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高中物理实验教学方法之探究

作 者:邵积玉 (甘肃省秦安县第二中学 741600)

  在物理教学中,由于实验能给学生学习物理创设良好的环境,促使学生主动地获取知识和发展能力,促进科学品质和世界观的形成;能使学生掌握实验的基础知识和基本方法,发展实验能力,因此,实验是物理教学的基础。心理学研究表明:人的动作记忆效率比语言文字记忆效率要高好几倍。“百闻不如一见,百看不如一做”说的就是这个道理。在高中的实验教学中,主要分演示实验和学生实验两大类,第一是老师要做好演示实验。其次是要发挥学生实验的有效性。
  一、重视实验基本功的训练,激发学习兴趣
  物理实验基本功是指实验的基本理论、基本方法和基本技能。实验基本功的训练主要是在高一阶段,教师要充分重视课本的每一个演示实验和分组实验,中学物理教学大纲要求的分组实验一定要做。教师要注重演示实验的规范性。物理演示实验本身就是技能的展示,具有很强的示范性,教师演示时的一举一动会成为学生独立操作时的依据。教师做课堂演示实验时力求规范、熟练、完整,确保课堂上效果明显,一次成功,使学生信服。对较复杂的实验,还可利用多媒体的仿真实验作为辅助,逐步展示真实实验的动态过程。实验要具有趣味性,它能充分运用学生的各种感官,激发学习兴趣。现代认知心理学认为,兴趣是产生动机的重要条件,是人类认识客观世界的一种心理表现,是一个人获得知识,开阔视野,推动学习的一种内部强劲的动力。因此,在物理教学过程中,通过实验为学生展现出生动直观的学习环境,将极大地吸引学生的注意力,有利于学生去研究物理现象,探索物理规律,激发学生的兴趣和求知欲。
  高中物理课本中有许多物理规律的探索和得出是建立在物理实验基础上的。如高二册“法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小”一节中,法拉第电磁感应定律的得出是建立在三个演示实验的基础上。在教学过程中,通过演示导体切割磁感线,导体和磁体发生相对运动,闭合电路的磁场发生变化,从实验现象得出“穿过闭合电路的磁通量变化越快,感应电流和感应电动势就越大”这一结论。在这一实验结论的基础上得出了“电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比”这一法拉第电磁感应定律。这样,学生在物理实验基础上在头脑中建立了法拉第电磁感应定律,并且对这一定律的理解极为深刻。
二、突破教学难点,提高学生的设计和完成实验的能力
  物理概念的形成和规律的建立,离不开实验事实的探讨和验证。物理实验能够创造出确实的,排除干扰的物理环境,学生在这种实验环境下,在教师的启发下,通过观察,思考获取最典型的物理环境,通过最简捷的思维活动建立概念,总结规律,并把理论运用于实验,这对中学生来说,可对物理基础知识获得比较深入,牢固的掌握和初步的运用。
提高学生的实验能力,要给学生提供操作机会。例如,复习“伏安法测电阻的实验”时可按以下方式进行。实验器材:待测电阻Rx(用电阻箱,阻值为5Ω),学生电源、电压表(量程3V,内阻约3kΩ)、安培表(量程0.6A,内阻约1.5Ω)、滑动变阻器(最大阻值10Ω)、开关各一个,导线若干。由于电阻箱是精密的仪器,不能长时间通电。要求学生先设计出测量电路图,然后连接电路测量,最后通过测量结果分析安培表外接法和安培表内接法适用的对象。大部分学生习惯的采用滑动变阻器的限流接法,从测量数据看,相比安培表内接法,安培表外接法测量出来的结果误差更小。
  三、提高学生思维的开放性,培养学生动手操作能力
  在物理学发展史上,人们看到,实验发现和研究与理论探索是互补的,它们共同或交替的促成了物理学的进步。李政道教授曾经说过:“没有实验家,理论家趋于浮泛;没有理论家,实验家趋于摇摆。”只要广大物理教师能取得这样的共识,物理实验教学弱化的趋势必能得以扭转,物理实验必能发挥应有的作用,提高学生思维的开放性是教学所追求的。
  在教学中,高中物理试验课本上除演示实验和学生实验外,还根据不同章节的知识特点确定了近20个课外小实验,将其分布在三年时间内完成仍显不足。老师可联系有关章节知识,另做增补。如在《动量》一章里可增设“用自来水观察反冲运动”;在《电场》一章里可增设“静电屏蔽现象的观察”;在《光的色散》一节里可增设“室内彩虹形成”等小实验,这样,平均每月至少有一个可做。把这30多个课外小实验编成序列,按教材的特点分阶段以各课外实验兴趣小组为中心组织实施,每个小实验尽量要求学生独立设计,独立操作,并独立完成实验报告。对于难一些的小实验,给予一定的提示与指导,包括实验原理、所需器材、操作与观察要领等。有些实验原理简单,需要的器材不多且在身边易找,要求学生在实验室外随机场所完成。而有些实验需要利用实验室现有器材,必须要学生在实验室里完成。如“测人的反应时间”、“缝衣针浮在水面上”、“观察光的衍射现象”等大部分小实验均可在实验室外完成,而“观察电磁感应现象”、“微小形变的显示与观察”等少部分小实验可在实验室里完成,这样就培养学生动手操作能力。
  总之,物理实验对学好物理起着极其重要的作用,对物理教学更是产生不可忽视的影响。实验做得好,物理知识和物理规律就能自然而然地出现在学生的眼前。只有做到这点,学生的思维才可以得到可持续发展,学生的科学素养和创新能力才会得到提高。

  参考文献
  [1]邵克岷.高中物理实验教学方法探析[J].中学教学参考,2010.26
  [2]严章富.新课标下高中物理探究性实验教学方法的研究[J].考试周刊,2011.18
  [3]陈小兵.浅谈高中物理实验教学方法[J].新课程导学,2012.17