论文部分内容阅读
物理学是一门以实验为基础的科学，它是以观察、实验为基础，物理实验是构建物理学大厦的支柱，任何一个假设、猜想、结论、定律都是通过实验来证明或在实验的基础上加以推导而得出的结果，物理学理论的建立和发展都离不开实验数据和实验结果的支撑，高中物理实验，既是对将要学习的物理学理论知识的正确性的支持，同时，也能激发学生学习物理的兴趣，启发学生探索物理现象中的本质规律。是学好物理的重要方法。而高中物理实验又分为演示实验和学生实验，学生在教师示范演示实验的操作过程中，观察物理现象、探索物理规律、汲取物理知识、获取科学实验和科学探究的基本方法、培养学生科学严谨和积极探索的价值观。而实验能力又是高考重点考察的五大能力之一，要求考生能明确实验目的、理解实验原理和方法，会使用仪器、观察分析实验现象、记录并处理实验数据，并且能够灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题。高中物理教材中的演示实验和学生实验颇多，以下是笔者对人教版高中物理教材中的演示实验和学生实验进行肤浅的分类，着重分析演示实验的类型和意义。
一、演示实验的类型及意义
1.引入型
这类演示实验一般出现在教师讲授新课之前，目的是为之后的物理知识引入做铺垫，其最大的功效在于可以激发学生浓厚的求知欲，激起学生探寻根本原因的兴趣，增强物理课堂的趣味性，活跃课堂气氛，能很快吸引学生的注意力，让学生带着问题进入之后的学习，能让枯燥的课堂因此而生动起来。特点是操作过程一般较为简单，实验现象明显，能引人入胜、发人深省，一般以小实验为主。
例如，人教版教材必修一中“比较自由下落的物体下落的快慢”的实验中，用装有羽毛、金属片、小软木塞、小玻璃球放到玻璃筒里，把玻璃筒倒过来，观察这些物体下落的情况。再把筒内的空气逐渐抽去，将玻璃筒倒过来，再次观察物体下落的情况。学生通过自己观察到的现象，发现和自己原来的认识有所不同，自然回产生“那是为什么呢？”这样的疑问，就既激起学生探寻问题原因的兴趣，就很自然地引入了本节课将要学习的内容。
2.情景型
由于物理的学科特点，很多物理过程、物理情景用语言来描述时显得力不从心，这时，这类演示实验就能够帮助学生建立起清晰、直观的物理模型，呈现出有时无法用语言描述清楚的运动情景，增强学生对所学知识的感性认识，加深对概念的理解，掌握物理规律。
如人教版必修二中“观察玻璃管中蜡块的运动”的实验，目的就是要学生观察当物体同时参与了两个方向的运动时所展现的运动情景。这个运动情景如果光靠教师用语言来描述的话，很难让学生建立起具体的物理情景，更难以让学生自己得出一个正确的结果。即使是老师用语言告诉给学生一个结果，也很难让学生信服，那么，在后面的教学过程中的相关结论，学生就会觉得“难以下咽”。而这个小小的演示实验就解决了这样的问题。
3.探究型
这类演示实验在教材中的比例是最大的，也是现代物理教学的主题，同时它也符合物理规律形成的基本过程，即“提出问题→猜想假设→设计实验→实验探究→得出结论”。这类实验和其他类型实验的区别就是，实验过程中是学生自己在教师指导下动手操作，教师只起主导作用，学生是整个过程中的主体，教师组织并引导学生进行实验，鼓励学生自己发现问题并解决问题，从中体会知识和技能的形成过程、体会探究物理规律的成就感，有利于提高学生的动手能力和科学探究的能力，从而提高学生的综合素质，这也是现代教学理念的具体体现。在学生掌握了基本的实验技能的基础上，更有利于学生自主探究，逐步培养和形成创新能力，让学生有一颗热爱科学之心、献身科学之心，这也是国家教育事业的战略方向。
如人教版教材中“探究弹簧的弹力与形变之间的关系”的试验中，首先让学生明确弹力、形变量的概念，然后让学生自己设计实验方法与步骤，测量弹力和对应形变量的大小，同时引导学生建立F—X坐标系，利用测量的数据作出图像，找出这两个物理量之间的定量关系。学生通过自己参与和探究，得出相应的实验结果，体会到了探究的乐趣和获取知识的成就感，又加深了学生对概念、规律的理解，达到对物理知识由感性认识到理性认识的提升。
4.验证型
这类实验是指学生通过教师的讲解，从理论上已经对知识点有所了解 ，并形成了一定的认识或结论，为了验证这种认识或结论是否正确而进行的一类实验。这类实验的特点是强调演示和证明科学内容的活动，与科学理论的形成过程分离，注重结果，强调快速、直接的获取物理知识，学生主要通过观察和对现象的分析，以及教师的讲解，结合观察到的实验现象和实验结果进行对比，验证实验结果和教师讲解的结果是否吻合。在这类实验中。学生扮演的是“观察者”的角色，无需自己设计实验，也无需思考实验步骤，只需要“坐享其成”。因而限制了学生的实践能力和创新能力的培养，容易让学生形成思维定式，有悖于科学探究的基本思想，弊大于利，在教材中的比例也较少，大多验证型的实验都改为了探究性实验，但其作用并没有发生根本性的变化。故这类实验的作用也不能全盘否定，因为任何物理规律、理论的认可都必须要有实验的支撑，都必须经得起实验的验证。验证型实验是探究型实验的最终步骤。同时要引导学生树立“没有经过实验验证，没有实验支撑的理论部要轻易接受”科学探究思想。
如人教版必修2中“探究求合力的方法”这个实验，标题是个探究性实验，实际则是个验证型的实验，因为要学生在课堂上有限的时间内，探究出求合力的“平行四边形定则”几乎是不可能的，所以实际做实验的过程中，基本上是验证分力与分力的合力是否满足“平行四边形定则”。选修3-2中的“光敏电阻、热敏电阻的演示”也是验证光敏电阻、和热敏电阻与温度之间的变化关系。
二、学生实验的简单分类
学生实验主要为了让学生能明确实验目的、理解实验原理和方法，会使用仪器、观察分析实验现象、掌握记录并处理实验数据基本方法，并且能够灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理相关问题，这是高考考察的基本要求。学生实验主要分为验证型和探究型。
1.验证型
这类学生实验要求学生能理解实验原理和方法，能灵活运用所学的物理知识进行数据粗粒和误差分析。如“验证力的平行四边形定则、验证牛顿运动定律、验证机械能守恒定律”等实验。
2.探究型
这类学生实验注重对对实验原理的理解和相关理论知识的灵活应用，要求学生能掌握基本的实验方法和技能，掌握处理实验数据和分析误差的基本方法，目的性和方向性较强。如“探究弹力和形变量的关系、探究动能定理、描绘小灯泡的伏安特性曲线”等实验。
一、演示实验的类型及意义
1.引入型
这类演示实验一般出现在教师讲授新课之前，目的是为之后的物理知识引入做铺垫，其最大的功效在于可以激发学生浓厚的求知欲，激起学生探寻根本原因的兴趣，增强物理课堂的趣味性，活跃课堂气氛，能很快吸引学生的注意力，让学生带着问题进入之后的学习，能让枯燥的课堂因此而生动起来。特点是操作过程一般较为简单，实验现象明显，能引人入胜、发人深省，一般以小实验为主。
例如，人教版教材必修一中“比较自由下落的物体下落的快慢”的实验中，用装有羽毛、金属片、小软木塞、小玻璃球放到玻璃筒里，把玻璃筒倒过来，观察这些物体下落的情况。再把筒内的空气逐渐抽去，将玻璃筒倒过来，再次观察物体下落的情况。学生通过自己观察到的现象，发现和自己原来的认识有所不同，自然回产生“那是为什么呢？”这样的疑问，就既激起学生探寻问题原因的兴趣，就很自然地引入了本节课将要学习的内容。
2.情景型
由于物理的学科特点，很多物理过程、物理情景用语言来描述时显得力不从心，这时，这类演示实验就能够帮助学生建立起清晰、直观的物理模型，呈现出有时无法用语言描述清楚的运动情景，增强学生对所学知识的感性认识，加深对概念的理解，掌握物理规律。
如人教版必修二中“观察玻璃管中蜡块的运动”的实验，目的就是要学生观察当物体同时参与了两个方向的运动时所展现的运动情景。这个运动情景如果光靠教师用语言来描述的话，很难让学生建立起具体的物理情景，更难以让学生自己得出一个正确的结果。即使是老师用语言告诉给学生一个结果，也很难让学生信服，那么，在后面的教学过程中的相关结论，学生就会觉得“难以下咽”。而这个小小的演示实验就解决了这样的问题。
3.探究型
这类演示实验在教材中的比例是最大的，也是现代物理教学的主题，同时它也符合物理规律形成的基本过程，即“提出问题→猜想假设→设计实验→实验探究→得出结论”。这类实验和其他类型实验的区别就是，实验过程中是学生自己在教师指导下动手操作，教师只起主导作用，学生是整个过程中的主体，教师组织并引导学生进行实验，鼓励学生自己发现问题并解决问题，从中体会知识和技能的形成过程、体会探究物理规律的成就感，有利于提高学生的动手能力和科学探究的能力，从而提高学生的综合素质，这也是现代教学理念的具体体现。在学生掌握了基本的实验技能的基础上，更有利于学生自主探究，逐步培养和形成创新能力，让学生有一颗热爱科学之心、献身科学之心，这也是国家教育事业的战略方向。
如人教版教材中“探究弹簧的弹力与形变之间的关系”的试验中，首先让学生明确弹力、形变量的概念，然后让学生自己设计实验方法与步骤，测量弹力和对应形变量的大小，同时引导学生建立F—X坐标系，利用测量的数据作出图像，找出这两个物理量之间的定量关系。学生通过自己参与和探究，得出相应的实验结果，体会到了探究的乐趣和获取知识的成就感，又加深了学生对概念、规律的理解，达到对物理知识由感性认识到理性认识的提升。
4.验证型
这类实验是指学生通过教师的讲解，从理论上已经对知识点有所了解 ，并形成了一定的认识或结论，为了验证这种认识或结论是否正确而进行的一类实验。这类实验的特点是强调演示和证明科学内容的活动，与科学理论的形成过程分离，注重结果，强调快速、直接的获取物理知识，学生主要通过观察和对现象的分析，以及教师的讲解，结合观察到的实验现象和实验结果进行对比，验证实验结果和教师讲解的结果是否吻合。在这类实验中。学生扮演的是“观察者”的角色，无需自己设计实验，也无需思考实验步骤，只需要“坐享其成”。因而限制了学生的实践能力和创新能力的培养，容易让学生形成思维定式，有悖于科学探究的基本思想，弊大于利，在教材中的比例也较少，大多验证型的实验都改为了探究性实验，但其作用并没有发生根本性的变化。故这类实验的作用也不能全盘否定，因为任何物理规律、理论的认可都必须要有实验的支撑，都必须经得起实验的验证。验证型实验是探究型实验的最终步骤。同时要引导学生树立“没有经过实验验证，没有实验支撑的理论部要轻易接受”科学探究思想。
如人教版必修2中“探究求合力的方法”这个实验，标题是个探究性实验，实际则是个验证型的实验，因为要学生在课堂上有限的时间内，探究出求合力的“平行四边形定则”几乎是不可能的，所以实际做实验的过程中，基本上是验证分力与分力的合力是否满足“平行四边形定则”。选修3-2中的“光敏电阻、热敏电阻的演示”也是验证光敏电阻、和热敏电阻与温度之间的变化关系。
二、学生实验的简单分类
学生实验主要为了让学生能明确实验目的、理解实验原理和方法，会使用仪器、观察分析实验现象、掌握记录并处理实验数据基本方法，并且能够灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理相关问题，这是高考考察的基本要求。学生实验主要分为验证型和探究型。
1.验证型
这类学生实验要求学生能理解实验原理和方法，能灵活运用所学的物理知识进行数据粗粒和误差分析。如“验证力的平行四边形定则、验证牛顿运动定律、验证机械能守恒定律”等实验。
2.探究型
这类学生实验注重对对实验原理的理解和相关理论知识的灵活应用，要求学生能掌握基本的实验方法和技能，掌握处理实验数据和分析误差的基本方法，目的性和方向性较强。如“探究弹力和形变量的关系、探究动能定理、描绘小灯泡的伏安特性曲线”等实验。