(2)对比性实验符合高职生的认知心理。观察力与思维活动密切联系,是一种感知与思维相结合的能力。随着抽象逻辑思维的发展,高职生观察力的目的性、计划性、组织性已达到了相当水平,观察范围比以前也有扩大。研究表明,在各种认知因素的发展中,感知力的发展最快,到17～18岁时,就已达到最高水平。但由于高职生在这一时期尚不完全具备其它的一些高级的心理品质,且缺乏一定的知识经验,因此还不能很好地对事物进行观察,分析观察时容易出现只重细节、忽略整体或只重整体、忽略细节的倾向。教学过程中实验对比法的运用,能培养学生分析观察和综合观察的能力,使高中生能全面、深入地观察事物。

3 对比性实验可对比性内容

经梳理,把书本上的实验分成三类对比性实验。即:(1)实验条件、环境或实验过程的对比性;(2)实验现象的对比性;(3)正误操作的对比性。下面就上述三个方面的实验对比教学作以阐述,以利今后物理教学质量的提高。

(1)实验条件、环境或操作过程的对比性。实验条件、环境或实验操作过程的改变有利于知识结论的得出,便于比较,更有利于掌握物理基础知识,应用物理知识解决实际问题的能力,它比单一的条件限制得出的结论更具有说服力。

(2)实验现象的对比性。物理实验教学一个关键的基础就是得出准确的现象问题,只有现象准确,结论方可正确,它是关系到我们学生在学习物理学科中是否得心应手的一个重要因素。如果在此基础上加以实验对比,通过现象的不同(在同一环境条件下)有利于形成准确的物理概念,巩固所学的物理知识点,搞清物质性质的实质,达到全面掌握和应用物理知识的能力。

(3)正误操作的对比性。在物理教学中,一般来讲,一个错误的操作导致得不出应得的结论,有时甚至得出一个完全错误的结论。所以教师通常要求学生尽量按照实验规定的要求正确操作,追求完美的实验效果。但是在实际教学实践中,学生往往会出现操作出错或失误,导致一个错误的实验结果产生。少量有意的或无意的错误操作会给物理基础知识的学习带来事半功倍的效果,就其真正原因分析,实际上是正反对照,是“吃一堑长一智”的经验所得。

4 对比性实验运用作用

(1)运用对比性实验帮助学生形成正确的物理概念。有些物理概念比较抽象学生难于理解,设计对比性实验,边引导边实验边分析,抽象出事物的本质特征,帮助学生形成概念,完成认识上的飞跃。

(2)用对比性实验纠正学生的错误概念。为了纠正学生在生活经验中形成的错误观念,建立正确概念,恰当地运用对比性实验也能收到较好的教学效果。

(3)运用对比性实验导出物理规律。对于学生易于形成片面认识的物理规律,设计针对性强的对比性实验,可以帮助学生完成认识上的飞跃。例如:探究决定电阻大小因素的实验。第一步,当温度、导体的材料和长度一定,改变导体的横截面积,观察:回路里的安培表示数发生变化,当横截面积越大,示数越大。第二步,当温度、导体的材料和横截面积一定,改变导体的长度,观察:回路里的安培表示数发生变化,当长度越长,示数越小。第三步,当温度、导体的横截面积和长度一定,改变导体的材料,观察:安培表示数随着材料的变化而变化。第四步,导体的材料、长度和横截面积一定,改变温度,观察:安培表的示数随着温度的改变而改变。通过对比性实验得到,影响电阻的大小的因素:温度、材料、长度、横截面积。同一金属材料,温度一定时,长度越长,横截面积越小,电阻越大。

(4)运用对比性实验理解物理现象本质。学会用心观察生活中的例子,对比前后的感受可以更好地理解其物理本质。