论文部分内容阅读
物理学是一门以实验为基础的自然科学，实验教学一直是物理学科的特点，是物理课堂教学的重要方式和基础。物理实验的教学对学生形成物理概念，建立物理定律，培养观察能力、动手能力和提高科学素养有着重要的、不可替代的作用。新课程的实施，为我们带来了新的理念、新的要求，实验教学的相关内容也发生了较大的变化，作为物理教师要在思想上要高度重视实验教学，从方式方法上改革实验教学，从评价的角度强化实验教学，按照新课程性質的要求，通过实验教学，使学生掌握基本的实验知识和技能，体验科学探究的过程，了解科学研究的方法，增强创新的意识和实践能力，发展探索自然、理解自然的兴趣与热情，形成交流与合作的良好习惯，养成科学求是的态度，进一步提高学生的科学素养。所谓物理实验，就是根据确立的实验课题及猜想（实验的目的），运用一定的仪器、设备，创造或控制特定的条件，确定实验的原理，设计实验的方案，排除偶然、次要的因素的干扰，使某一主要的物理现象发生或重演，获得科学事实，从而进一步检验、发展物理理论。在教学中的要求和功能则不同，教学中应从实验的内在价值出发，有所侧重的培养学生六种能力（课程标准实验专题的能力要求），为此，在实验教学中要走出每一个实验都必须按照科学探究的七过程进行的误区，科学有效的确定实验教学的目标。
技能训练型实验主要是训练学生掌握基本物理仪器调整、使用方法及其注意的事项，主要突出使用仪器的规范化训练，使学生正确的应用仪器进行测量、观察和读数。培养学生学会看仪器说明书并学会使用仪器的能力。
测定性实验主要用来测量某些物理量或物理常数。测定性物理实验总是根据一定的物理原理进行测量，因此，组织该类物理实验，关键的问题是使学生明确实验所依据的原理或基本公式，确定待测量和相关量之间的关系，以及如何进行测量。
验证性实验是在学习物理规律之后进行的，其目的是通过实验验证物理规律的正确性，加深对物理知识的理解和训练实验技能。它要求学生必须正确的理解所验证的物理规律的内容和使用条件、明确实验的目的和方法。由于实验中不可避免的会出现误差，因此，必须向学生说明误差的允许范围，在误差的范围之内，实验的结果就可以认为与物理规律相符合，不能要求实验的结果和理论结果完全一致。
探究性实验是在学习物理规律之前进行的，也可以称为探索性实验，其目的是让学生通过对实验现象的观察，分析、归纳、总结出物理规律，或按照提出问题、猜想假设、设计实验方案、进行实验与收集证据、分析论证、评估、交流与合作的步骤探究物理规律，使学生体验科学探究的过程，感悟物理规律的形成过程，掌握探究自然规律的思想方法。
制作和装配性实验是为了巩固和应用所学的知识，提高理论联系实际的能力，训练学生的实际操作技能、技巧。
常见几种重要实验方法
1、等效替代法等效替代法是科学研究中常用的一种思维方法。对一些复杂问题采用等效方法，将其变换成理想的、简单的、已知规律的过程来处理，常可使问题的解决得以简化。因此，等效法也是物理实验中常用的方法。如在“验证力的平行四边形定则”的实验中，要求用一个弹簧秤单独拉橡皮条时，要与用两个弹簧秤互成角度同时拉橡皮条产生的效果相同——使结点到达同一位置O，即要在合力与分力等效的条件下，才能找出它们之间合成与分解时所遵守的关系——平行四边形定则；在“碰撞中的动量守恒”实验中，用小球的水平位移代替小球的水平速度；画电场中等势线分布时用电流场模拟静电场；验证牛顿第二定律时调节木板倾角，用重力的分力抵消摩擦力的影响，等效于小车不受阻力等等。
3、控制变量法：在高中物理中的许多实验，往往存在着多种变化的因素，为了研究它们之间的关系可以先控制一些量不变，依次研究某一个因素的影响，最典型的例子是《验证牛顿第二运动定律》的实验，我们研究的方法是：先保持物体的质量一定，研究加速度与力的关系：再保持力不变研究加速度与质量的关系，最后综合得出物体的加速度与它受到的合外力及物体质量之间的关系；在研究欧姆定律的实验中，先控制电阻一定，研究电流与电压的关系，再控制电压一定，研究电流和电阻的关系。
4、放大法在现象、变化、待测物理量十分微小的情况下，往往采用放大法。根据实验的性质和放大对象的不同，放大所使用的物理方法也各异。如游标卡尺、放大镜、显微镜、示波器等仪器都是按放大原理制成的。在《测定金属电阻率》实验中所便用的螺旋测微器：主尺上前进（或后退）0.5毫米，对应副尺上有5n个等分，实际上是对长度的机械放大；许多电表如电流表、电压表是利用一根较长的指针把通电后线圈的偏转角显示出来。
5、累积法：将微小量累积后测量求平均的方法，能减小相对误差。实验中也经常涉及这一方法。例如，在《用单摆测定重力加速度》实验中，需要测定单摆周期，用秒表测一次全振动的时间误差很大，于是采用测量30-50次全振动的时间t，从而求出单摆的周期t=t/n（n为全振动次数）。又如在《测定金属电阻率》的实验中，若没有螺旋测微器时，也可把金属在铅笔上密绕若干圈，由线圈总长度来测出金属丝的直径。
技能训练型实验主要是训练学生掌握基本物理仪器调整、使用方法及其注意的事项，主要突出使用仪器的规范化训练，使学生正确的应用仪器进行测量、观察和读数。培养学生学会看仪器说明书并学会使用仪器的能力。
测定性实验主要用来测量某些物理量或物理常数。测定性物理实验总是根据一定的物理原理进行测量，因此，组织该类物理实验，关键的问题是使学生明确实验所依据的原理或基本公式，确定待测量和相关量之间的关系，以及如何进行测量。
验证性实验是在学习物理规律之后进行的，其目的是通过实验验证物理规律的正确性，加深对物理知识的理解和训练实验技能。它要求学生必须正确的理解所验证的物理规律的内容和使用条件、明确实验的目的和方法。由于实验中不可避免的会出现误差，因此，必须向学生说明误差的允许范围，在误差的范围之内，实验的结果就可以认为与物理规律相符合，不能要求实验的结果和理论结果完全一致。
探究性实验是在学习物理规律之前进行的，也可以称为探索性实验，其目的是让学生通过对实验现象的观察，分析、归纳、总结出物理规律，或按照提出问题、猜想假设、设计实验方案、进行实验与收集证据、分析论证、评估、交流与合作的步骤探究物理规律，使学生体验科学探究的过程，感悟物理规律的形成过程，掌握探究自然规律的思想方法。
制作和装配性实验是为了巩固和应用所学的知识，提高理论联系实际的能力，训练学生的实际操作技能、技巧。
常见几种重要实验方法
1、等效替代法等效替代法是科学研究中常用的一种思维方法。对一些复杂问题采用等效方法，将其变换成理想的、简单的、已知规律的过程来处理，常可使问题的解决得以简化。因此，等效法也是物理实验中常用的方法。如在“验证力的平行四边形定则”的实验中，要求用一个弹簧秤单独拉橡皮条时，要与用两个弹簧秤互成角度同时拉橡皮条产生的效果相同——使结点到达同一位置O，即要在合力与分力等效的条件下，才能找出它们之间合成与分解时所遵守的关系——平行四边形定则；在“碰撞中的动量守恒”实验中，用小球的水平位移代替小球的水平速度；画电场中等势线分布时用电流场模拟静电场；验证牛顿第二定律时调节木板倾角，用重力的分力抵消摩擦力的影响，等效于小车不受阻力等等。
3、控制变量法：在高中物理中的许多实验，往往存在着多种变化的因素，为了研究它们之间的关系可以先控制一些量不变，依次研究某一个因素的影响，最典型的例子是《验证牛顿第二运动定律》的实验，我们研究的方法是：先保持物体的质量一定，研究加速度与力的关系：再保持力不变研究加速度与质量的关系，最后综合得出物体的加速度与它受到的合外力及物体质量之间的关系；在研究欧姆定律的实验中，先控制电阻一定，研究电流与电压的关系，再控制电压一定，研究电流和电阻的关系。
4、放大法在现象、变化、待测物理量十分微小的情况下，往往采用放大法。根据实验的性质和放大对象的不同，放大所使用的物理方法也各异。如游标卡尺、放大镜、显微镜、示波器等仪器都是按放大原理制成的。在《测定金属电阻率》实验中所便用的螺旋测微器：主尺上前进（或后退）0.5毫米，对应副尺上有5n个等分，实际上是对长度的机械放大；许多电表如电流表、电压表是利用一根较长的指针把通电后线圈的偏转角显示出来。
5、累积法：将微小量累积后测量求平均的方法，能减小相对误差。实验中也经常涉及这一方法。例如，在《用单摆测定重力加速度》实验中，需要测定单摆周期，用秒表测一次全振动的时间误差很大，于是采用测量30-50次全振动的时间t，从而求出单摆的周期t=t/n（n为全振动次数）。又如在《测定金属电阻率》的实验中，若没有螺旋测微器时，也可把金属在铅笔上密绕若干圈，由线圈总长度来测出金属丝的直径。