浅谈小实验在高中物理课堂上的应用

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  高中实验的教学既是高中物理课程的重点,也是难点.在传统的物理实验教学中仅仅是将实验原理现象和公式推导的过程靠教师在课堂上的小实验来讲解,这样一些动态、直观的感性认识、清晰的物理图像学生仅靠传统的教学很难获得.随着信息科技的发展,多媒体技术越来越多地运用于高中物理实验教学中.这种教学手段对于调动学生的积极性,提高学生学习物理的兴趣都有着积极的作用.
  物理的知识和概念,与生活有着较为密切的联系.课堂上许多物理知识的引入和理解,都需要以大量的实践经验作为基础.正因为物理学科这样的特点,决定了物理课堂教学手段的丰富化.若教师只是一味地依靠语言和板书来向学生描述抽象的物理概念,而对学生没有视觉上直观的信息传达,是不能收到良好的教学效果的,这就决定了物理演示实验在教学中的重要地位.而小实验具有取材方便、制造简单、少时省力、原理清晰、模仿性强、效果明显等特点,对学生掌握知识、激发兴趣、启迪思维有着极大的帮助,也为学生提供了多动手、多观察、多思考的机会.下面笔者结合实例浅谈一些看法.
  一、运用小实验,澄清认识,感悟物理世界
  在学习某些物理知识前,由于先入为主和生活经验等原因,学生会形成错误认识.为了纠正学生已形成的错误认识,建立正确的物理概念,教师应充分挖掘物理教学的丰富内涵,巧妙利用小实验所展示的新奇的实验现象,同时要抓住疑点巧妙运用设疑技巧,适时引导学生发现问题,从中感悟物理世界,这样取得很好的教学效果.
  二、运用小实验,创设物理情景引入新课,提高学生的学习兴趣
  如在讲“力的分解”这节课时,教师可用下面的小实验引入,取两根长约25cm的硬木条,中间用铰链连接,成人字形支架,再取两块L型硬木,弯处钉上铁皮,下面装上大号的带钩螺丝钉,将一根铁丝的两端分别拴在两个小木块的铁钩上,并使压在两木块间的人字形支架张角在160°以上,用一只手指在人字形木条的铰链处用力往下一按,铁丝即被拉断.顿时,全班一片哗然.待学生议论片刻后,教师再引入正课进行教学,学生因对“力的分解”有了切身体会,因此整节课都会全神贯注的听讲,且能积极动脑思考,取得了良好的新课教学效果.
  又如,在超重失重的教学中,我们可以取一个矿泉水瓶子,在底部打一小洞,灌满水,松开堵住小洞的手指,会看见水在重力作用下从开口处喷出.然后,松开手释放,让整个瓶子自由掉落入事先准备好的垫有海绵的小桶里,结果发现在瓶子下落的过程中并没有水从小洞中喷洒出来.这时,学生脸上普遍流露出了急切想知道原委的神情,在这种情况下引入新课进行教学,效果极好.
  三、运用小实验,突破学生在学习物理过程中的难点
  比如,在学习功这一章的知识时,由于学生对于作用力与反作用力大小相等方向相反这个关系印象深刻,所以在处理作用力和反作用力做功问题的时候,常常会得出作用力与反作用力做功代数和为零或作用力对物体做正功,反作用力必对物体做负功等不正确的结论.如果单是用语言的描述去纠正这个错误是比较困难的,这个时候我们可以做这样一个简单的演示:将磁性较强的两根磁铁分别捆在两辆小车上,并使异名磁极相对,释放小车后,两车在磁体间的相互作用力下相互靠近,速度都增大了,说明作用力和反作用力都对小车做了正功而使两小车动能都增大.同理,还可使两磁体同名磁极相对,使小车隔开一段距离并给两小车相向速度,这时会看到两小车速度都在减小,这说明两磁体间的相互作用力都做了负功.这样的小实验一做,不费口舌之力,即能使学生对作用力和反作用力的做功情况有了一个正确的认识.
  四、充分利用实验资源,激发学生的学习热情
  在物理教学中充分利用现有的实验资源,发挥一切实验条件,让实验渗透到学生学习的方方面面,这不仅可以加强学生对实验的理解,而且可以培养学生的动手能力,激发学生的学习热情.结合自己的教学实践,列举以下几种方法和大家共同探讨.
  1.全面開放实验室.这对实验教学有着至关重要的意义.第一,由于个体存在差异,在课堂上不可能每个学生都能按时完成实验任务,开放实验室可以提供给他们完成课堂实验的机会;第二,学生大脑里一旦有了好的想法与设计时,能及时的通过实验来验证,这能激发学生的创造热情;第三,学生可利用空余时间参观实验室,提前对一些新的仪器有了一定的感知,可大大减轻日后实验的难度;第四,可以消除学生对实验的神秘感,让他们感觉到实验室就在身边,实验仪器就在身边,增加参与实验的愿望.
  2.改变实验形式,增加探究性实验.现有的教材把实验分为探究性实验、验证性实验和测定性实验.实际上,许多验证性实验可改为探究性实验,提前到理论课前去上.物理量的测定有多种方法,教科书上的方法不一定是最佳方法.如重力加速度的测定,教材用单摆法,实际上还可以用圆锥摆法、自由落体法、气垫导轨法和伽利略理想实验法等.让学生尝试不同的方法,以利于学生发散思维能力的培养.
  3.在实验教学中,一定要改变传统教学中只注重结果而不重视过程的习惯,要允许学生犯错,允许学生失败,要给学生的实验探究留下最大的空间.教师应帮助学生分析失败原因,找出弥补措施并寻求最为合理的实验方案.许多演示实验完全可以改为学生实验,或鼓励有意愿的学生演示,培养学生的学习积极性.总之,基于物理学以实验为基础的这一学科特点,我们教师就应加强实验教学,制定良好的教学策略和方法,培养学生的实验能力,从而提高物理实验教学的效益.
  实际上,高中课本里还有相当多的地方值得我们去挖掘.作为新教材的使用者,我们要注意:我们是使用者不是简单的复述者,我们提倡创新式的教学而不是本本主义者.大力提倡多做演示实验,进行直观形象化的物理教学是提高教学质量的重要措施之一,而小实验更因为其方便、真实、贴近学生而受到学生的广泛欢迎.总之,只有教师和学生共同努力和积极创新,我们才能开创物理教学的新境界.
  作者单位:江苏省宝应县安宜高级中学
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