高中物理实验教学的两点思考

徐小琴

(江苏省南通西藏民族中学 226001)

实验是高中物理教学的重中之重，实验方案的选择、数据的收集与加工是关系到实验教学效果的关键，随着技术的发展我们的实验教学也在发展，在实验的数据方面DIS实验的占比在不断地增加，为此我们不得不重视传统实验与DIS实验的有机融合，同时从高考的实际来看，数据处理又充分体现了学生处理信息的能力，为此笔者从这两个方面谈几点笔者的思考.

一、有机融合传统实验与DIS实验

一个简单的实验能够将某一复杂的物理理论诠释得直观而明了，可以说实验是物理学习中最让我着迷的部分.我们接触的实验可以分为两类：传统实验和DIS实验，下面就介绍一下我对这两类实验的学习感受.

虽然平常上课时，老师多以传统实验来引导我们进行探究，但是偶尔接触过几次DIS实验之后，我发现这种信息时代的产物和传统实验有着明显的差别.

1.设备特点

传统实验所采用的设备大多数是将十八、十九世纪的物理知识作为理论基础的，现在实验室里的很多传统仪器是用了十几年的老式装备.传统实验器材主要有：刻度尺、秒表、弹簧秤、打点计时器、各类电表等等.这些仪器的功能都比较单一，每做一项实验都需要采用多项仪器搭配使用，而且实验过程相当缓慢，还需要大量的人工测量和计算来完成数据分析和结论总结.

相比而言，DIS实验的技术含量就高出很多，它主要包括：各类传感器、数据采集器、计算机以及处理软件.这套设备的特点是集成性高、操作简便、精密度高，而且能够实现数字化显示，并能采用计算机进行智能化数据分析.

2.实验方法

传统实验往往形式上比较固定，即便老师安排我们围绕某一问题展开探究，借助有限的器材，我们也只能设计出统一化的实验方案，而且相关操作和处理也比较固定.比如探究小车速度随时间的变化规律，只要是用打点计时器来进行实验，那么这一个实验还需要哪些器材，该怎么操作等内容都已经限定住了，我们很少有自由发挥的空间.当然现在老师也鼓励我们自主探究、自由设计，我们在小组讨论时也经常设计一些个性化的实验.

DIS实验主要是在测量手段、数据处理等方面有着较为特殊的地方，其他内容都需要搭配着传统实验装置来进行，也正因为是相互搭配来进行实验，这在很大程度上让我们的设计思路更加开阔.

3.能力培养

传统实验侧重于培养我们认真、细致的观察能力，对我们正确选择并使用仪器的能力培养也有很大作用，当然其数据处理和分析的过程也是在训练我们的计算能力和作图能力.相比而言，DIS有利于培养我们采用信息技术研究物理问题、探索物理规律的能力，特别是在数据处理的过程中，还涉及到一些类似编程过程中的函数定义操作，这实际上也是一种数据分析能力的培养.

物理实验比较灵活，不同的实验可以用同样的实验器材，而同一个实验又可以用不用的实验器材，设计出不同的方案.在实验教学中，要让实验方案有变化，教师给学生变换一下器材并让学生尝试自主设计方案，在此过程中激发学生思考，促进学生对实验原理本质的理解，并在设计、完善方案时，师生交流过程中激起思维的火花.

二、利用图象法来处理实验数据

实验数据的处理是归纳出实验结论、总结规律的重要一环，相比于初中物理学习，高中物理实验更注重误差意识，数据处理的目的在于消除偶然误差，如何有效消除偶然误差呢？初中阶段往往联系到的是多次测量求平均值，而在高中阶段，在处理实验数据时经常用到图象法，通过图象我们统筹分析多组实验数据，在此基础上形成结论，这样的处理可以减小数据分析过程中的误差.

例题 某同学查找资料、搜集器材，自己制作了一个电池.为了测定这个电池的电动势和内阻，他从学校实验室借来了以下实验器材：最大电阻为9.999Ω的电阻箱(可当标准电阻使用)，量程为0.6A、内阻为0.1Ω的电流表，开关和导线若干.请你结合以下问题，帮助他一起完成相关操作：

(1)请设计电路来测定电源的电动势和内阻，画出你的电路图.

(2)接通开关后，逐渐调节电阻箱的电阻R，并记录与R对应的电流表示数I.处理数据时先将记录的电流表示数转化为其倒数(1/I)，再建立坐标系(横轴为1/I，纵轴为R)，并结合对应的R与1/I的取值在坐标系中描点，如图1所示.

(3)将图1中的坐标点连成图象.如图2所示.

(4)根据图象请分析该电池的电动势和内阻分别等于多少.

反思：通过图象来处理实验数据时，我们首先还是要密切联系与之对应的物理规律，结合方程来探索斜率、截距与所求物理量之间的关系，这样才能妥善地实现问题的解决.

[1]张小龙．物理教学中的学习风格探究[J]．物理教学探讨，2015(3)．

[2]丁州龙．生本教育背景下的高中物理教学策略微探[J]．中学物理，2015(7)．