新課程理論下如何搞好高中物理實(shí)驗(yàn)

張志宇

1 前言

物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)對(duì)學(xué)生形成物理概念,建立物理定律,培養(yǎng)觀察能力、動(dòng)手能力和提高科學(xué)素養(yǎng)有著重要的、不可替代的作用。新課程的實(shí)施,帶來新的理念、新的要求。

2 調(diào)整物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方式,適應(yīng)課程改革的新要求

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,學(xué)習(xí)方式應(yīng)該多樣化。單一、被動(dòng)的實(shí)驗(yàn)會(huì)使學(xué)生感到枯燥、乏味,必須增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的趣味性、問題性、探索性和應(yīng)用性。要讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的主人,教師成為學(xué)生實(shí)驗(yàn)的組織者和合作者,而不是權(quán)威的講授者和單一示范者,要關(guān)注學(xué)生親身感悟與體驗(yàn)。

2.1 自主活動(dòng)式通過學(xué)生自覺地參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng),確定實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo),制定實(shí)驗(yàn)方案,選擇實(shí)驗(yàn)方法,監(jiān)控實(shí)驗(yàn)過程,評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,從而完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。如“落體運(yùn)動(dòng)加速度的研究”實(shí)驗(yàn),學(xué)生可2人一組,運(yùn)用頻閃照相研究鋼球下落的加速度。學(xué)生必須完成的任務(wù):方案設(shè)計(jì);裝置調(diào)試;標(biāo)尺制作;實(shí)地拍攝;照片分析;實(shí)驗(yàn)報(bào)告。教師提供的幫助:方案設(shè)計(jì)提示;頻閃技術(shù)指導(dǎo);參與討論,提供器材,進(jìn)行質(zhì)疑,點(diǎn)撥思維。

2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方式實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是高中物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)能力的較高要求,是對(duì)學(xué)生操作技能和思維品質(zhì)的綜合檢測(cè),是有效的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方式之一。其特點(diǎn)是情景新、方法活,具有開放性,要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理有透徹的理解,對(duì)實(shí)驗(yàn)器材有所取舍和組合,能根據(jù)設(shè)計(jì)的要求和條件進(jìn)行分析和判斷,制定實(shí)驗(yàn)的方案,通過實(shí)驗(yàn)全過程和具體步驟的實(shí)施,得出有關(guān)的結(jié)論并做出必要的說明。如研究單擺及其規(guī)律之后,提出如何測(cè)重力加速度的課題,要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)測(cè)定重力加速度的方案。學(xué)生可根據(jù)學(xué)過的物理場(chǎng)景,如運(yùn)動(dòng)學(xué)中的自由落體、豎直上拋,動(dòng)力學(xué)中的超重、失重現(xiàn)象,斜面上的勻變速運(yùn)動(dòng)等確立實(shí)驗(yàn)方案,并走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,通過實(shí)驗(yàn)活動(dòng)去體驗(yàn)真實(shí),檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的合理性,分析測(cè)量結(jié)果的可靠性,而不是僅僅停留在理論的假設(shè)上。

2.3 課題作業(yè)式適當(dāng)布置類似于課題研究的“課題作業(yè)”,讓學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)收集信息、處理信息和得出結(jié)論的過程,在過程中學(xué)習(xí)一些探索的方法,對(duì)改善學(xué)生學(xué)習(xí)方式具有重要作用。如選用傳感器制作控制電路;用變阻器設(shè)計(jì)幾種不同的控制電路,并說明其原理及特點(diǎn)等。

建議教師在教學(xué)過程中創(chuàng)設(shè)不同的學(xué)習(xí)環(huán)境,留有充足的時(shí)間,讓學(xué)生主動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn),通過體驗(yàn)和感悟,掌握方法,提升能力,提高素養(yǎng)。

3 改變物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,適應(yīng)課程改革的新要求

高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)技能的過程,也是學(xué)生物理思維的訓(xùn)練和形成創(chuàng)新實(shí)踐能力的過程。教師應(yīng)精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,以用于不同的實(shí)驗(yàn)活動(dòng),滿足學(xué)生的不同需求,達(dá)成各種實(shí)驗(yàn)探究的教學(xué)目標(biāo),使物理實(shí)驗(yàn)更適合學(xué)生的學(xué)習(xí),促使學(xué)生積極地參與和體驗(yàn)。教學(xué)方式主要有以下幾點(diǎn)。

3.1 “實(shí)驗(yàn)—訓(xùn)練”方式“實(shí)驗(yàn)—訓(xùn)練”教學(xué)方式,用于培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)方法。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)讓學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)“做什么”和“怎樣做”,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與、體驗(yàn)和理解。同時(shí),學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作過程應(yīng)合理、規(guī)范、協(xié)調(diào),教師的示范點(diǎn)撥,要精到、簡明、嫻熟。高中物理實(shí)驗(yàn),幾乎所有項(xiàng)目都有技能訓(xùn)練的要求。比如,基本測(cè)量儀器的使用,實(shí)驗(yàn)誤差和數(shù)據(jù)處理,多用表測(cè)量電壓、電流和電阻,練習(xí)使用示波器,以及DIS實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)用。要通過認(rèn)真學(xué)看說明書,嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練,有效的模仿,達(dá)到能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?正確地選擇和使用物理測(cè)量工具、物理實(shí)驗(yàn)裝置,合理地安排實(shí)驗(yàn)步驟,規(guī)范、熟練地組裝和調(diào)試設(shè)備,積極地完成實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)任務(wù),并能初步學(xué)會(huì)排除實(shí)驗(yàn)故障,初步學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)誤差及其產(chǎn)生原因,寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

3.2 “實(shí)驗(yàn)一歸納”方式流程:明確實(shí)驗(yàn)的目的——實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)——獲取處理信息——分析歸納——發(fā)現(xiàn)規(guī)律。其方式往往用于學(xué)生物理概念的形成階段。教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)情景,讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中學(xué)會(huì)像科學(xué)家那樣思維,自己構(gòu)想實(shí)驗(yàn)方法,控制實(shí)驗(yàn)條件,排除干擾因素,在實(shí)驗(yàn)中測(cè)量數(shù)據(jù),獲取信息,交流信息,處理信息,在信息中尋找和發(fā)現(xiàn)規(guī)律。

3.3 “實(shí)驗(yàn)—探究”方式流程:提出問題——猜想假設(shè)——實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)——設(shè)計(jì)方案——搜集證據(jù)——分析檢驗(yàn)——交流評(píng)估——實(shí)驗(yàn)結(jié)果。用于學(xué)生學(xué)習(xí)和探索物理規(guī)律。教師要盡可能為學(xué)生提供參與“完整的科學(xué)探究過程”的機(jī)會(huì),讓學(xué)生根據(jù)已有的背景知識(shí)和可靠的物理事實(shí),通過推理和想象來提出問題,并形成假設(shè)或提出某種猜測(cè),然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案,選擇儀器、設(shè)備、工具來搜集證據(jù),并通過分析數(shù)據(jù)來驗(yàn)證假設(shè)或修正假設(shè),最后形成實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果。實(shí)踐表明,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中將會(huì)得到極大的滿足。

3.4 “實(shí)驗(yàn)—應(yīng)用”方式流程:提出問題——制定計(jì)劃——實(shí)施方案——解釋說明。用于學(xué)生物理概念、規(guī)律的復(fù)習(xí)和應(yīng)用,并不局限于實(shí)驗(yàn)室。現(xiàn)實(shí)生活中的許多實(shí)際問題,學(xué)生很有興趣,但已超越物理學(xué)科學(xué)習(xí)的具體情境。設(shè)想以實(shí)際的問題為載體,以學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究為特征,引導(dǎo)學(xué)生把已經(jīng)掌握的知識(shí)、技能遷移到現(xiàn)實(shí)生活中,解決真實(shí)的問題,發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐能力和應(yīng)用能力。

(作者單位:河北省玉田縣第二中學(xué))