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設計型實(shí)驗物理教學(xué)論文
一、高中物理設計型實(shí)驗題的特點(diǎn)
1.利用教材原始實(shí)驗，考查學(xué)生的實(shí)驗技能
實(shí)驗技能主要是指對實(shí)驗原理的理解技能，正確使用儀器和器材的操作技能，分析處理數據的技能，實(shí)驗結果的分析技能等諸方面的綜合技能。新課改要求充分利用原始的高中物理實(shí)驗，通過(guò)改變實(shí)驗儀器，同時(shí)結合新的設計方案，一并考察學(xué)生的實(shí)驗技能。
2.利用源于教材的“設計型”實(shí)驗考查學(xué)生的應用技能
應用技能是理論聯(lián)系實(shí)際的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的技能，應用技能的高低能反映學(xué)生的綜合技能。
3.利用高中原始教材的“設計型”實(shí)驗對學(xué)生的創(chuàng )新技能進(jìn)行考查
新課改要求利用高于高中物理教材的“設計型”實(shí)驗，改變實(shí)驗原理，設計新方案，考查學(xué)生的創(chuàng )新技能。
二、高中物理設計型實(shí)驗題解題技能的培養
近幾年各地高考物理試題雖然大量采用了“設計型”實(shí)驗，突出考查學(xué)生實(shí)驗技能、應用技能和創(chuàng )新技能，使學(xué)生較為深入地學(xué)習物理實(shí)驗的有關(guān)理論、方法和技能；進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)驗素養，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗探究的興趣；增強學(xué)生的創(chuàng )新意識；培養學(xué)生實(shí)事求是、嚴謹認真的科學(xué)態(tài)度；養成交流與合作的良好習慣；發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐技能。但它還是以高中物理教材實(shí)驗為基礎改編而來(lái)的，是教材實(shí)驗的延伸與發(fā)展。心理學(xué)認為：“技能”是一種內化了的個(gè)體經(jīng)驗，因此，我們不能以培養學(xué)生的實(shí)驗技能為理由，放松對高中物理教材實(shí)驗的教學(xué)，到處找新實(shí)驗做。高中學(xué)生的實(shí)驗設計技能、應用技能和創(chuàng )新技能的培養，只能在平時(shí)高中物理實(shí)驗學(xué)習中有目的有計劃的訓練，通過(guò)自己的努力不斷總結、歸納積累才能形成。因此，筆者認為采取以下三個(gè)措施，有利于培養學(xué)生的實(shí)驗設計技能、應用技能和創(chuàng )新技能。
1.重視實(shí)驗原理和實(shí)驗方法的發(fā)散和集中，培養實(shí)驗設計技能
�。�1）同一個(gè)實(shí)驗原理，學(xué)生可以按不同的器材設計方案。如驗證玻意耳定律的實(shí)驗，可用注射器封閉一定質(zhì)量的氣體進(jìn)行驗證，也可以用一根適當長(cháng)的粗細均勻的細玻璃管，水平放置時(shí)用一段水銀柱封閉一定質(zhì)量的氣體進(jìn)行驗證，其實(shí)驗原理相同，實(shí)驗步驟、測量方法完全不同。
�。�2）同一個(gè)實(shí)驗目的，學(xué)生可以按不同的原理設計方案。如測定當地的重力加速度，可用單擺的原理，通過(guò)測量單擺的擺長(cháng)和周期來(lái)測定，也可用自由落體的原理，通過(guò)頻閃照相的方法來(lái)測定。又如測量凸透鏡的焦距，有平面鏡輔助法、凸透鏡成像公式法、“共軛法”等等。
�。�3）同一個(gè)實(shí)驗方法，學(xué)生可以推廣用于多種儀器。如測定平行玻璃磚的折射率的方法，對三棱鏡和半圓形透明體也同樣適用，在這一實(shí)驗中，教師要求各小組用不同形狀的玻璃體測折射率后，再做測定三棱鏡的折射率的試題，得分率肯定高。如果我們在實(shí)驗教學(xué)中，培養學(xué)生運用發(fā)散集中思維思考實(shí)驗原理及實(shí)驗方法，對提高他們的實(shí)驗技能將會(huì )有莫大的幫助。
2.重視實(shí)驗裝置的開(kāi)發(fā)與利用，培養學(xué)生的實(shí)驗技能
�。�1）同一個(gè)實(shí)驗裝置于器材，學(xué)生可以做多個(gè)實(shí)驗。如用注射器這套裝置，既可以驗證玻耳定律，也可以驗證查理定律。又如“斜槽”裝置既可用于研究平拋物體運動(dòng)的實(shí)驗，也可用于驗證動(dòng)量守恒的實(shí)驗。
�。�2）多個(gè)實(shí)驗裝置，學(xué)生可以做同一個(gè)實(shí)驗。如測量電源的電動(dòng)勢和內阻的實(shí)驗，可用伏安法測（電流表＋電壓表＋滑動(dòng)變阻器）；可用Ｉ—Ｒ法測，也就是“電流表＋定值電阻或電流表＋電阻箱”；還可用Ｕ—Ｒ法測，也就是“電壓表＋定值電阻或電流表＋電阻箱”。
�。�3）創(chuàng )新利用新儀器。學(xué)生可以根據提供的說(shuō)明書(shū)，使用新儀器解決新問(wèn)題。
3.開(kāi)發(fā)“設計型”實(shí)驗，培養實(shí)驗創(chuàng )新技能
�。�1）開(kāi)發(fā)演示實(shí)驗，培養學(xué)生創(chuàng )新思維物理學(xué)科每一重大發(fā)現都是以“設計型”實(shí)驗為基礎的。如伽利略用理想斜面實(shí)驗證明“力不是維持物體運動(dòng)的原因”；庫侖在電量還無(wú)法測定的時(shí)候，用庫侖扭秤測出庫侖力與距離平方的反比關(guān)系———庫侖定律等這些創(chuàng )新思維，將會(huì )對學(xué)生產(chǎn)生潛移默化的影響，促使學(xué)生產(chǎn)生創(chuàng )造性的思維。因此，物理教師要發(fā)掘物理演示實(shí)驗中巧妙構思和方法，來(lái)啟迪學(xué)生的創(chuàng )新思維。
�。�2）開(kāi)發(fā)學(xué)生實(shí)驗，鍛煉學(xué)生的設計技能。
�。�3）開(kāi)發(fā)新實(shí)驗，發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗應用技能和創(chuàng )新技能
4.解答物理設計型實(shí)驗題，必須要重視課外實(shí)驗的開(kāi)展
要掌握高中物理設計型實(shí)驗題的解法，平時(shí)要重視課外實(shí)驗的開(kāi)展，提倡“瓶瓶罐罐當儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗”，因為這些實(shí)驗是學(xué)生或老師自己設計、自己尋找的實(shí)驗物品，通過(guò)這些實(shí)驗設計進(jìn)行探索、驗證，拉近了高中物理內容與生產(chǎn)、生活實(shí)際的距離，讓學(xué)生深切地感受到科學(xué)的真實(shí)性。從另一個(gè)角度講，由于這些物品并不是來(lái)做實(shí)驗用的，這種做法本身就是一種創(chuàng )新，也有利于學(xué)生創(chuàng )新思維的培養。長(cháng)此以往，學(xué)生會(huì )留心我們的周?chē)�，發(fā)現很多物理現象，產(chǎn)生許多疑問(wèn)，如果就此開(kāi)動(dòng)腦筋，會(huì )養成學(xué)生的探索興趣和良好的思維習慣。
三、結語(yǔ)
新課標的“物理實(shí)驗專(zhuān)題”模塊的設計尤其注重從以下幾個(gè)方面培養學(xué)生：經(jīng)歷實(shí)驗探究過(guò)程；強化實(shí)驗方案的自我設計；深入對實(shí)驗過(guò)程和實(shí)驗誤差分析；重視對實(shí)驗方案和實(shí)驗結果評估等。高中物理設計型實(shí)驗題主要有三類(lèi)：
�。�1）設計實(shí)驗器材與裝置：根據題中實(shí)驗目的和給出的器材，要求考生選擇所需器材，并進(jìn)行組裝連接（尤其是以電路設計為多）；
�。�2）設計實(shí)驗方案：題目給出實(shí)驗目的、要求、相關(guān)條件，讓考生設計實(shí)驗方案，寫(xiě)出原理或操作步驟；
�。�3）處理實(shí)驗數據：根據設計方案和裝置，測出有關(guān)數據，進(jìn)而求出待測值或得出結論。
隨著(zhù)高考制度及命題的改革，物理試題命題越來(lái)越顯示出科學(xué)性和有效性。全國高考的命題立足于中學(xué)“教學(xué)大綱”和“考試說(shuō)明”以及教材規定的知識范圍命題，注意不超不偏不怪，注重技能的考查；試題穩中有變，且命題每年都有新意，較好的體現了有利于高校選拔人才、有利于中學(xué)物理教學(xué)、有利于課程改革。物理“設計型”實(shí)驗并不神秘，只是在原始實(shí)驗的基礎上改變實(shí)驗目的、改進(jìn)實(shí)驗原理、改進(jìn)實(shí)驗方法來(lái)考查學(xué)生的實(shí)驗技能、應用技能和創(chuàng )新技能。只要我們重視每一個(gè)演示實(shí)驗和學(xué)生實(shí)驗的設計思想與實(shí)驗方法，像做物理習題那樣，適當進(jìn)行“一題多變”與“一題多解”，學(xué)生的實(shí)驗技能、應用技能和創(chuàng )新技能就會(huì )極大地提高。
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