新课程理论下如何搞好高中物理实验

张志宇

1 前言

物理实验的教学对学生形成物理概念,建立物理定律,培养观察能力、动手能力和提高科学素养有着重要的、不可替代的作用。新课程的实施,带来新的理念、新的要求。

2 调整物理实验学习方式,适应课程改革的新要求

物理实验教学中,学习方式应该多样化。单一、被动的实验会使学生感到枯燥、乏味,必须增强实验的趣味性、问题性、探索性和应用性。要让学生成为实验学习的主人,教师成为学生实验的组织者和合作者,而不是权威的讲授者和单一示范者,要关注学生亲身感悟与体验。

2.1 自主活动式通过学生自觉地参与实验活动,确定实验目标,制定实验方案,选择实验方法,监控实验过程,评价实验结果,从而完成实验任务。如“落体运动加速度的研究”实验,学生可2人一组,运用频闪照相研究钢球下落的加速度。学生必须完成的任务:方案设计;装置调试;标尺制作;实地拍摄;照片分析;实验报告。教师提供的帮助:方案设计提示;频闪技术指导;参与讨论,提供器材,进行质疑,点拨思维。

2.2 实验设计方式实验设计是高中物理实验学习能力的较高要求,是对学生操作技能和思维品质的综合检测,是有效的实验学习方式之一。其特点是情景新、方法活,具有开放性,要求学生对实验的原理有透彻的理解,对实验器材有所取舍和组合,能根据设计的要求和条件进行分析和判断,制定实验的方案,通过实验全过程和具体步骤的实施,得出有关的结论并做出必要的说明。如研究单摆及其规律之后,提出如何测重力加速度的课题,要求学生自行设计测定重力加速度的方案。学生可根据学过的物理场景,如运动学中的自由落体、竖直上抛,动力学中的超重、失重现象,斜面上的匀变速运动等确立实验方案,并走进实验室,通过实验活动去体验真实,检验设计方案的合理性,分析测量结果的可靠性,而不是仅仅停留在理论的假设上。

2.3 课题作业式适当布置类似于课题研究的“课题作业”,让学生经历一个收集信息、处理信息和得出结论的过程,在过程中学习一些探索的方法,对改善学生学习方式具有重要作用。如选用传感器制作控制电路;用变阻器设计几种不同的控制电路,并说明其原理及特点等。

建议教师在教学过程中创设不同的学习环境,留有充足的时间,让学生主动设计实验方案,独立完成实验,通过体验和感悟,掌握方法,提升能力,提高素养。

3 改变物理实验教学方式,适应课程改革的新要求

高中物理实验教学是培养学生基本的实验方法、实验技能的过程,也是学生物理思维的训练和形成创新实践能力的过程。教师应精心设计实验教学方式,以用于不同的实验活动,满足学生的不同需求,达成各种实验探究的教学目标,使物理实验更适合学生的学习,促使学生积极地参与和体验。教学方式主要有以下几点。

3.1 “实验—训练”方式“实验—训练”教学方式,用于培养和训练学生的实验技能和实验方法。实验中应让学生明白实验“做什么”和“怎样做”,强调学生的参与、体验和理解。同时,学生的实验操作过程应合理、规范、协调,教师的示范点拨,要精到、简明、娴熟。高中物理实验,几乎所有项目都有技能训练的要求。比如,基本测量仪器的使用,实验误差和数据处理,多用表测量电压、电流和电阻,练习使用示波器,以及DIS实验室的运用。要通过认真学看说明书,严格的实验训练,有效的模仿,达到能够根据实验目的,正确地选择和使用物理测量工具、物理实验装置,合理地安排实验步骤,规范、熟练地组装和调试设备,积极地完成实验操作和实验任务,并能初步学会排除实验故障,初步学会分析实验误差及其产生原因,写出完整的实验报告。

3.2 “实验一归纳”方式流程:明确实验的目的——实验设计——获取处理信息——分析归纳——发现规律。其方式往往用于学生物理概念的形成阶段。教师应创设情景,让学生在实验中学会像科学家那样思维,自己构想实验方法,控制实验条件,排除干扰因素,在实验中测量数据,获取信息,交流信息,处理信息,在信息中寻找和发现规律。

3.3 “实验—探究”方式流程:提出问题——猜想假设——实验设计——设计方案——搜集证据——分析检验——交流评估——实验结果。用于学生学习和探索物理规律。教师要尽可能为学生提供参与“完整的科学探究过程”的机会,让学生根据已有的背景知识和可靠的物理事实,通过推理和想象来提出问题,并形成假设或提出某种猜测,然后设计实验探究方案,选择仪器、设备、工具来搜集证据,并通过分析数据来验证假设或修正假设,最后形成实验探究结果。实践表明,学生在实验探究中将会得到极大的满足。

3.4 “实验—应用”方式流程:提出问题——制定计划——实施方案——解释说明。用于学生物理概念、规律的复习和应用,并不局限于实验室。现实生活中的许多实际问题,学生很有兴趣,但已超越物理学科学习的具体情境。设想以实际的问题为载体,以学生的实验探究为特征,引导学生把已经掌握的知识、技能迁移到现实生活中,解决真实的问题,发展学生的实践能力和应用能力。

(作者单位:河北省玉田县第二中学)