《高中物理新课程实验教学初探》.doc

高中物理新课程实验教学初探物理是以实验为基础的自然科学。所谓“物理”，就是通过“物”物理实验引入物理概念，研究物理规律。就是要以“物”喻出“理”的本质，以“物”明了“理”的内涵，以“物”揭示“理”的真谛。因此，物理实验是学生获取知识、进行知识创新的重要手段，是培养学生的科学兴趣、科学态度和提高学生终身学习能力的重要途径。因此，在新课程实施中就不得不重视发挥物理实验在提高学生科学素养及终身学习中应有的作用。 一、实施新课程，实验教学发生的变化 1.由验证实验向探究实验的方向发展物理实验是进行科学研究的重要方式，科学探究作为课程改革的突破口，将实验教学跟探究学习融合起来，不但让学生获得知识、获得技能，更重要的是学到了获得知识的过程与方法，让学生受到科学方法、科学思维的训练，养成科学精神和科学品德，发展学习的兴趣，这是新课程的显著特征。新课程实验教材广东版物理（必修1）（必修2）“实验与探究”栏目中大部分实验由原来的验证结论变为实验探究结论。所谓探究实验是在学生不知道问题答案的基础上，通过自己的实验（含收集资料数据、分析思考等）找到答案的一种实验方法。它采用的一般程序是：发现问题提出假设设计实验实验操作记录分析结果总结归纳结论。实验教材中关于“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”和“探究外力做功与物体动能变化的关系”就是这方面的典型范例。案例一探究加速度与物体质量、物体受力的关系。 (1)提出问题：物体受力后会改变物体的运动状态，如原来静止在桌上的小车，用力推小车，小车就会动起来，说明力是改变物体运动状诚的原因。用大一点的力推小车，小车运动状态变化快，用相同的力作用在两辆质量不同的小车上，它们运动状态变化快慢不一样（教师演示）。小车运动状态变化的快慢就是小车运动的加速度，那么物体运动的加速度跟哪此因素有关？(2)提出假设：学生通过教师的演示，提出：物体运动的加速度与物体的受力有关，与物体本身的质量有关。 (3)实验验证：学生动手做实验： a.平衡摩擦力，使小车在运动方向上只受一个合外力作用，在垂直运动方向上受力平衡。 b.小车质量m一定的情况下，探究小车的加速度a与合外力F的关系。 c.小力受合外力F一定的情况下，探究小车的加速度a与小车的质量m的关系。 (4)得出结论：学生通过a-F图象得到在小车质量m一定的情况下，小车的加速度a与所受合外力F成正比关系。通过a-1/m图象，得到在小车所受合力F一定的情况下，小车的加速度a与其质量m成反比关系。2.由“照方抓药”向实验设计方向发展实验设计是对学生实验基础知识和实验技能的综合体现。只有对实验目的、原理、器材的选择与操作、数据的记录、处理和得出实验结论等诸方面掌握得好，才能顺利完成设计性实验。由于设计性实验题有利于开发学生智力，有利于激励学生的发散思维，能有效地培养学生的创造性思维能力。教材在原来的测定性实验、验证实验基础上增加了设计性实验，这是新课程的另一特征。 案例二要求学生用自由下落的重物和打点计时器验证机械能守恒（忽略空气阻力，重物下落过程中只有重力做功）。 (1)讨论：你是怎样理解机械能守恒定律的条件“只有重力做功”的？当物体沿光滑斜面下滑时，它的机械能守恒吗？弹簧下挂着的砝码上下振动，砝码在运动过程中机械能守恒吗？(2)提示：纸带上两点之间的距离等于重物下落的高度。选定几个记数点，测出它们之间距离和重物在各点的速度(3)学生设计实验方案并做实验。案例三测干电池的电动势和内阻的实验。实验室实验器材准备：2节干电池，开关，滑动变阻器，电阻箱，2个不同阻值的定值电阻，电流表，电压表，导线，TI图形计算器，电流、电压双通道探头，连接线等。(1)提出要求：学生自行设计12种实验方案测干电池的电动势(E)和内阻(r)（要求安全、规范、合理、尽可能精确）；(2)学生实验：学生按自己设计的实验方案操作，记录实验数据，得出结论。3.由纯学科内容向贴近学生生活的方向发展新课程倡导从学生和社会发展的需要出发，发挥学科自身优势，通过物理实验拉近学生的生活与物理的距离，让学生体验到知识的实用性和价值性。在实验教材的实验中，像“通过实验，认识超重和失重现象”“制作水火箭”等实验，使学生真切感受到物理就在我们身边，物理与我们的生活与社会发展密切相关。同时，新课程注意引导学生关心自己身边的事物，观察和探究身边的常见现象，从中发现问题、解释问题，不断增强学生对生活中物理问题的好奇心和探究欲望。例如，比较灯“220V 60W”与“220V 100W”哪只亮时。学生往往不假思索地认为“220V 100W”的灯较亮。但通过学生的探究，对两只灯进行串联及并联的两种不同连接方式的实验后，很快发现自己的猜测是不正确的，培养学生具体问题具体分析的思维习惯，从而激发学生进一步探索的动力，提高学生思维的深刻性。同时引导学生注重生活现象与物理知识的联系，提高学生对物理知识的理解。4.由静止对照向互动交流方向发展过去的教材中对实验现象和实验结论都给出了答案，在教学中无论是演示实验还是学生实验，完成实验后学生都会对照教材的标准答案，并将教材的答案背下来，甚至可以不做实验。实验教材在实验设计上将现象、分析、结论等环节的内容由学生自己来完成。这样在学生完成探究实验后，学生将观察到的现象、分析的思路以及得到的结论进行相互交流、展开讨论，对出现错误和偏差的实验进行分析和总结，找出失败的原因，然后得出正确结论。培养了学生在合作交流中获得物理知识和方法的能力，有利于学生对物理规律的掌握。案例四牛顿第三定律。(1)提出问题：力是物体对物体的作用，力的作用是相互的，那么物体间相互作用力的大小和方向存在怎样的关系？(2)提出假设：相互作用力大小是否相等？方向会不会相反？(3)实验验证：学生实验操作，将两把相同的弹簧秤的挂钩相互钩住，在水平方向上沿相反的方向用力对拉，观察实验现象，记录实验结果。(4)得出结论：学生先交流各组实验结论，后讨论是否具有共性，最终得到结论：物体间相互作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，并且分别作用在两个物体上，这就是牛顿第三定律的内容。二、实施新课程，实验教学的策略1.转变观念，使学生成为学习的真正主人教师应加快步伐转变观念，转变教学方式，适应新课程需要。前苏联教育学家苏霍姆林斯基曾说：“人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，这就是希望感到自己是一个发现者、研究者、探究者。”教师要审时度势转变教育观念，利用兴趣激发学生的求知欲，培养他们探究科学的精神。在教学方式上要改变以往那种应式教育的思想和“从一而终”的教法，从传授性教学方式转移到学生的自主学习、合作学习、探究学习相结合的学习方式上来。实验是学生进行科学探究，实现自主学习的重要基础，在物理实验教学中，应把握科学探究的主要环节，运用实验启示学生自主地提出问题，提出猜想与假设，设计探究方案，进行实验操作，收集相关信息得出结论，对实验进行评价，交流实验探究的成果，教师在课堂上应起引导者、组织者、参与者的作用，教师的教学行为是为了学生的发展，并一切应服务于学生的发展。2.建立开放性实验室一是大力加强演示和学生实验，学校和教师应根据新课程标准的要求安排足够的学生实验和演示实验；二是最大限度地利用实验室现有的器材，力求利用多年闲置的器材开发新的实验；充分开发和利用实验室的丰富课程资源，尽快改变实验室的封闭式管理状态，实验室向学生开放，鼓励学生积极主动地做课外实验。3.倡导学生利用日常器具做实验实验室的课程资源不仅仅限于实验室的现有设备，学生身边的物品和器具也是重要的实验室资源。例如在光的双缝干涉的实验中，用原有的仪器做双缝干涉实现，现象不明显，教师可以利用激光的单色性和相干性，用玩具激光枪做光源，墙做屏幕，直接照射双缝，可以得到双缝干涉条纹。在课后，学生也可利用激光枪做光的直线传播、光在水中的折射、光在玻璃砖中的侧移，光的全反射实验等；利用医用废旧的盐水瓶做匀速水流原理的演示器，可以演示平抛运动、斜抛运动，分析医用吊针的匀速滴注原因；在洗干净的塑料油壶底面上放置几粒小泡沫塑料，且竖直倒放在收音机的喇叭口上，当喇叭发声时，小泡沫塑料随之上下跳动，说明空气能传播声音，而且得出声波是纵波的结论；利用空的洗水液瓶和小型气源，可演示喷雾器原理。利用上述这些日常器具做实验，不但具有简便、直观等优点，而且有利于培养学生的动手实验操作能力，发展学生的实验技能，培养学生的创新意识。4.利用各种课程资源，鼓励学生动手实践将课堂作业的布置由习题转向问题讨论、问题设计、问题解决，充分利用网络技术、开发实验室、开展家庭小实验等，提高学生动手操作的实践能力，让所学知识贴近生活、走向社会。如学完抛体运动后，布置学生完成“自来水流速的测定研究”。5.扩展学生体验和