論初探新課程背景下高中物理實(shí)驗的改進(jìn)
論文關(guān)鍵詞：新課程 高中物理實(shí)驗 改進(jìn)
論文摘要：物理是一門(mén)以實(shí)驗為基礎的精確、定量的科學(xué)，近幾年的高考越來(lái)越重視對實(shí)驗的考查，利用學(xué)生所學(xué)過(guò)的知識，對實(shí)驗儀器或實(shí)驗方法加以重組，完成新的實(shí)驗目的的設計型實(shí)驗越來(lái)越得到重視。本文通過(guò)對高中物理新課程標準中的實(shí)驗要求分析入手，探討了新課程背景下高中物理實(shí)驗的改進(jìn)。 ?
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1.高中物理新課程標準中的實(shí)驗要求
?普通高中物理課程標準明確提出高中物理課程的總目標是：學(xué)習終身發(fā)展必備的物理基礎知識和技能，了解這些知識與技能在生活、生產(chǎn)中的應用，關(guān)注科學(xué)技術(shù)的現狀及發(fā)展趨勢。要通過(guò)實(shí)驗學(xué)習基本的操作技能，體會(huì )實(shí)驗在物理學(xué)中的地位及實(shí)踐在人類(lèi)認識世界中的作用。新課標指出：“實(shí)驗是物理課程改革的重要環(huán)節”，注重對學(xué)生實(shí)驗能力、科學(xué)探究能力的培養。改變過(guò)去以書(shū)本為主，實(shí)驗為輔的教學(xué)方式，把實(shí)驗地位空前提升。因此，強調重視實(shí)驗，改進(jìn)實(shí)驗，成為對物理教學(xué)的基本要求。
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2.傳統高中物理實(shí)驗所面臨的主要問(wèn)題
?在物理教學(xué)中，傳統實(shí)驗面臨著(zhù)以下一些問(wèn)題，有待于進(jìn)一步思考和研究。
?2.1實(shí)驗條件不足的局限。
?現有實(shí)驗儀器普遍精度低，誤差大，可重復性差，影響學(xué)生對物理規律的深入理解，對學(xué)生的設計要求具有很大的局限性，也限制了學(xué)生探究和鉆研的深度和廣度。
?2.2實(shí)驗本身難度和可見(jiàn)度的局限。
?物理實(shí)驗中，空間上細微過(guò)程人眼難以觀(guān)察，一般借助于顯微鏡可以實(shí)現細致的觀(guān)察。時(shí)間上細微過(guò)程難以捕捉，難以一記錄，是物理實(shí)驗的一個(gè)難點(diǎn)，瞬間變化的可視化尤其是難點(diǎn)。傳統的實(shí)驗儀器由于人眼觀(guān)察與手工記錄的斷續性，確實(shí)難解決這個(gè)問(wèn)題。
?2.3實(shí)驗數據僅靠人眼觀(guān)察，手工記錄，操作耗時(shí)費力，實(shí)驗教學(xué)的效率低下。
?如利用氣墊導軌進(jìn)行“牛頓第二定律”的演示，由于儀器裝置與實(shí)驗步驟很多，要達到理想效果很難，并且由于數據處理又太繁，并且由于實(shí)驗中需要多次重復實(shí)驗、以及人為的各種因素拖延時(shí)間，教學(xué)任務(wù)較難完成，而且后排的同學(xué)看不清實(shí)驗現象。甚至因為實(shí)驗演示效果不好，還容易讓學(xué)生對其科學(xué)性產(chǎn)生懷疑，從而形成模糊的概念。
?2.4由現象到本質(zhì)揭示的局限。
?在“牛頓第一定律”的教學(xué)中，伽利略的斜面實(shí)驗是一種理想實(shí)驗，雖然很重要，但學(xué)生理解起來(lái)則是很困難。要想通過(guò)實(shí)驗現象和數據精確揭示出物理本質(zhì)是不可能的，利用定性實(shí)驗說(shuō)明又難以體現物理思想方法。
?2.5信息傳遞容量的局限。
?傳統的演示實(shí)驗常常受制于實(shí)驗設備條件的優(yōu)劣和教師實(shí)驗操作水平的高低，表現在信息傳播速度慢，部分實(shí)驗可見(jiàn)度和可信性不高，而且傳輸信息的形式較單一，從而限制了課堂教學(xué)中的信息傳播容量。
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3.面臨新課程的基本對策探討
?3.1實(shí)驗現象呈現層面上的改進(jìn)方法
?第一，從身邊常見(jiàn)的材料中取材，提倡用低成本的、隨手可得的東西做物理小實(shí)驗。這些出人意料的實(shí)驗，不但能說(shuō)明問(wèn)題，也為學(xué)生下課后自己重復去做這些實(shí)驗提供了可能性。比如在講到物體的重心時(shí)，教師可以拿一個(gè)白熾燈泡舉高一米左右往水泥地板上釋放，學(xué)生們非常驚奇地發(fā)現燈泡竟然沒(méi)有碎!仔細觀(guān)察后發(fā)現由于重心的原因，燈泡著(zhù)地時(shí)是燈頭先著(zhù)地的緣故。再如在“研究影響物體下落快慢的因素”教學(xué)中，可利用紙、硬幣來(lái)做隨堂小實(shí)驗，增加學(xué)生的探索興趣。
?第二，把一些演示實(shí)驗變?yōu)閷W(xué)生探究性實(shí)驗。通過(guò)實(shí)驗使學(xué)生更好的掌握知識，激發(fā)了學(xué)習的興趣。
?第三，對演示實(shí)驗現象進(jìn)行放慢、暫停處理。如在“牛頓管實(shí)驗”中，抽掉空氣，羽毛、金屬片是否一起下落，學(xué)生無(wú)法判斷，可信度差。我們可以利用錄像機把實(shí)驗過(guò)程拍下來(lái)，然后課堂進(jìn)行放慢、暫停處理。
?第四，對原有的演示實(shí)驗裝置進(jìn)行改進(jìn)。
?如光的折射演示實(shí)驗改進(jìn):傳統的演示模式:教師把玻璃水槽放在講臺上，在玻璃槽中放一枚硬幣，叫一個(gè)學(xué)生到講臺前，站在水槽前適當改變頭部位置，使眼睛恰好看不到硬幣，然后保持眼睛和槽的位置不變，另一個(gè)學(xué)生慢慢向玻璃水槽中倒水，隨著(zhù)水面的升高，該學(xué)生能觀(guān)察到的現象是:發(fā)現硬幣好象升高了，本來(lái)看不見(jiàn)的硬幣慢慢進(jìn)入該學(xué)生視線(xiàn)。
?3.2實(shí)驗數據處理層面上的改進(jìn)方法
?對實(shí)驗數據的分析、處理，有許多方法如算術(shù)平均值法、逐差法、列表法等。如果讓學(xué)生自己設計表格，用圖像法處理實(shí)驗數據，這樣既能提高學(xué)生的動(dòng)手能力，又能體現物理量間的聯(lián)系。
?3.3減小實(shí)驗誤差層面上的改進(jìn)方法
?物理實(shí)驗是以測量為基礎的，而任何測量結果都不可能絕對準確。測量值跟被測物理量的真實(shí)值之間總會(huì )有差異，這種差異叫做誤差。
?實(shí)驗中，對偶然誤差，主要是進(jìn)行多次實(shí)驗，求出平均值，用平均值來(lái)代替測量值就更接近真實(shí)值。誤差分析，更多的是對系統誤差的分析。
?第一、從實(shí)驗原理分析
?系統誤差產(chǎn)生的原因是多方面的，其中實(shí)驗原理的不完善是產(chǎn)生系統誤差的主要原因之一。分析這類(lèi)系統誤差應從實(shí)驗原理入手，運用有關(guān)物理規律進(jìn)行定性或定量剖析。
?第二、從實(shí)驗器材分析
?由于實(shí)驗器材本身的缺陷也會(huì )使實(shí)驗產(chǎn)生系統誤差，如器材本身的精度(彈簧秤的最小刻度、游標卡尺的精度等)就是一個(gè)重要因素，在電學(xué)實(shí)驗中，電表的內阻使測量結果所生的誤差也屬這種情況。分析這類(lèi)系統誤差應從實(shí)驗器材的結構入手，運用有關(guān)物理規律進(jìn)行定性或定量剖析。另外，根據具體的實(shí)驗情況，還應從實(shí)驗的控制條件，實(shí)驗步驟及實(shí)驗的數據處理上進(jìn)行分析。
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4.結語(yǔ)
?通過(guò)對高中物理傳統實(shí)驗的改進(jìn)進(jìn)行研究后，我們可以清晰地發(fā)現，高中物理實(shí)驗教學(xué)的現狀依然存在諸多問(wèn)題，教材設計的實(shí)驗在課堂實(shí)踐中開(kāi)設情況仍不理想。假如我們在教師培訓、學(xué)生實(shí)驗能力培養、實(shí)驗資源共享、高中實(shí)驗評價(jià)幾個(gè)方面作出更多的努力我們的實(shí)驗功能一定能得到進(jìn)一步的發(fā)揮，學(xué)生的動(dòng)手能力一定能得到進(jìn)一步的提升。 ????
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參考文獻：
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