自主改進(jìn)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生物理探究能力芻論

陳艷

摘 要：高中物理教師必須對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改進(jìn)，以適應(yīng)新時(shí)期的教學(xué)目標(biāo)。教師改進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生物理探究能力的措施有：廢物利用，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備;借助電教，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)手段;別出心裁，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法。

關(guān)鍵詞：高中物理;物理實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)改進(jìn);探究能力

中圖分類號(hào)：G421;G633.7文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1008-3561（2019）11-0037-01

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基本內(nèi)容的學(xué)科，正是因?yàn)橛辛藢?shí)驗(yàn)，物理學(xué)才有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。但是，縱觀傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)課堂，大部分實(shí)驗(yàn)采用的教學(xué)手段不夠新穎化、自主化，極大地限制了學(xué)生的動(dòng)手能力和思考能力發(fā)展，沒(méi)能達(dá)到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。因此，高中物理教師必須對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改進(jìn)，以適應(yīng)新時(shí)期的教學(xué)目標(biāo)。教師要對(duì)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)備、手段和方法的全面改進(jìn)，以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和探究能力。

一、廢物利用，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，有些實(shí)驗(yàn)之所以不能成功或者效果不好，是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)設(shè)備不夠完善和精細(xì)。因此，為提高實(shí)驗(yàn)效果，讓實(shí)驗(yàn)更成功，教師應(yīng)該留意身邊能夠引入教學(xué)、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的生活物品，變廢為寶，達(dá)到更好的實(shí)驗(yàn)效果。

例如，講到“摩擦力”這一章節(jié)時(shí)，對(duì)于摩擦力方向的判斷，是學(xué)生容易出錯(cuò)的問(wèn)題。尤其對(duì)于靜摩擦力的方向，學(xué)生更是難以準(zhǔn)確分辨，不容易想通“兩個(gè)物體相對(duì)靜止時(shí)卻又有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)”這一物理描述，更不要說(shuō)理解“運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向就是摩擦力的方向”了。以往的實(shí)驗(yàn)，通常是將一個(gè)物體放置在一個(gè)斜面上并且保持物體不往下滑落，說(shuō)明其間存在靜摩擦力使物體保持不動(dòng)，但是這僅能說(shuō)明靜摩擦力的存在，學(xué)生無(wú)法理解f的方向問(wèn)題。為幫助學(xué)生理解這一問(wèn)題，教師可以開展生活實(shí)驗(yàn)，將這一抽象的物理現(xiàn)象具體化。即將兩個(gè)廢棄牙刷的刷毛頭部擠在一起，然后將兩個(gè)牙刷向不同的方向拉動(dòng)，在拉動(dòng)過(guò)程中要保證不能使兩個(gè)牙刷脫離。這時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，牙刷頭上的刷毛向不同的方向彎曲，牙刷毛偏向的方向正是靜摩擦力的方向，兩個(gè)牙刷所受的靜摩擦力f1、f2的方向正好與手作用到牙刷柄部的方向相反。這樣，學(xué)生對(duì)靜摩擦力的方向就會(huì)產(chǎn)生直觀的認(rèn)識(shí)。

正是實(shí)驗(yàn)設(shè)備的改進(jìn)，才使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加真實(shí)化，才使誤差盡量減小到合理范圍內(nèi)。教師利用身邊的廢棄物品開展實(shí)驗(yàn)，不僅能讓學(xué)生了解物理知識(shí)就存在于生活之中，還能讓學(xué)生更直觀、真切地理解和學(xué)習(xí)物理知識(shí)，可謂一舉兩得。

二、借助電教，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)手段

為了實(shí)現(xiàn)新時(shí)期的教學(xué)目標(biāo)，將傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課堂向新型課堂轉(zhuǎn)變是教師的當(dāng)務(wù)之急。因此，物理教師可以結(jié)合具有時(shí)代氣息的電教技術(shù)，有效改進(jìn)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)手段，為物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)注入新的活力。

例如，講授“勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究”這一內(nèi)容時(shí)，教學(xué)要求用實(shí)驗(yàn)手段對(duì)小車速度與時(shí)間的關(guān)系進(jìn)行探究。未改進(jìn)之前的實(shí)驗(yàn)是通過(guò)小車帶動(dòng)紙條，對(duì)打點(diǎn)器打出來(lái)的墨點(diǎn)進(jìn)行觀察，但打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來(lái)的點(diǎn)不是特別容易觀察，并且小車在帶著紙條快速移動(dòng)的時(shí)候，有可能使紙條不恰好處在打點(diǎn)器里，導(dǎo)致出現(xiàn)錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果。針對(duì)這一情況，教師可以借助先進(jìn)的電子教學(xué)設(shè)備對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，使用高速數(shù)碼相機(jī)取代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。首先，將數(shù)碼相機(jī)固定好，設(shè)置為錄像模式，在導(dǎo)軌上繪出明顯的刻度，然后利用視頻截圖軟件對(duì)記錄下的視頻進(jìn)行操作，得出有著固定時(shí)間間隔的圖像，然后將這些圖像進(jìn)行合成，小車的運(yùn)動(dòng)軌跡就呈現(xiàn)出來(lái)了。最后，借助圖片中小車所處位置的刻度信息，就可以對(duì)小車在不同位置的速度進(jìn)行計(jì)算，從而得出小車速度和時(shí)間的關(guān)系。

正因?yàn)橛辛烁呖萍嫉慕虒W(xué)器具，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段才變得更加時(shí)代化、高效化，才能讓師生在實(shí)現(xiàn)新時(shí)期教學(xué)目標(biāo)的路上越走越遠(yuǎn)。

三、別出心裁，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法

課本上的物理實(shí)驗(yàn)往往是為了讓學(xué)生了解某個(gè)特定的物理原理或者物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程而設(shè)置的，這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)很容易讓學(xué)生感到枯燥無(wú)味，不能激起探究的興趣。因此，教師需要在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行創(chuàng)新，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，讓學(xué)生愿意主動(dòng)鉆研和探索。

例如，講授有關(guān)光的波粒二象性的內(nèi)容時(shí)，教學(xué)要求是通過(guò)實(shí)驗(yàn)的直觀演示，幫助學(xué)生理解“偏振”這一現(xiàn)象。課本中給出的指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)是用兩個(gè)偏振片和一個(gè)黑色的顯示板，通過(guò)兩片鏡片的旋轉(zhuǎn)在黑色接光板上呈現(xiàn)出不同的亮度，但是白天教室中比較亮，學(xué)生不容易觀察到此現(xiàn)象。這時(shí)，教師就需要對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，使學(xué)生更方便理解“光是一種橫波”。教師可以將實(shí)驗(yàn)改進(jìn)為：用人眼替代黑色紙板去感受由于光的偏振出現(xiàn)的光強(qiáng)度變化。自然光是沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波強(qiáng)度都相同的光。首先，使一片偏振片只具有一種方向上的振動(dòng)，然后將另一片偏振片放在其后面，并緩慢旋轉(zhuǎn)，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)后面的偏振片的偏振方向與前面的偏振片夾角α=90°或270°時(shí)I=0，光強(qiáng)最弱。當(dāng)慢慢轉(zhuǎn)向與前面偏振片的夾角α=0°時(shí)，光強(qiáng)逐漸增加到I1=I2，則可以驗(yàn)證光是一種橫波，體現(xiàn)了光的偏振現(xiàn)象。

由此可見(jiàn)，創(chuàng)新的改進(jìn)版實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚣ぐl(fā)學(xué)生的探究興趣，并且能夠培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法的能力。

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