物理实验教学方法

摘 要： 物理学是一门以实验为基础的科学,物理实验是物理学科区别于其他学科的显著特征,是培养思维能力、操作能力有效载体,是得出结论的重要依据.探究性实验教学在物理教学中有不可替代的地位和作用.本文对“探究性实验”“自主设计实验”“开展课外实验”提出了相应的思考.

关 键 词 ： 验证性实验 探究性实验 自主设计实验 高中物理实验教学

探究性学习是指学生在老师的指导下,在一定情境中发现问题,以类似科学研究的方式,通过自主地探索研究,解决问题并获得知识、技能、情感与态度的发展,尤其是探索精神和创新能力的发展的学习方式和学习过程.物理实验是物理学科的产生和发展过程中最现实、生动、有效、严密的载体,是物理学科区别于其他学科的显著特征.物理学科的这一基本特征,体现了探究性实验在物理教学中的突出地位和独特作用.经过在教学实践中开展探究性实验的初步尝试,我认为在高中物理教学中开展探究性实验应注意以下几个方面.

一、把“验证性实验”设计成“探究性实验”

验证性实验的目的是让学生通过实验验证自己学过的相关理论的正确性,从而加深对知识的理解,提高推理能力、分析能力、训练其实验技能.如验证机械能守恒定律等.探究性实验是在不知晓实验结果的前提下,学生根据问题研究的需要在自我检测设的指引下去获取支持或推翻检测设的探究过程.探究性实验的目的在于让学生通过观察测量活动和归纳概括的思维方式来建立概念和规律,让学生接触探究和发现的过程和方法,发展学生的创造能力、批判能力、探究能力.如探究求功和速度变化的关系等.

当前高中物理教材中把以往许多验证性实验改成了探究性实验,比如把验证力的平行四边形定则改成了探究求合力的方法.这充分说明了探究对学生学习的重要性.所以我们在实际教学中可以把一些演示实验设计为探究性实验,对当前物理学习中的重、难点进行专项研究,促使学生对当前学习到的知识予以巩固,达到对重点知识的深层次理解,以便对难点知识有效突破.

二、自主设计探究性实验

在具体的教学过程中,有必要结合教学进度,自己设计一些探究性实验.例如：在学习单摆知识时,可以设计探究单摆周期与什么因素有关的实验.过程如下：

实验：（1）做一个单摆；（2）把单摆固定在桌上使其能自由摆动；（3）观测并记录15秒单摆摆动的次数.

提出问题：为什么每个小组记录的摆动次数不一样?

猜想与检测设：测量有问题、与绳子的长度有关、与小球的直径有关、与小球的质量有关、与启动高度有关等

设计实验：分组做不同的实验

分析与讨论：比较每组的数据

结论：摆动次数的差别是绳子的长度不同造成的.

进一步：将不同绳长的单摆与摆动次数对应起来.

分析、讨论、结论：一定时间内单摆摆动的次数随绳子的长度的减少而增加等

在具体的学习过程中,多鼓励学生对一些有疑点的问题进行分组讨论,分别设计实验方案并动手做实验来解决问题.在设计方案过程中老师作适当的指点,让他们进行大胆探索,最后经过探索并讨论得出结论,从而抓住了解决问题的突破口.这样让学生运用贮存在自己头脑中的知识,通过独立探索来获取新知识,在新情境中解决新问题,产生新见解.不但使学生掌握了知识和技能,而且培养了他们不断探索、大胆创新的科学品质.

三、引导开展课外探究性实验

物理是一门与社会、生活密切联系的学科,在我们高一阶段开设了研究型学习和通用技术科目.是为了让学生学习的课堂知识与生活实践能有机地结合起来.在教材上也给我们留下了许多值得研究的小课题.比如分析自行车上的圆周运动、菜刀上的力学问题、摇绳是否可以发电,等等,让学生在课余时间,根据兴趣和爱好自愿组成一组,通过收集资料,分析研究,设计可行的实验方案,动手探究实验,最后得出实验结论,当然通过一系列的活动,也许学生得不到正确的结论,但是一定可以发现许多问题.爱因斯坦说：“发现一个问题比解决一个问题更重要.”当学生发现了问题时,说明他经过了认真的研究和思考,这是一个理论与实践相融合的过程,巩固了知识又开发了思维.在这种情况下需要老师帮助学生分析实验失败的原因,充分肯定学生的探究过程和探索精神,培养他们养成主动探究的意识和习惯,至于探究结果,相对于过程来说并不是很重要了.

四、对开展探究性实验的几点思考

在实施探究性实验教学过程中,我对开展探究性实验教学总结出以下几点建议.

（一）在开展探究性实验的过程中,老师要为学生设计合适的实验内容.内容的选择不能过于繁杂,要适合学生的年龄特点和认知水平,要依据学生身心发展的规律分层次展开,分阶段提高.

（二）在开展探究性实验的过程中,老师应满足学生的探究欲、保护学生的好奇心,鼓励学生大胆地提出自己的想法.即使学生提出的不全面、不完善甚至错误的实验方案,老师也要找出其中闪光的地方给予表扬和鼓励,充分肯定学生在提出实验方案的过程中能主动参与的精神和敢于设想作风.

（三）在开展探究性实验的过程中,老师应该给学生动手操作的机会,在保证安全的前提下允许学生按照自己的方案进行实验活动,在学生研究设计,动手准备,亲自操作的过程中,让学生经历失败的磨难、体验操作的乐趣、感受进步的欣喜、享受成功的喜悦,从而锻炼学生的探究能力,并培养坚韧不拔的品质.