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一、强调实验的探究性
高中物理实验教学要强调探究性学习的原则.相对旧课程标准,新课程标准的另一大特点就是强调探究性学习.探究性学习是学生通过一系列的探究活动进行学习的一种学习方式,“活动”是探究性学习得以开展的依托,物理实验改进恰好能为探究性学习提供得以开展的依托以及适合探究性学习的宽松、民主、和谐互动的学习环境.在和学生进行实验改进的过程当中,学生与学生的探究以及教师与学生之间的探究都可以很自然地融入其中.而在整个实验改进的过程中学生面对的是真实的问题情景,学生主动去解决问题而进行假设、动手实践、判断、论证和表述.教师要在活动中注意:(l)自主性和主导性相结合;(2)合作性与科学性相统一;(3)目的性与评价性相协调;(4)趣味性与探究性相依存.
二、演示实验的设计策略
1. 演示实验须与教学内容有机结合
演示实验在物理教学中有重要作用,但决不是说处处都要演示,决不是演示的数量越多越好.因为演示实验不是目的,目的是要通过实验、讲解、练习等,让学生理解物理概念,掌握物理规律,培养实验技能.如果单纯追求形式上的直观、形象,追求表面上的活跃、有趣,把演示实验搞成看把戏、耍魔术,这就会走向反面.所以,要根据教学内容,合理、恰当地安排演示实验,才能取得好的教学效果.
2. 突出重点关键,排除次要细节
一个演示实验,总是为了解决一个重点或关键的问题,使学生得到鲜明而深刻的印象,因此要预见到学生可能会被哪种强烈刺激所吸引而忽视本质现象,计划好排除这种心理干扰的有效措施.如果层次不分明,细节不回避,就会喧宾夺主,冲淡主题.
例如,2007年广东高考物理卷第13题:实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管,已知螺线管使用的金属丝电阻率p = 1. 7 ×10-8Ω/m.课外活动小组的同学设计了一个实验来测算螺线管使用的金属丝长度.他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器(千分尺)、导线和学生电源等.
(1)他们使用多用电表粗测金属丝的电阻,操作过程分以下三个步骤(请填写第②步操作):①将红、黑表笔分别插入多用电表的.“十”、“一”插孔;选择电阻挡“×1”;②________________;③把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接,多用表的示数图1所示.
(2)根据多用电表示数,为了减少实验误差,并在实验中获得较大的电压调节范围,应从图1(b)的A,B,C,D四个电路中选择电路来测量金属丝电阻.
(3)他们使用千分尺测量金属丝的直径,示数如图2所示,金属丝的直径为____mm.
(4)根据多用电表测得的金属丝电阻值,可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为____m(结果保留两位有效数字).
(5)他们正确连接电路,接通电源后,调节滑动变阻器,发现电流始终无示数.请设计一种方案,利用多用电表检查电路故障并写出判断依据(只需写出简要步骤).
点评:本题考查两种方法测电阻:多用表的Ω挡和伏安法.对伏安法,仍是常规要求中电路的连接,另外还考查了故障的检查与排除.
三、灵活地变课堂演示实验为学生分组实验
在教学过程中,根据学生掌握基础知识的情况和实验能力的现状,灵活地将一些教师做、学生看的演示实验改变为学生动手操作的实验,既可增加学生实验机会,培养学生的实验操作能力,又极大地提高学生学习的兴趣和积极性.
例如对恒定电流一章《欧姆定律》一节的教学,考虑到学生在初中阶段对安培表和伏特表使用比较熟练,这节课所讲授的主要内容学生也己基本掌握,因此,没必要再按部就班通过演示实验来总结规律.于是,将课本中教师的演示实验改为学生分组实验,将讲授型课改为师生共同活动的研究型实验课,让学生通过实验复习有关知识并加深理解.
四、添加实验的发散成分,增加实验的探索性
有些实验本身具有发散成分,可以培养学生的思维方法和探索能力,具有进行探究的价值,这一类实验可以改为探索性实验.这类探索性实验必须使学生掌握观察的方法,明白观察什么而不是看热闹,必须使学生在观察现象和变化过程的基础上进行思维加工,运用所学知识创造性地解释物理现象,归纳物理规律.
如“测重力加速度的方法探究”复习实验时,给他们布置了这样一个作业:请你用所学的知识,设计几种测定重力加速度的方法,要求动手实验,比较测量结果.题目一公布,学生们就活跃起来了,积极地查资料,想办法,互相交流、讨论,综合运用刚学的力学知识,设计出了多种方案,主要有以下几种.
方案一:根据G=mg,只要测出给定物体的重力G和质量m,便可由G/m求出g.这种方法从原理到实际操作都十分简单,而由于中学条件下无法十分精确地测量力,所以误差较大,但这也不失为一种简单朴素的方法.
方案二:利用自由落体运动知识,测出下落高度h和下落时间t,根据公式求出g.这一实验原理学生很容易理解,因而表现出很高的热情,实验十分起劲.但是,由于该实验中空气阻力的不可避免,计时的误差、测量高度的误差等因素都会影响测量结果的精确度.
方案三:利用学生实验“验证机械能守恒定律”的实验装置,仿照“测定匀加速运动的加速度”的实验原理,用逐差法处理数据求出g.此实验由于摩擦的存在也会造成较大的误差.
方案四:单摆测重力加速度.测出T、l,由单摆周期公式可求出g,这是课本上提供的方法,可用图像法、平均值法求g.
这次活动充分发挥了学生思维的发散性,锻炼了他们思维的流畅性、灵活性、综合性和创造性,显示了学生的实验设计才能,使他们的实验素质得到了一定的培养和提高.
责任编辑罗峰
高中物理实验教学要强调探究性学习的原则.相对旧课程标准,新课程标准的另一大特点就是强调探究性学习.探究性学习是学生通过一系列的探究活动进行学习的一种学习方式,“活动”是探究性学习得以开展的依托,物理实验改进恰好能为探究性学习提供得以开展的依托以及适合探究性学习的宽松、民主、和谐互动的学习环境.在和学生进行实验改进的过程当中,学生与学生的探究以及教师与学生之间的探究都可以很自然地融入其中.而在整个实验改进的过程中学生面对的是真实的问题情景,学生主动去解决问题而进行假设、动手实践、判断、论证和表述.教师要在活动中注意:(l)自主性和主导性相结合;(2)合作性与科学性相统一;(3)目的性与评价性相协调;(4)趣味性与探究性相依存.
二、演示实验的设计策略
1. 演示实验须与教学内容有机结合
演示实验在物理教学中有重要作用,但决不是说处处都要演示,决不是演示的数量越多越好.因为演示实验不是目的,目的是要通过实验、讲解、练习等,让学生理解物理概念,掌握物理规律,培养实验技能.如果单纯追求形式上的直观、形象,追求表面上的活跃、有趣,把演示实验搞成看把戏、耍魔术,这就会走向反面.所以,要根据教学内容,合理、恰当地安排演示实验,才能取得好的教学效果.
2. 突出重点关键,排除次要细节
一个演示实验,总是为了解决一个重点或关键的问题,使学生得到鲜明而深刻的印象,因此要预见到学生可能会被哪种强烈刺激所吸引而忽视本质现象,计划好排除这种心理干扰的有效措施.如果层次不分明,细节不回避,就会喧宾夺主,冲淡主题.
例如,2007年广东高考物理卷第13题:实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管,已知螺线管使用的金属丝电阻率p = 1. 7 ×10-8Ω/m.课外活动小组的同学设计了一个实验来测算螺线管使用的金属丝长度.他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器(千分尺)、导线和学生电源等.
(1)他们使用多用电表粗测金属丝的电阻,操作过程分以下三个步骤(请填写第②步操作):①将红、黑表笔分别插入多用电表的.“十”、“一”插孔;选择电阻挡“×1”;②________________;③把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接,多用表的示数图1所示.
(2)根据多用电表示数,为了减少实验误差,并在实验中获得较大的电压调节范围,应从图1(b)的A,B,C,D四个电路中选择电路来测量金属丝电阻.
(3)他们使用千分尺测量金属丝的直径,示数如图2所示,金属丝的直径为____mm.
(4)根据多用电表测得的金属丝电阻值,可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为____m(结果保留两位有效数字).
(5)他们正确连接电路,接通电源后,调节滑动变阻器,发现电流始终无示数.请设计一种方案,利用多用电表检查电路故障并写出判断依据(只需写出简要步骤).
点评:本题考查两种方法测电阻:多用表的Ω挡和伏安法.对伏安法,仍是常规要求中电路的连接,另外还考查了故障的检查与排除.
三、灵活地变课堂演示实验为学生分组实验
在教学过程中,根据学生掌握基础知识的情况和实验能力的现状,灵活地将一些教师做、学生看的演示实验改变为学生动手操作的实验,既可增加学生实验机会,培养学生的实验操作能力,又极大地提高学生学习的兴趣和积极性.
例如对恒定电流一章《欧姆定律》一节的教学,考虑到学生在初中阶段对安培表和伏特表使用比较熟练,这节课所讲授的主要内容学生也己基本掌握,因此,没必要再按部就班通过演示实验来总结规律.于是,将课本中教师的演示实验改为学生分组实验,将讲授型课改为师生共同活动的研究型实验课,让学生通过实验复习有关知识并加深理解.
四、添加实验的发散成分,增加实验的探索性
有些实验本身具有发散成分,可以培养学生的思维方法和探索能力,具有进行探究的价值,这一类实验可以改为探索性实验.这类探索性实验必须使学生掌握观察的方法,明白观察什么而不是看热闹,必须使学生在观察现象和变化过程的基础上进行思维加工,运用所学知识创造性地解释物理现象,归纳物理规律.
如“测重力加速度的方法探究”复习实验时,给他们布置了这样一个作业:请你用所学的知识,设计几种测定重力加速度的方法,要求动手实验,比较测量结果.题目一公布,学生们就活跃起来了,积极地查资料,想办法,互相交流、讨论,综合运用刚学的力学知识,设计出了多种方案,主要有以下几种.
方案一:根据G=mg,只要测出给定物体的重力G和质量m,便可由G/m求出g.这种方法从原理到实际操作都十分简单,而由于中学条件下无法十分精确地测量力,所以误差较大,但这也不失为一种简单朴素的方法.
方案二:利用自由落体运动知识,测出下落高度h和下落时间t,根据公式求出g.这一实验原理学生很容易理解,因而表现出很高的热情,实验十分起劲.但是,由于该实验中空气阻力的不可避免,计时的误差、测量高度的误差等因素都会影响测量结果的精确度.
方案三:利用学生实验“验证机械能守恒定律”的实验装置,仿照“测定匀加速运动的加速度”的实验原理,用逐差法处理数据求出g.此实验由于摩擦的存在也会造成较大的误差.
方案四:单摆测重力加速度.测出T、l,由单摆周期公式可求出g,这是课本上提供的方法,可用图像法、平均值法求g.
这次活动充分发挥了学生思维的发散性,锻炼了他们思维的流畅性、灵活性、综合性和创造性,显示了学生的实验设计才能,使他们的实验素质得到了一定的培养和提高.
责任编辑罗峰