浅谈高中新课改下物理实验的改进

姜晓辉

物理是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学，是以实验为基础的自然科学，近几年的高考越来越重视对实验的考查。因此，加强实验教学是提高物理教学质量的重要环节。本文从对高中物理新课程标准中的实验要求分析入手，浅谈了新课程高中物理实验的改进。

高中物理实验标准明确提出高中物理课程总目标是：学习物理基础知识和技能，了解这些知识和技能在生活生产中的应用，关注科学技术的现状和发展趋势。要通过实验学习基本的操作技能，体会实验在高中物理中的地位以及实践在人类认识世界中的作用。例如，此次“神十升空”探索自然界的奥秘，王亚平作为中国航天员的杰出代表，在300多公里外的太空传递科学知识，并用各种太空实验向世人展示宇宙的魅力，极大地激发了无数学生对神秘太空的兴趣。

实验是物理课改的重要内容之一，注重学生的实验能力、科学研究能力的培养，改变过去以书本为主、实验为辅的教学方式，重视实验的改进，成为了对物理教学的基本要求。根据高中物理新课改的实验要求，做以下探讨。

一、开展多种形式的实验

物理实验教学的要素包含了以下几个方面：课堂教学、学生实验教学教具的制作、小发明和小创造、实验竞赛等。例如在课堂上提出问题，问题要求学生课后自行分组并通过从身边常见的材料中取材，用低成本的、随手可得的东西做物理小实验。这些出人意料的实验，不但能说明问题，也为学生下课后自己重复去做这些实验提供了可能性。比如在“研究影响物体下落快慢的因素”教学中，可利用纸、硬币来做随堂小实验，这样可以使学生产生实验兴趣，学到很多知识。物理知识在生活中有很多体现，哪些知识可以在生产生活中有运用，哪些东西可以进行改进，这些都需要学生自己去观察、动手。这样，可以做到课内外有机结合，从而到达培养学生利用物理实验解决实际问题的能力的目标。

二、实验数据处理和减小实验误差

对实验数据的分析、处理有许多方法，如算术平均值法、逐差法、列表法等。如果让学生自己设计表格，用图像法处理实验数据，既能提高学生的动手能力，又能体现物理量间的联系。有条件的学校可以通过计算机进行数据处理，这样就可以省去大量实践，也可以得到准确的图像，体现物理量间更准确的联系。

物理实验是以测量为基础的，而任何测量结果都不可能绝对准确，测量值跟被测物理量的真实值之间总会有差异，这种差异叫做误差。

实验中，误差分为偶然误差和系统误差。对偶然误差，主要是进行多次实验，求出平均值，用平均值来代替测量值就更接近真实值。对系统误差的分析：第一，从实验原理分析。系统误差产生的原因是多方面的，其中实验原理的不完善是产生系统误差的主要原因之一。分析这类系统误差应从实验原理入手，运用有关物理规律进行定性或定量剖析。 第二，从实验器材分析。由于实验器材本身也会使实验产生系统误差，如器材本身的精度（弹簧秤的最小刻度、游标卡尺的精度等）就是一个重要因素。在电学实验中，电表的内阻使测量结果产生的误差也属这种情况。分析这类系统误差应从实验器材的结构入手，运用有关物理规律进行定性或定量剖析。

三、把兴趣融入物理实验

在学生有足够兴趣的时候，学习物理知识才能获得更好的效果，所以想要获得良好的教学效果，就必须激发学生的兴趣。可以把一些演示实验变为学生探究性实验，通过实验使学生更好的掌握知识，激发学生学习的兴趣。再如在《太空第一课》，王亚平主要演示了五个实验，分别是质量测量、单摆运动、陀螺运动、水膜和水球等5个基础物理实验，主要是让我们了解在失重条件下，物体运动会有何特点，液体表面张力有什么作用，同时加深对质量、重量以及牛顿定律等基本物理概念的理解。这五个实验看起来简单，但其背后蕴藏的物理知识却是令人惊奇而深厚的。这种视频教学材料会极大地提高学生的积极性和好奇心，学生会好奇地问为什么失重的状态实验现象和地球上的实验结果会不一样。不断地提问，不断地追求真理，会更深刻地理解物理理论知识。我们也可以对演示实验视频进行放慢、暂停处理。如在“牛顿管实验”中，抽掉空气，羽毛、金属片是否一起下落，学生无法判断。我们可以利用录像机把实验过程拍下来，然后在课堂上进行放慢、暂停处理。

四、通过物理实验，学会举一反三

多种多样的物理实验对于培养学生的创造性和逻辑思维能力有十分重要的作用。通过这些物理小实验还可以让学生的思维变得更加开阔，将所学到的知识进行迁移。例如在讲到物体的重心时，教师可以拿一个白炽灯泡举高一米左右往水泥地板上释放，学生们非常惊奇地发现灯泡竟然没有碎。仔细观察后发现，由于重心的原因，是灯泡着地时是灯头先着地的缘故。可以考虑杂技演员表演顶盘子、走钢丝、演员转手绢等有关平衡表演，它们的重心在什么位置。可以联系实际生活中的平衡现象分析重心的情况。

总之，在物理实验教学中还将面临许多新问题，假如我们在教师培训、学生实验能力培养、实验资源共享方面作出更多的努力，我们的实验功能一定能得到进一步的发挥，学生的动手能力也能得到进一步的提升。所以还需要在今后的工作中进一步研究与探索，不断地改进，不断地总结经验，使物理实验的教学改革工作不断地深入完善。