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物理實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中占有非常重要的位置,它使學(xué)生懂得物理科學(xué)的內(nèi)涵,能訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力,加深對(duì)物理概念、規(guī)律的理解和掌握,能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)研究方法,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力.那么,如何加強(qiáng)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)呢?
一、轉(zhuǎn)變觀念
在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,以教師為中心的教育觀,把物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為教師傳授知識(shí)、學(xué)生鞏固和理解知識(shí)的輔助教學(xué)手段.于是,有的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)忽視實(shí)驗(yàn)教學(xué),或出現(xiàn)認(rèn)為可有可無(wú)的情況.以學(xué)生發(fā)展為中心的教學(xué)觀,則把物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為整個(gè)物理教學(xué)過(guò)程的一個(gè)重要環(huán)節(jié),啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)地獲取知識(shí),培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的能力.因此,改變傳統(tǒng)的教育觀,樹(shù)立新的教育觀念,實(shí)施素質(zhì)教育,就要不斷提高對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)地位的認(rèn)識(shí),從提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的能力出發(fā),認(rèn)真改進(jìn)、大力加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué),把實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正移到以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)上來(lái).
在研究性學(xué)習(xí)過(guò)程中,學(xué)生只有樹(shù)立課題意識(shí),才能充分發(fā)揮學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性,形成主動(dòng)探索知識(shí)的教學(xué)氛圍.利用研究性實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生課題意識(shí)的重要途徑.
例如,在講“電阻定律”時(shí),學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究歸納出:金屬材料的電阻率隨溫度增高而增大后,可引導(dǎo)學(xué)生反思“金屬材料的電阻率隨溫度降低而減小”這一變化趨勢(shì)最終會(huì)有哪些可能性?學(xué)生不難回答,有三種:一是溫度為零,電阻率不為零;二是溫度為零,電阻率同時(shí)為零;再有溫度不為零,而電阻率為零.然后,讓學(xué)生思考:這三種可能性中,哪一種能作為有價(jià)值的研究課題?并要求學(xué)生通過(guò)查閱有關(guān)資料了解這一課題.這樣,既培養(yǎng)了學(xué)生的課題意識(shí),又引入了“超導(dǎo)”這一有意義的研究性學(xué)習(xí)領(lǐng)域,將研究性教學(xué)延伸到課外,為學(xué)生創(chuàng)造之路點(diǎn)燃了火把,同時(shí)也留給了學(xué)生廣闊的思維空間.
二、開(kāi)放學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)
新理念要求打破以教師為中心的傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,即實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、儀器準(zhǔn)備、操作步驟、實(shí)驗(yàn)報(bào)告全部都由教師預(yù)先設(shè)計(jì)好,學(xué)生只進(jìn)行“按方抓藥” “依葫蘆畫(huà)瓢”的教學(xué)模式.探究式實(shí)驗(yàn)應(yīng)在確定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以后,讓學(xué)生經(jīng)歷設(shè)計(jì)方案,選擇儀器,制訂步驟,設(shè)計(jì)表格,收集信息,處理數(shù)據(jù),得出結(jié)論,并進(jìn)行評(píng)價(jià)分析等過(guò)程,使學(xué)生真正進(jìn)入科學(xué)學(xué)習(xí)的狀態(tài)和角色.對(duì)于學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),我們?cè)趲椭鷮W(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上,使學(xué)生明白科學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟和儀器的操作技巧,增設(shè)開(kāi)放型實(shí)驗(yàn),鼓勵(lì)學(xué)生用不同的器材、不同的實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn).在實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生需要對(duì)所給的材料和信息進(jìn)行合理取舍,對(duì)所得信息分析加工,整理歸納.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,師生互動(dòng),積極總結(jié)歸納,討論實(shí)驗(yàn)成敗得失.
例如,對(duì)于“用單擺測(cè)定重力加速度”的分組實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)前教師可引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維:你能設(shè)計(jì)出幾種測(cè)定重力加速度的方法?學(xué)生充分發(fā)揮自己的聰明才智,可能會(huì)提出多種不同的方案.有的運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí),提出了“單擺振動(dòng)法” “打點(diǎn)計(jì)時(shí)器法”;有的借助于物理知識(shí)的遷移與變換,提出用滴水法、圓錐擺法、平拋運(yùn)動(dòng)法等.在設(shè)計(jì)出眾多方案后,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行多方案的選擇,通過(guò)分析、探索各方案的利弊,實(shí)驗(yàn)成功因素的影響,結(jié)果準(zhǔn)確程度的比較等,選擇一種最合理、效果最好的實(shí)驗(yàn)方案.這種方法創(chuàng)設(shè)了研究的氛圍,提高了學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神.
三、注重物理思想的總結(jié)
每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都有各自的設(shè)計(jì)思想,一個(gè)成功的實(shí)驗(yàn),其設(shè)計(jì)思想總包含著對(duì)已有知識(shí)的靈活運(yùn)用和創(chuàng)造性構(gòu)思.引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會(huì)前人的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想,是一條培養(yǎng)學(xué)生具有設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ挠行緩?
例如,在做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)時(shí),為什么要兩次把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置?在做“驗(yàn)證牛頓第二定律”實(shí)驗(yàn)時(shí),為什么要使長(zhǎng)木板傾斜以平衡摩擦力?在做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí),被碰小球的質(zhì)量為什么要小于入射小球的質(zhì)量?……實(shí)際上所有的實(shí)驗(yàn)都要在控制上下工夫,實(shí)驗(yàn)的精髓就是“控制”.
四、正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理是學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作后的一個(gè)重要步驟,學(xué)生對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、作出合理的結(jié)論,從而培養(yǎng)了學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力.通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),有的學(xué)生由于實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)誤差太大,干脆從課本上查得結(jié)果;有的編造數(shù)據(jù);有的根據(jù)規(guī)律推算應(yīng)測(cè)得的數(shù)據(jù).對(duì)這些現(xiàn)象教師應(yīng)提出嚴(yán)肅批評(píng),并要求利用活動(dòng)課補(bǔ)做,向?qū)W生講明:實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù),如果不是操作錯(cuò)誤、讀錯(cuò)等原因,就不能算錯(cuò).由于我們所處的環(huán)境、所用的實(shí)驗(yàn)器材,方法等不同,從而使測(cè)得的數(shù)據(jù)不同、甚至相差很大,應(yīng)該尊重事實(shí),如實(shí)記錄,養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度.
總之,隨著物理新課程的逐步推進(jìn),培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的課程理念已經(jīng)被大家所普遍接受.物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),物理教學(xué)必須以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中占有舉足輕重的地位,加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)資源的開(kāi)發(fā)和利用是搞好物理新課程教學(xué)的重要保證.