物理實(shí)驗論文
實(shí)驗，指的是科學(xué)研究的基本方法之一。根據科學(xué)研究的目的，盡可能地排除外界的影響，突出主要因素并利用一些專(zhuān)門(mén)的儀器設備，而人為地變革、控制或模擬研究對象，使某一些事物(或過(guò)程)發(fā)生或再現，從而去認識自然現象、自然性質(zhì)、自然規律。下面，小編為大家分享物理實(shí)驗論文，希望對大家有所幫助!
實(shí)驗既是研究物理常識的重要方法，也是檢驗理論假設的基本途徑。實(shí)驗能夠培育學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，提高學(xué)生的創(chuàng )新素養。[1]然而，現實(shí)中以考試成績(jì)和理論知識為導向的教學(xué)和評價(jià)體系嚴重誤導了教師和學(xué)生，使得物理實(shí)驗課流于形式，教學(xué)效果不盡如人意。本文中，筆者總結多年來(lái)從事高中物理實(shí)驗教學(xué)的經(jīng)驗，論述了目前物理實(shí)驗教學(xué)中的問(wèn)題，并針對高考中物理實(shí)驗題的考查類(lèi)型，提出了實(shí)驗課程的改良方法。
一、高中物理實(shí)驗教學(xué)的現狀
雖然新的高中物理教學(xué)大綱把利用實(shí)驗教學(xué)提高學(xué)生的實(shí)驗技能、創(chuàng )新能力、獨立思考能力、探索精神提高到了重要地位，但是在應試教育的大背景下，高中物理教學(xué)仍然重灌輸、輕啟發(fā)，重理論、輕實(shí)驗。具體表現為以下幾個(gè)方面。
(一)指導思想
由于教育觀(guān)念嚴重固化，實(shí)驗課程難以達到應有教學(xué)效果，實(shí)驗結果成了應付考試的工具。[2]有些教師為了提高所謂的教學(xué)效率，促使學(xué)生快速把握實(shí)驗知識要點(diǎn)，甚至放棄讓學(xué)生做實(shí)驗，進(jìn)行“講實(shí)驗”,讓學(xué)生“背實(shí)驗”.有些教師即使讓學(xué)生做了實(shí)驗，也沒(méi)能達到做實(shí)驗的目的。在實(shí)驗中學(xué)生只是被動(dòng)接受者，科學(xué)探究能力不受重視。因為教師把主要精力用在了規范學(xué)生的實(shí)驗操作技能上，根本不關(guān)心所用的實(shí)驗方法，以及相關(guān)的其他科學(xué)技能，學(xué)生只掌握了基本的知識點(diǎn)卻并未學(xué)會(huì )實(shí)驗的思路與方法，而且大部分實(shí)驗是以考試為導向，致使學(xué)生解決創(chuàng )新性實(shí)驗的能力不足，教學(xué)效果事倍功半。
(二)教學(xué)模式
有些教師僅僅是為了完成教學(xué)任務(wù)才安排實(shí)驗教學(xué)，仍采用填鴨式的教學(xué)方法，學(xué)生模仿教師完成實(shí)驗，沒(méi)有足夠的動(dòng)手時(shí)間與思考空間。教師采用如此的教學(xué)模式，不僅忽視了實(shí)驗對學(xué)生建構知識、形成技能的重要作用，更忽視了學(xué)生在學(xué)習中的主體地位，最終導致大多數學(xué)生在做實(shí)驗時(shí)重結果輕過(guò)程，既沒(méi)有養成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，又沒(méi)有學(xué)會(huì )解決問(wèn)題的科學(xué)方法。
(三)教學(xué)條件
很多學(xué)校的實(shí)驗儀器配置存在很多問(wèn)題。比如，儀器配置種類(lèi)較少，導致分組實(shí)驗儀器配置套數不能滿(mǎn)足分組實(shí)驗要求;實(shí)驗儀器配置過(guò)程存在缺陷，教學(xué)實(shí)際需求和配備計劃不銜接;儀器維修不及時(shí)或者儀器閑置;教師開(kāi)發(fā)實(shí)驗教學(xué)資源的實(shí)驗設備不良。以上問(wèn)題的存在，既有資金缺乏的原因，又有管理疏忽的原因。
二、提高實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量的策略
(一)改進(jìn)教學(xué)方法
根據多年實(shí)驗教學(xué)經(jīng)驗，筆者認為可以從以下方面進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)方法的改進(jìn)：第一，強調實(shí)驗前預習的必要性。教師要求學(xué)生課前學(xué)習理論知識，閱讀實(shí)驗教材，提出實(shí)驗方案。第二，實(shí)驗的過(guò)程中，教師不要一步一步地指導。教師可以觀(guān)察、巡視全班的實(shí)驗過(guò)程，發(fā)現實(shí)驗操作中存在的共性問(wèn)題，對其進(jìn)行統一講解。在試驗中鼓勵學(xué)生開(kāi)展討論和交流，共同解決實(shí)驗過(guò)程中遇到的諸如具體操作、數據采集、故障排除、誤差分析等問(wèn)題。第三，采用恰當的考核方法。教師可從多方面、多角度考查學(xué)生在實(shí)驗中的表現，同時(shí)要嚴格要求學(xué)生的數據處理、結果分析和實(shí)驗報告，不能為了實(shí)驗而實(shí)驗，更不能只做實(shí)驗卻不分析實(shí)驗結果。
(二)改善演示實(shí)驗 在驗證性試驗與探究性實(shí)驗平衡的前提下，教師可適當地把探究?jì)r(jià)值較高的演示實(shí)驗改編為探究性實(shí)驗。探究性實(shí)驗有助于提高學(xué)生的創(chuàng )新能力、自學(xué)能力及解決實(shí)際問(wèn)題的能力。如“凸透鏡成像規律”“牛頓第三定律”“機械能守恒定律”等，都可以改編成探究性實(shí)驗，在探究性試驗中可以使學(xué)生體驗規律得出的過(guò)程，加深對知識的理解。[3]以“凸透鏡成像規律”演示實(shí)驗為例，教師大都在講臺上演示實(shí)驗，學(xué)生在座位上觀(guān)察并自行總結規律。由于實(shí)驗效果不明顯，學(xué)生難以親自觀(guān)察到現象，所獲得的實(shí)驗結果也只是人云亦云。教師可以將此實(shí)驗改為學(xué)生分組實(shí)驗，這樣學(xué)生的觀(guān)察效果將會(huì )大大改善，學(xué)生自己動(dòng)手調整透鏡、光屏的距離，直接觀(guān)察變化的過(guò)程，學(xué)習效果較好。
教師可鼓勵學(xué)生親自參與實(shí)驗，為學(xué)生的知識探究提供條件，使其掌握定量研究到定性研究的科學(xué)方法。同時(shí)，實(shí)驗教師要使課堂合理有序，既要使演示實(shí)驗具有趣味性，又要順利完成教學(xué)內容。另外，對于某些不方便改編的驗證性實(shí)驗，教師可以采用師生協(xié)同演示的方式進(jìn)行實(shí)驗，即教師在示范的同時(shí)由學(xué)生操作，并由學(xué)生自行歸納總結。
(三)運用現代教學(xué)手段
教師運用多媒體虛擬技術(shù)，可將抽象、枯燥的物理概念、復雜的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程、形態(tài)各異的運動(dòng)形式直接展示在學(xué)生面前，引起學(xué)生的興趣和注意，有效調動(dòng)學(xué)生的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)，幫助知識的理解與記憶。當出現某些實(shí)驗需要展示裝置的內部結構，某些實(shí)驗反應快現象不清楚，某些實(shí)驗根本無(wú)法在實(shí)驗室中呈現，某些技術(shù)性實(shí)驗難以清楚地表達技術(shù)要領(lǐng)等問(wèn)題時(shí)，都可以用多媒體虛擬技術(shù)。例如，可以用多媒體來(lái)表達磁感線(xiàn)、電力線(xiàn)等抽象概念。有人認為課堂上利用多媒體雖然簡(jiǎn)單方便、呈現的內容多，但收效甚微。
筆者認為出現這種情況的主要原因是教學(xué)目的不夠明確，教師應該把學(xué)生的興趣點(diǎn)從多媒體多樣的形式上轉移到所要表達的教學(xué)內容上來(lái)，使學(xué)生結合教學(xué)內容明確觀(guān)察目的，捕捉實(shí)驗現象，得出正確的實(shí)驗結論。所以，在物理實(shí)驗教學(xué)中多媒體的合理使用不僅能減輕教師講解的負擔，還能帶給學(xué)生不一樣的實(shí)驗體驗，讓學(xué)生帶著(zhù)目的去學(xué)習，正確地操作實(shí)驗。
(四)強化科研方法的教育
在物理實(shí)驗中進(jìn)行科研方法教育的有效途徑是重新改進(jìn)和設計實(shí)驗。傳統實(shí)驗是驗證課本上的知識，學(xué)生只是在乎是否得到了和教師、課本一樣的實(shí)驗結果，這種教學(xué)方法，重結果而輕內容，不利于提高學(xué)生的科學(xué)素養。教師要制訂一般的教學(xué)計劃，更要制訂培育學(xué)生科研究方法的計劃，有步驟、有規劃地把科研方法教育滲透到實(shí)驗教學(xué)中，使學(xué)生得到全面、系統、科學(xué)的訓練。
教師要努力創(chuàng )造條件，加強實(shí)驗的探究性，組織學(xué)生全程參與，從材料準備、方法設計一直到觀(guān)察結果、分析數據。同時(shí)，還應注意引導學(xué)生思考“如何設計實(shí)驗”“為什么要這樣設計實(shí)驗”.[4]在實(shí)驗教學(xué)中教師也可以改變實(shí)驗條件或突出某因素的作用，降低其他因素的影響，訓練學(xué)生把握事物的主要矛盾，認識事物的本質(zhì)。在處理實(shí)驗數據時(shí)，教師應有意對重要的數據處理方法進(jìn)行強調，如比值歸納法、圖像法、線(xiàn)性類(lèi)比法等，讓學(xué)生明白通過(guò)實(shí)驗到底學(xué)到了什么，到底哪些知識能在實(shí)際中運用。例如，機械能守恒定律實(shí)驗需要把實(shí)驗數據轉換成圖像，以直線(xiàn)斜率為重力加速度;在測量白熾燈功率消耗時(shí)，要有意引導學(xué)生使用圖像法，明白截距的物理意義，通過(guò)曲線(xiàn)外推獲得結果。
(五)針對高考物理強化思維訓練
物理實(shí)驗一直是高考物理考查的重點(diǎn)，目前高考對實(shí)驗能力的考查主要側重以下幾點(diǎn)：實(shí)驗的原理、步驟，儀器的選擇和正確使用，實(shí)驗數據的分析處理。高考加強了對學(xué)生實(shí)驗能力的考查，要求學(xué)生運用所學(xué)知識，利用手邊現有儀器，解決某些新穎、靈活的實(shí)驗問(wèn)題。例如，利用浮力和杠桿原理測密度，根據所給器材測量電流表內阻，描繪平行金屬板的等勢線(xiàn)等。針對高考對物理實(shí)驗的考查，筆者認為教師在實(shí)驗教學(xué)上應針對近幾年考查較多的設計實(shí)驗題，應以高中基本物理知識為依托，有意培養學(xué)生理解實(shí)驗設計的思想和方法，創(chuàng )新書(shū)本中的實(shí)驗方法和實(shí)驗原理，將實(shí)驗進(jìn)行分解、組合、更換代替。
另外，還可以指導學(xué)生利用課本中無(wú)實(shí)驗要求的知識點(diǎn)，自行設計或改編實(shí)驗，培養學(xué)生將試驗方法和實(shí)驗思維運用到新的實(shí)驗中的能力。例如，伏安法測電阻實(shí)驗，教師可根據相關(guān)習題將測量方法拓展為“電壓表或電流表加電阻箱測電阻”“雙電流表或電壓表測電阻”,啟發(fā)學(xué)生領(lǐng)悟測量的原理，讓學(xué)生自行連接電路，處理分析實(shí)驗數據。
參考文獻：
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[2] 孟桂菊，鄭桂蓉，楊昌權。 新課程背景下的中學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)改革探討[J]. 物理通報，2006(10)：40 -42.
[3] 劉茂軍。 中學(xué)物理實(shí)驗設計思想方法拾萃[J]. 物理教師，2012(1)：17 - 18.
[4] 蔣學(xué)華。 物理教學(xué)應重視科學(xué)方法的教育[J]. 當代教育科學(xué)，2004(9)：61 - 62.
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