高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)法淺析

裴紅燕

【摘要】物理實(shí)驗(yàn)是研究和學(xué)習(xí)物理學(xué)最基本的方法。它是物理知識(shí)的源泉，無(wú)論是概念的建立，還是規(guī)律的探索和論證都離不開實(shí)驗(yàn)。物理實(shí)驗(yàn)在中學(xué)物理教學(xué)中扮演著重要角色，它是教學(xué)體系中不可缺少的教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)中要有意識(shí)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)素質(zhì)的訓(xùn)練和培養(yǎng)，改變以書本為主，實(shí)驗(yàn)為輔的教學(xué)模式，創(chuàng)設(shè)設(shè)計(jì)性、綜合性的實(shí)驗(yàn)性問(wèn)題，把培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、實(shí)踐能力，以及創(chuàng)新意識(shí)置于實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，教給學(xué)生科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法。

【關(guān)鍵詞】高中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

物理學(xué)科是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，任何一個(gè)物理成就的取得都源于實(shí)驗(yàn)。如1789年，英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許，巧妙地利用扭秤裝置，比較精確地測(cè)出了引力常量。1909年盧瑟福進(jìn)行了著名的a粒子散射實(shí)驗(yàn)，顯示了湯姆遜原子模型的缺陷……因此中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中也起著舉足輕重的作用。而當(dāng)前的學(xué)生和老師大多不愛做實(shí)驗(yàn)，使得學(xué)生對(duì)物理概念的認(rèn)識(shí)較為模糊，很難建立正確和完整的物理模型。

一、更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思路

物理是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理的定義、定理、規(guī)律、定律都建立在大量嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐活動(dòng)基礎(chǔ)上。我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以在課上，也可以在課下；可以使用實(shí)驗(yàn)室所配備的器材，也可以自備自制教具，甚至可以使用我們?nèi)粘Ｉ钪械默F(xiàn)有物品，用學(xué)生身邊的物品做實(shí)驗(yàn)。如用手拍打桌子手感覺疼說(shuō)明力的相互作用；把易拉罐側(cè)壁鉆一個(gè)孔，在其中盛滿水后讓其自由下落，水不流出，演示完全失重現(xiàn)象。這些器材學(xué)生更熟悉，更有利于使學(xué)生明白物理就在身邊，物理與生活聯(lián)系非常緊密。而且通過(guò)這些課本上沒有出現(xiàn)的器材啟發(fā)學(xué)生，一起來(lái)想一想，還可以用什么來(lái)說(shuō)明我們要知道的內(nèi)容，或者，這種類似的方法我們可以用來(lái)解決其他什么問(wèn)題，等等，調(diào)動(dòng)學(xué)生剛剛起步的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神。

二、寓實(shí)驗(yàn)課于趣味之中

物理學(xué)科是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，我們把中學(xué)物理的42個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)、700多個(gè)演示實(shí)驗(yàn)逐一研究，在揭示物理規(guī)律的原則下，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都作一些趣味性的改進(jìn)。如在演示水的不善于傳熱的實(shí)驗(yàn)時(shí)，把事先準(zhǔn)備好的小魚放到試管底部，然后在試管上部加熱使水沸騰時(shí)，魚卻在管底沒有什么異樣。學(xué)生感到十分驚奇，從而引起了學(xué)生的興趣，增添了學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的積極性。

三、物理實(shí)驗(yàn)的研究方法

1.理想化法

影響物理現(xiàn)象的因素往往復(fù)雜多變，實(shí)驗(yàn)中常可采用忽略某些次要因素或假設(shè)一些理想條件的辦法，以突出現(xiàn)象的本質(zhì)因素，便于深入研究，從而取得實(shí)際情況下合理的近似結(jié)果（通俗地說(shuō)就是抓大放小）。例如在《用單擺測(cè)定重力加速度》的實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)懸線不可伸長(zhǎng)，懸點(diǎn)的摩擦和小球在擺動(dòng)過(guò)程的空氣阻力不計(jì)；在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中把電壓表變成內(nèi)阻是無(wú)窮大的理想電壓表，電流表變成內(nèi)阻等于0的理想電流表等等實(shí)際都采用了理想化法。

2.平衡法

“物理學(xué)中常常利用一個(gè)量的作用與另一個(gè)(或幾個(gè))量的作用相同、相當(dāng)或相反來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，制作儀器，進(jìn)行測(cè)量。例如測(cè)量中的基本工具彈簧秤的設(shè)計(jì)是利用了力的平衡，天平的設(shè)計(jì)是根據(jù)力矩的平衡；溫度計(jì)是利用了熱的平衡。

3.放大法

“在現(xiàn)象、變化、待測(cè)物理量十分微小的情況下，往往采用放大法。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)和放大對(duì)象的不同，放大所使用的物理方法也各異。例如：在《測(cè)定金屬電阻率》實(shí)驗(yàn)中所便用的螺旋測(cè)微器：主尺上前進(jìn)(或后退)0.5毫米，對(duì)應(yīng)副尺上有5n個(gè)等分，實(shí)際上是對(duì)長(zhǎng)度的機(jī)械放大；許多電表如電流表、電壓表是利用一根較長(zhǎng)的指針把通電后線圈的偏轉(zhuǎn)角顯示出來(lái)。

4.累積法

將微量累積后測(cè)量求平均的方法，能減小相對(duì)誤差。實(shí)驗(yàn)中也經(jīng)常涉及這一方法。例如，在《用單擺測(cè)定重力加速度》實(shí)驗(yàn)中，需要測(cè)定單擺周期，用秒表測(cè)一次全振動(dòng)的時(shí)間誤差很大，于是采用測(cè)量30～50次全振動(dòng)的時(shí)間T，從而求出單擺的周期T=t/n(n為全振動(dòng)次數(shù))。

5.控制變量法

在高中物理中的許多實(shí)驗(yàn)，往往存在著多種變化的因素，為了研究它們之間的關(guān)系可以先控制一些量不變，依次研究某一個(gè)因素的影響。

最典型的例子是《驗(yàn)證牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律》的實(shí)驗(yàn)，我們研究的方法是：先保持物體的質(zhì)量一定，研究加速度與力的關(guān)系：再保持力不變研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后綜合得出物體的加速度與它受到的合外力及物體質(zhì)量之間的關(guān)系。當(dāng)然本實(shí)驗(yàn)還涉及到各種系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生，限于篇幅不再贅述。

四、加強(qiáng)試驗(yàn)后的復(fù)習(xí)

實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)要想取得好的復(fù)習(xí)效果，絕不能僅僅依靠最后的集中復(fù)習(xí)，而是要把復(fù)習(xí)活動(dòng)穿插在平時(shí)的教學(xué)活動(dòng)中。首先，要在平時(shí)的知識(shí)復(fù)習(xí)中穿插進(jìn)去一些實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)內(nèi)容，這樣，才能夠使得實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與相關(guān)知識(shí)實(shí)現(xiàn)復(fù)習(xí)的同步，使得頭腦中孤立的知識(shí)片段在實(shí)驗(yàn)的串聯(lián)之下形成一個(gè)更加完整的知識(shí)體系，這樣，既能實(shí)現(xiàn)相對(duì)完整的知識(shí)體系的支持也能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰哟蔚奶嵘黄浯危诿看螁卧R(shí)學(xué)習(xí)結(jié)束以后，要對(duì)本單元的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行一次總結(jié)復(fù)習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐永強(qiáng).淺談高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究.《軟件：教學(xué)》，2014（6）

[2]擲傳超.淺談高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué).《中學(xué)時(shí)代：理論版》，2014

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