高中物理教材的学生实验与

【摘 要 】 实验是高中物理教材中的重要组成部分,它紧扣教材相关内容,是在教材的“指导”下完成的.本文以因此高中物理教材为例,对学生实验部分进行分析与研究,以促进实验功能的有效发挥.

【关 键 词 】 高中物理 教材实验部分 实验功能 分析

【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】 1674-4772（2013）11-001-01

一、教材实验部分分析

1. 实验的分布情况分析（高中物理新课标教材（人教版））

在高中物理教材中（人教版）共有14个实验,其中包括选修部分的4个研究性课题.从上表中我们可以看出,一是实验主要集中于力学与电磁学部分,这与高中物理的教学侧重点相一致；二是探究式实验数要多于验证性实验数,体现了新课标对于学生创造性思维培养的要求；三是实际操作的实验多于模拟实验,侧重于培养学生的动手实践能力.验证性实验与模拟性实验的所占比重虽然不高,但却是高中物理实验重要的组成部分,对于结果的验证与模拟不仅能够提高学生的学习兴趣,而且能够帮助学生较好地理解抽象概念与规律实验.

2. 结构分析.在高中物理教材中,验证性实验与探究性实验分别设置了不同的结构.一般来说,验证性实验包括问题、材料、过程、数据与观察、分析与总结、应用六个因素.在这些因素中,实验观察、数据处理、数据分析、结果计算、实践应用是核心环节,也从另一个方面体现了验证实验的功能性.与验证实验不同,探索性实验是以验证实验为基础的,然后尝试着改变其中的某些条件或因素,从而引起的结果探索.因此,它是以检测设开头的,总结应用为结尾.

3. 实验特点.综观所有的实验,我们从中总结出了如下特点：以探究能力培养为核心、以提高兴趣为动力、封闭性与开放性相结合.从上表的统计中我们看到,探究性实验占到了70%,内容涵盖了实验计划制定、数据分析对比、评估、交流、合作等,多以内隐的方式存在于教材内容中,让学生在无意识中培养技能.学生实验在表述上多以“诱导”的方式出现,通过条件、材料、步骤等的提示,一步步的让学生深入到实验的本质.这有利于激起学生的好奇心理,从而推动学生学习物理.验证性实验与探究式实验的结合就是封闭与开放的结合.这是因为验证实验要求学生要按部就班地完成实验,而探究实验则把策略告诉学生,具体行动则由学生自己决定.

二、学生实验功能的有效发挥

1. 以探究为核心,重视培养学生的探索能力.高中物理教材中探究性实验“扎堆”出现,这不仅指示了未来高考实验部分的探究题趋势,而且也体现了学生创造思维培养的重要性.再加上学生实验是高中生亲自参与物理实验的重要途径,因而它也担负着培养探究能力的重任.那么,如何培养学生的探究能力呢?笔者认为应基于验证实验本身,不断增加或减少“检测设”的条件、因素,再探讨其发生结果.例如第四章“牛顿运动定律”中关于探究“加速度与力、质量的关系”（公式F等于kma）,教材中结出的方法是：一是保持质量不变,然后探究加速度与力的关系；二是保持力不变,然后求质量与加速度的关系.针对这个问题,我们可以试着改变条件：检测设有相反力作用时,三者的关系如何?检测设物体行驶的路面粗糙不平时,对三者会产生何种影响?物体在保持匀速运动的过程中,如果受到外力作用时,它的运行方向是否发生变化?如何变化?

2. 以兴趣为动力,有效贴近学生生活实际.高中物理教材中内容,一方面来源于社会生产生活实际,另一方面其研究成果又在社会生活中被广泛应用.这种特性为我们的生活化教育模式提供了便利,能够有效提高学生的学习兴趣.相对于以往学生实验教材偏重于学术特色,而较少关注生活实际的现状,新教材更加注重与生活实际的联系,譬如家庭中的热机、太阳能综合利用等研究性课题的设置.对此,我们有必要重新审视教材、重视实验操作、重视实验的社会化.例如我们在做“测定电池的电动势和内阻”时,可以将学生分成若干个实验小组,然后由他们自行确定实验的目的、原理、材料等,并设置专门的学生进行操作、读取数据,再交给其他学生进行数据的计算与分析,经过小组成员讨论后将实验报告交给教师.

3. 以开放为手段,充分发挥开放题型功能.与英美国家的实验课程相比,我国的学生实验封闭有余而开放不足,这不仅导致了学生的主体性功能得不到充分发挥,而且久而久之对实验的兴趣也会不断下降.因此,我们有必要增加实验的开放度,尤其是“开放性”比较明显的探究性实验.借鉴美国的教学方法,笔者以为可以从以下方面着手：一是积极搭建“脚手架”,引导学生进行深入思考；二是鼓励学生独立思考,当然也可以以“小团队”的方式进行探究；三是引导学生将探究的重点集中于实验操作、观察、数据分析与处理上.据此,“开放式”实验的步骤就可为：

例如让学生操作“研究单摆的振动”的实验.该实验的目的在于研究单摆周期与摆长、摆球质量的关系.相对于其他实验来说,这个实验所用仪器较少,而且还易于操作,一般教师都会在课堂上直接给学生进行演示.与“牛顿第二定理”的探究方法一致,它都是在其他条件固定的情况下来探究二者之间的关系.

通过上述分析,我们不难发现：在物理教学中实验是不可忽视的教学内容,但需要我们对教材中的实验正确运用,并努力改进实验方法和实验形式,让学生对实验进行有心的探究,获取知识和能力.