摘 要:本文依據新課改的理念和要求,通過對當前高中物理實驗教學中存在問題的分析,來探討如何開展高中物理實驗教學。
關鍵詞:物理;實驗教學;探究
中國分類號: G420 文獻標識碼: A 文章編號:1992-7711(2011)03-037-01
一、高中物理實驗教學存在的問題。
1.應試教育理念下的為考實驗而被迫做實驗的被動狀態。
為應付考試而進行的物理實驗教學就是對照考綱的必做實驗,照方抓藥按部就班。在學生做實驗前,教師花相當長的時間細講實驗目的、原理、步驟、結果、注意事項等,面面俱到,甚至邊講邊演示,然后學生按照老師的意圖獲取數據。物理教學本身由于受教學設備和教學時空的限制, 其實驗方案大多著眼于單層次、單側面的操作,有較大的局限性和片面性,而這種機械地“背實驗”,只會造成學生知識上的缺陷和認識上的偏頗。同時,很多學生做實驗是為了獲取實驗結果,應付檢查。因而,互相抄襲數據,造成實驗報告雷同,使得做實驗流于形式。
2.過分強調知識本位,缺失設計性實驗。
物理實驗不應只有驗證和鞏固知識的作用,還應當有第三種作用,那就是智力的開發和能力的培養。而物理實驗正是一種有效的載體和途徑。設計性實驗包括探索性的實驗和解決一些具體問題的實驗,這些都需要學生自主的思考和進行方案的設計。比如進行重力加速度的測量這個實驗,教材上提供的方案是利用單擺和它的周期公式來獲得,教師可以要求學生進行別的實驗方案進行測量,這就是一種所謂的設計性方案。但是現實很多情況是:我們的教師連演示實驗和學生實驗都沒有很好的開展,更不用說設計性的實驗了。
二、新課改視野下高中物理實驗教學策略。
1.把握新課改下的高中物理課程實驗教學理念。
與原高中物理教學大綱相比,新的高中物理課程標準實驗部分實現了以下方面的轉變:(1)“物理實驗”的提法上。高中物理課程標準將“物理實驗”的提法變為“物理實驗與科學探究”,使物理實驗有了更寬廣的含義。它包含了從提出問題、設計實驗,到收集、處理、 和分析數據,形成實驗結論和進行表達交流等一系列過程。物理實驗和科學探究不僅是物理教學中重要內容和學習方式,而且是物理教學中的教學目標。與過去相比,高中物理課程中科學探究、物理實驗占有更加重要的地位。(2)實驗教學上。要提高學生設計實驗的能力,就要讓學生去優選實驗方法、去選擇實驗器材、去分析和控制變量、 去評價現有的方案;要提高實驗與收集數據的能力,就要讓學生用多種方式收集數據、按說明書進行實驗操作,去使用基本的實驗儀器、去如實記錄實驗數據,知道重復收集實驗數據的意義、具有安全操
作的意識、認識科學收集實驗數據的重要性;要提高分析和論證的能力,學生就要去比較(分析)數據、去做因果分析、去形成結論。因此,必須在實驗教學中,摒棄過去傳統的教學方式,授以學生實驗的基本方法。在學生已經掌握基本儀器的使用方法與物理規律、物理原理的基礎上,讓學生自行設計實驗方案,自行完成實驗探究過程。
2.培養學生物理實驗的基本能力。
要完成物理實驗,取得理想效果,必須使學生懂得物理實驗的基本能力,包括(1)正確使用實驗基本儀器。基本儀器的使用是做好物理實驗的基礎。實驗前要讓學生了解基本儀器的構造、原理、用途,掌握儀器的量程、使用方法和注意事項,以達到熟練、正確的讀數。(2)理解實驗原理,進行實驗設計的能力。教師要引導學生明確各個實驗的目的、原理或理論根據;引導他們根據實驗原理對實驗進行設計,包括用什么物理定律、公式,用什么電路圖等;幫助他們弄清哪些是已知量、被測量,然后選擇所需要的儀器和實驗條件,進而設計好實驗步驟等。(3)正確記錄實驗數據和處理數據的能力。教學中, 教師應教會學生讀取和記錄數據的注意事項。如記錄要及時、完整,注意按有效數字的方式記錄、注意數據單位的正確性等。教會他們對數據的處理、運算以及分析實驗結論。特別是在整理數據時,如發現有不合理的數據,應對該數據進行補測,而不能隨便了事。
3.拓寬實驗形式,培養探究能力。
現有的教材把實驗分為探究性實驗、 驗證性實驗和測定性實驗。 實際上,許多驗證性實驗可改為探究性實驗,提前到理論課前去上。 物理量的測定有多種方法,教科書上的方法不一定是最佳方法。如重力加速度的測定,教材用單擺法,實際上還可以用圓錐擺法、自由落體法、氣墊導軌法和伽利略理想實驗法等。我們教師應結合具體的教學內容,選取合適的、需要探索的問題作為實驗內容,充分挖掘教材在培養與訓練學生探究能力方面的內在因素。設計恰當的探索性實驗,應利用學生新舊知識之間的聯系,提出需要解決的課題并設計一系列有針對性、啟發性的問題做鋪墊。設計問題時充分滲透探究能力的培養,使學生探究能力的培養和物理知識的學習緊密結合,提高學生綜合應用知識、獨創性解決實際問題的能力。
4.布置開放性實驗作業。
要打破物理實驗狹隘的時空限制,為學生提供更廣闊、更開放的實驗空間和時間,讓學生有更多自主選擇做實驗的時間、地點和做什么實驗的機會,以有充足的時間獲得更多體會,從而調動學生的積極性。比如(1)開放實驗室,學生可以通過實驗室里眾多的實驗器材了解器材的用途和注意事項。(2)只提供相關的實驗目的,不限制實驗的方法。(3)學生寫出實驗所需的器材、實驗原理的分析和實驗步驟。(4)鼓勵學生用自購、自制的器材進行實驗探究。(5)教師監督學生進行實驗操作, 并做出必要的指導。(6)教師引導學生對不同的實驗方案進行分析比較, 評出最佳實驗方案,等等。