淺談實驗在高中物理教學中的重要性

淺談實驗在高中物理教學中的重要性金敏摘要：物理學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，實驗?zāi)芗ぐl(fā)學生學習物理的興趣，提高學生的動手能力和思維能力，讓學生理解物理概念或規(guī)律的較好方式，并且從實驗中能培養(yǎng)學生的科學探究精神和態(tài)度。關(guān)鍵詞：實驗物理重要性眾所周知，物理學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，實驗?zāi)芗ぐl(fā)學生學習物理的興趣，提高學生的動手能力和思維能力，讓學生理解物理概念或規(guī)律的較好方式。高中物理，更多的是演示實驗，所謂演示實驗，是在課堂上主要由教師操作，并通過教師的啟發(fā)引導、幫助學生對實驗進行觀察思考，以達到一定教學目的的教學實驗。（1）由近幾年來高考對實驗的考查內(nèi)容來看，“LC振蕩電路”“光電效應(yīng)”“光電管”“薄膜干涉”“平拋演示儀”“X射線管”等實驗較為重要。實驗的重要性不僅僅在于符合高考考綱要求，更在于激發(fā)學生學習興趣，主動從現(xiàn)象中探索物理規(guī)律，也是學生學好物理的一種重要方法。就本人的個人體會，認為實驗有以下幾個方面的作用。一、化抽象為直觀高中物理對物理規(guī)律的學習更深入，學生已有的認知和經(jīng)驗在對某些內(nèi)容的認識中存在缺陷。比如：在學習“力的合成”時，需要理解其合成方法，即“力的平行四邊形法則”。學生聯(lián)系生活實際，已經(jīng)有感觀的認識：兩個人抬起一桶水和一個人提起這桶水效果是一樣的，兩匹馬拉動一車貨物和一頭牛拉動這車貨物效果是相同的?？墒侨绾味康卣f明合力與分力之間滿足的關(guān)系，得讓學生直觀感受幾個力的存在和大小、方向，于是想到了用一個力將橡皮筋拉到某一刻度和用兩個力把這一橡皮筋拉到同一刻度的效果也是相同的。將抽象的力的方向轉(zhuǎn)化到測力計刻度上，將抽象的力的方向轉(zhuǎn)化到細繩所在直線方向，根據(jù)兩種情況下效果相同，作出力的圖示，從而探究出合力與分力滿足的平行四邊形法則。再比如：由前面一節(jié)向心加速度的理論推導，再到向心力的表達式nn，驗證“向心力”公式時，用向心力演示儀，將向心力的大小與質(zhì)量、軌道半徑、角速度的關(guān)系用直觀的格數(shù)比較出來，讓學生記憶深刻。二、由直觀感受理解物理概念圖1學生在初中主要以觀察、實驗為基礎(chǔ)，教材內(nèi)容多為簡單的現(xiàn)象和結(jié)論，對物理概念和物理規(guī)律的認識較為粗略，而高中物理是以實驗現(xiàn)象為基礎(chǔ)，運用抽象思維和數(shù)學知識，要求揭示更深層次的物理本質(zhì)和規(guī)律。高中許多抽象的概念，如果教師僅僅只是將概念陳述或是復述出來，學生并不能有效地感知。理解、記憶。如加速度、離心力等，就加速度這一概念的理解，是高中物理教學的一個難點，這是學生以前沒有接觸到的，如何讓學生理解這一概念，讓學初步行成抽象思維，得從形象的材料入手，比如視頻展示：人、摩托車、小轎車到達終點的先后順序，觀察它們啟動時的快慢，讓學生區(qū)別速度、速度的變化量和速度變化快慢這幾個物理含義，由感性到理性，由直觀感受理解物理概念。再比如講離心運動和近心運動時，對于這兩個概念的了解，讓學生做實驗：一個學生站著某點不移動，拉著另一學生做圓周運動，中間那名同學使勁一逮，外面那個同學靠近中心，更能讓學生理解“供需”關(guān)系中，提供的力大于做圓周運動所需要的力時，物體做近心運動。隨堂的小實驗，形象直觀，學生記憶更深刻。圖1三、對物理規(guī)律的深入理解在初步了解物理概念后，由實驗入手，深入理解物理規(guī)律，有利于學生形成物理思維。如對平拋運動的理解：由運動的合成與分解，將平拋運動分解為水平方向和豎直方向的兩個分運動來等效替代平拋運動，并且由理論推導可知水平方向是勻速直線運動，豎直方向是自由落體運動。對這兩個分運動性質(zhì)的認識，可用圖1所示，小錘打擊彈性金屬片，A球水平飛出，同時B球被松開，自由下落。A、B兩球同時開始運動，觀察兩個小球哪個先落地。學生通過觀察，發(fā)現(xiàn)兩個小球幾乎同時落地，改變出發(fā)點高度，依然觀察到同樣的現(xiàn)象。學生已經(jīng)知道B球做自由落體運動，于是得出做平拋運動物體在豎直方向上是自由落體運動這一結(jié)論。同理，水平方向上也可做對比實驗進行研究，現(xiàn)象一目了然。四、幫助學生建立物理模型圖2學生之所以覺得物理難，很大程度是因為不能獨自將生活情境與物理模型聯(lián)系起來，就體現(xiàn)為不能讀懂題意，無法正確分析物體運動過程。比如圓錐擺模型，得實實在在拿一個單擺模型給學生看，讓他們真真切切看到單擺的運動情況，才能找到運動平面和軌跡。又比如有的學生無法想象出地球上除赤道和兩極上的點的運動軌跡。在于空間想象能力不足，這時候拿器材演示就相當有必要，用一個地球儀去說明，從而讓學生感知某點的運動軌跡，觀察到某點的運動平面。然后提取物理模型——勻速圓周運動。再比如豎直平面內(nèi)的圓周運動，“水流星”的展示，繩模型，桿模型的展示都相當有必要。在解題時，由已有模型入手，比如圖2所示情形，質(zhì)量＝g的小球用細線拴住，線長，細線所受拉力達到時就會被拉斷。當小球從圖示位置釋放后擺到懸點的正下方時，細線恰好被拉斷。若此時小球距水平地面的高度，重力加速度g2，求小球落地處到地面上點的距離？（點在懸點的正下方），這里只需學生由分析出已有模型——豎直平面內(nèi)的圓周運動最低點和平拋運動即可進行解決，兩個過程靠圓周運動最低點的速度等于平拋運動水平初速度聯(lián)系起來。圖2五、增強學生學習興趣，提高注意力很多時候，以實驗導入課題，能在一開始就吸引學生注意力，保持飽滿的精神。比如：在“豎直上拋運動”的學習中，先讓兩名同學比跳高，學生都很感興趣，積極配合，然后總結(jié)一句：將自己“拋了起來”，再到沿豎直方向“拋”了起來，再到忽略空氣阻力的情況下，只受重力，從而很快了解這一概念，繼續(xù)探究規(guī)律時還能有熱情來學習。雖然理論知識的講解能提高學生的理解能力，但純粹的講解，傳統(tǒng)式的講授，會讓學生聽得很疲勞，不自覺地走神，開小差，導致學習效果差，學習效率不高。適當適時的課堂小實驗會讓學生更快地理解、掌握知識。比如在講功率時，大篇幅的理論講述，想要學生明白做功的快慢與做功的多少事兩個概念，舉了很多例子，不如讓學生動手：兩名學生數(shù)不同紙張，看用時多少去比快慢。更能體會做功多不一定做功快，做功少不一定做功慢，而且活躍了課堂氣氛。學生畢竟具有童心，“愛玩”的天性讓他們對實驗樂此不疲，“好奇心”讓他們對實驗現(xiàn)象提出問題，從而學習物理規(guī)律。六、培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和作風，是物理實驗教學中對物理科學自身文化內(nèi)涵的教育，是科學教育中人文素養(yǎng)的培養(yǎng)?？茖W態(tài)度就是求真的態(tài)度、實事求是的態(tài)度。（2）由科學探究環(huán)節(jié)：（1）提出問題；（2）猜想與假設(shè)；（3）制訂計劃與設(shè)計實驗；（4）進行實驗與搜集證據(jù)；（5）分析與論證；（6）評估；（7）交流與合作。在課堂教學中，這幾個環(huán)節(jié)層層相扣，教師教學時，應(yīng)該注重每一步的自然銜接與地位體現(xiàn)，讓學生明白實驗數(shù)據(jù)要可靠真實，實驗步驟要嚴密仔細，科學態(tài)度要嚴謹細致。比如在使用彈簧測力計時，操作要規(guī)范，用兩個測力計共同測物體重力時，不能斜拉物體進行測量；又如探究力的合成方法，驗證“平行四邊形法則”時，彈簧測力計應(yīng)該保持和紙面平行等，我們允許實驗存在誤差，但應(yīng)排除錯誤，并盡量減小誤差。如果是演示實驗，教師應(yīng)該更加嚴謹，不能讓學生覺得“差不多就行”、“只差了一個數(shù)據(jù)”、“只傾斜了一點”這些無所謂。七、總結(jié)生活離不開物理，物理離不開實驗，由實驗入手，可以幫助學生更好、更快掌握物理本質(zhì)和規(guī)律。將抽象的概念轉(zhuǎn)化為形象直觀的現(xiàn)象進行理解和深入探究，還能幫助學生建立物理模型，聯(lián)系生活，將生活情境轉(zhuǎn)化到物理模型中，從而解決生活實際問題，還可以增添課堂趣味性，幫助學生輕松快樂學習，同時，從實驗過程中體會嚴謹?shù)目茖W歹毒和作風，課堂中隨時可以創(chuàng)造隨堂小實驗，教師應(yīng)注重實驗的切入和指導。參考文獻（1）高衛(wèi)東,田美.高中物理演示實驗之我見.延邊教育學