刊名: 教育研究
主办: 中国教育科学研究院
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 1002-5731
CN: 11-1281/G4
邮发代号:2-277
历史沿革:
专题名称:教育理论与教育管理
期刊荣誉:社科双效期刊;国家新闻出版总署收录;中国期刊网核心源刊;CSSCI 中文社会科学引文索引来源期刊;北京大学《中文核心期刊要目总览》来源期刊;
创刊时间:1979
如何上好一堂高中物理实验课
【作者】 张 丰
【机构】 四川省平昌中学
【摘要】【关键词】
【正文】 摘 要:众所周知,物理学是以实验为基础的学科。高中物理实验课堂上通过老师讲解实验、学生观察实验、学生操作实验,可以使学生掌握实验的基本原理、基本步骤、基本方法、实验中的注意事项、实验误差分析,培养学生的实验能力。高中物理教学必须以实验为基础,这是由实验本身的特点及其在物理教学中的作用所决共同定的。本文中我就“如何上好一节高中物理实验课”谈谈我自己的心得体会,希望给大家有所启发。
关键字:高中物理、物理实验课、教学技能
一、高中物理实验的重要性
物理学中许多重要的定律、概念和理论都是通过实验,对大量的物理现象进行分析、归纳、比较综合后总结出来的。物理实验是物理学习的一个重要方面。作为一名高中物理教师,在多年来的工作中我深深的体会到物理实验教学在物理学习中的重要地位。但是,目前在很多落后地区由于教育资源匮乏,实验设备、实验仪器配置不够完善。很多老师对实验课也只是照本宣科,很少组织学生到实验室操作实验。针对上述情况,我们急需要改正,在文章中我和大家分享一下我自己在“如何上好一堂高中物理实验课”上的心得体会。
二、实验进行前需要充分讲解
相对普通的物理课堂,物理实验课需要更多的准备工作。高中物理实验课的内容较多,物理实验是在学生有了一定的知识储备之后才进行的,可以说高中物理实验课是对已经教授的课堂内容的延伸和拓展。同时,高中物理实验课既要考虑学校实验器材的数量、质量;又要考虑学生的接受能力、认知程度;同时还要考虑实验探究的难易程度及可行性。
1、讲解实验
在进行物理实验课之前必须要用一到两个课时对实验中所涉及的实验原理、实验器材、实验数据的测量方法、实验数据的处理方法、实验中涉及的误差(包括系统误差和偶然误差)进行讲解。
比如:在“用打点计时器测加速度”的实验中[1]。首先,老师需要讲解打点计时器的打点时间间隔、打点计时器所使用的电源要求、电火花打点计时器和电磁打点计时器的区别以及先进性。其次,老师需要讲解打点计时器打出的纸带的处理方法。如何选出合适的点以及为什么要这么做;如何利用纸带上的点计算出具体某个点的速度以及利用了所学的那部分知识;如何从通过几个具体的速度算出来整个过程的加速度;如何尽量多的利用所得到数据以及为什么要这么做。最后,老师需要讲解在整个过程的注意事项,误差来源。比如:先放小车还是先开打点计时器的电源?那些地方可以产生误差,误差使得测量结果偏大还是偏小?
2、利用多媒体动画模拟实验过程
实验课堂是一个具体的形象的课堂,很多学生往往不能想象出来具体的实验过程以及实验结果。为了弥补学生想象力的不足,可以利用Flash丰富的语言编程功能,制作互动性强、仿真度高的课件。上课时,让学生在多媒体上对课件进行操作,模拟出一个形象的具体的实验过程,让学生在观摩、操作中达到很好的学习效果。
例如:在进行“平抛运动”的实验[2]教学之前,考我利用Flash制作了互动性、仿真性比较高,可以方便地进行模拟操作的“平抛运动”实验课件。在教学过程中,我让学生在多媒体上单独或分组利用课件对实验进行模拟操作。学生用课件模拟操作实验就如同玩电脑游戏一样,在既轻松又需要不断动脑思考的情况下,圆满的完成了这次实验探究教学任务,达到了事半功倍的效果。
3、组织学生分析实验误差以及对实验的改进方案
在讲解完实验过程后,不要急着把实验中的注意事项和实验误差灌输式的告诉学生。应该让学生独立思考一下该实验过程中应该注意哪些事项;如果不注意该事项将导致什么样的后果;实验中由于那些因素将导致什么样的误差,这些误差是人为导致的还是系统本身缺陷导致的。
例如:在进行“验证牛顿第二定律”实验[3]中让学生思考并计算以下几个问题:(1)为什么要保证M>>m是减小本实验系统误差的关键?(2)为什么要采用“垫板法”平衡摩擦力,在改变小车质量后还需不需要再重新调整?(3)为什么可以采用气垫导轨代替滑板,采用气垫导轨后还需不需要垫板,采用气垫导轨后还要不要保证M>>m?(4)如果平衡摩擦力做得不好,则图像会不会通过坐标原点,为什么?(5)如果不满足M>>m的条件,图像将是一条直线还是曲线?通过思考不仅使学生理解了实验,同时也明白了什么样的现象是因为什么样的误差导致。
三、到实验室操作
“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”这句古语用来形容高中物理实验课是最好不过的。在高中物理实验课上,如果教师只注重讲解和演示不要求学生亲自操作。学生是很难形成完整清晰的实验步骤,很难理解实验过程中应该注意的事项。通过实验操作,可以使学生对物理实验获得明确、具体的认识。
例如:在“测量未知电阻R的阻值”的实验中。我虽然反复讲解了内接法、外接法以及限流式接法、分压式接法,但是在按照实验原理图连接实物图的题目中很多同学还是出现了各种错误。原因在于学生只是知道选择哪一种接法,但并没有实际操作,所以在连接的时候就很容易出错。针对该问题我反复讲解了几道实验题,并做了相应的巩固训练,但是提高甚微。于是,我带学生到实验室亲自操作之后。很多学生在操作时候就发现问题,并很清楚的区别开了分压式接法和限流式接法,在后面的练习中也有较大的提高。
四、提交实验报告
很多老师认为实验报告是在大学物理实验才提交的,而对高中物理实验没必要那么正规,最多交份关于实验数据的作业就好了。但是我觉得完全不是这样的。第一,很多学生在实验室存在抄袭的行为,他认为:“一个组的实验数据当然一样,别人做一下,我到时候抄袭一份交上去就好了”。针对该问题,我依旧让学生分组讨论做实验,而且只需要交一份实验报告便可以。但是我要求他们明确标明操作人员、实验数据记录人员、实验误差分析人员、实验图表绘制人员。这样我在实验室只需要要求每组学生的实验操作都合格、数据记录都完整之后才可以离开实验室。第二,后期的实验误差分析过程中,我依旧要求他们按照之前所分的组进行讨论得出结果。将结果记录在报告册上,并作为以后复习的资料。第三,我随机抽查实验报告册,按照报告册分组上面的人员提问,这些问题包括操作过程、数据记录、误差分析、图表绘制。这样不仅可以加深学生的印象,也提高了学生相互讨论、相互学习的积极性。很好的体现了新课标要求的“以教师为主导,以学生为主体,以学为主,以教为辅”的思想。
五、小结
随着教学改革的发展,高中物理实验得到了逐步加强。但是总体来说,在高中物理教学过程中,高中物理实验仍是薄弱环节,它极大地影响着物理教学质量的提高。与时代发展对人才的要求很不适应。虽然原因是多方面的,但教师的教育理念、实验素质以及上好一节实验课的技能是很重要的因素。因此,高中物理实验课对教师而言,有必要改变教育理念,提高高中物理实验课的教学技能,从更深的层次认识高中物理实验的地位和作用。加强实验课和理论教学的结合,让高中物理实验教学在高中物理教学中发挥重要的作用。
参考文献:
[1]肖永“用打点计时器测加速度”实验数据处理方法再探讨《济南职业学院学报》,2011,第4期:81-83
[2]孙俊跃平抛运动演示装置的设计[J].物理实验. 2005.第9期.25卷
[3] 郭赵元对“气垫导轨验证牛顿第二定律”的探究 东南大学大学物理实验研究论文, 2011年6月
作者简介:张丰,男(汉),陕西渭南人,平昌中学高中物理教师(研究生),从事物理课程教学研究。
关键字:高中物理、物理实验课、教学技能
一、高中物理实验的重要性
物理学中许多重要的定律、概念和理论都是通过实验,对大量的物理现象进行分析、归纳、比较综合后总结出来的。物理实验是物理学习的一个重要方面。作为一名高中物理教师,在多年来的工作中我深深的体会到物理实验教学在物理学习中的重要地位。但是,目前在很多落后地区由于教育资源匮乏,实验设备、实验仪器配置不够完善。很多老师对实验课也只是照本宣科,很少组织学生到实验室操作实验。针对上述情况,我们急需要改正,在文章中我和大家分享一下我自己在“如何上好一堂高中物理实验课”上的心得体会。
二、实验进行前需要充分讲解
相对普通的物理课堂,物理实验课需要更多的准备工作。高中物理实验课的内容较多,物理实验是在学生有了一定的知识储备之后才进行的,可以说高中物理实验课是对已经教授的课堂内容的延伸和拓展。同时,高中物理实验课既要考虑学校实验器材的数量、质量;又要考虑学生的接受能力、认知程度;同时还要考虑实验探究的难易程度及可行性。
1、讲解实验
在进行物理实验课之前必须要用一到两个课时对实验中所涉及的实验原理、实验器材、实验数据的测量方法、实验数据的处理方法、实验中涉及的误差(包括系统误差和偶然误差)进行讲解。
比如:在“用打点计时器测加速度”的实验中[1]。首先,老师需要讲解打点计时器的打点时间间隔、打点计时器所使用的电源要求、电火花打点计时器和电磁打点计时器的区别以及先进性。其次,老师需要讲解打点计时器打出的纸带的处理方法。如何选出合适的点以及为什么要这么做;如何利用纸带上的点计算出具体某个点的速度以及利用了所学的那部分知识;如何从通过几个具体的速度算出来整个过程的加速度;如何尽量多的利用所得到数据以及为什么要这么做。最后,老师需要讲解在整个过程的注意事项,误差来源。比如:先放小车还是先开打点计时器的电源?那些地方可以产生误差,误差使得测量结果偏大还是偏小?
2、利用多媒体动画模拟实验过程
实验课堂是一个具体的形象的课堂,很多学生往往不能想象出来具体的实验过程以及实验结果。为了弥补学生想象力的不足,可以利用Flash丰富的语言编程功能,制作互动性强、仿真度高的课件。上课时,让学生在多媒体上对课件进行操作,模拟出一个形象的具体的实验过程,让学生在观摩、操作中达到很好的学习效果。
例如:在进行“平抛运动”的实验[2]教学之前,考我利用Flash制作了互动性、仿真性比较高,可以方便地进行模拟操作的“平抛运动”实验课件。在教学过程中,我让学生在多媒体上单独或分组利用课件对实验进行模拟操作。学生用课件模拟操作实验就如同玩电脑游戏一样,在既轻松又需要不断动脑思考的情况下,圆满的完成了这次实验探究教学任务,达到了事半功倍的效果。
3、组织学生分析实验误差以及对实验的改进方案
在讲解完实验过程后,不要急着把实验中的注意事项和实验误差灌输式的告诉学生。应该让学生独立思考一下该实验过程中应该注意哪些事项;如果不注意该事项将导致什么样的后果;实验中由于那些因素将导致什么样的误差,这些误差是人为导致的还是系统本身缺陷导致的。
例如:在进行“验证牛顿第二定律”实验[3]中让学生思考并计算以下几个问题:(1)为什么要保证M>>m是减小本实验系统误差的关键?(2)为什么要采用“垫板法”平衡摩擦力,在改变小车质量后还需不需要再重新调整?(3)为什么可以采用气垫导轨代替滑板,采用气垫导轨后还需不需要垫板,采用气垫导轨后还要不要保证M>>m?(4)如果平衡摩擦力做得不好,则图像会不会通过坐标原点,为什么?(5)如果不满足M>>m的条件,图像将是一条直线还是曲线?通过思考不仅使学生理解了实验,同时也明白了什么样的现象是因为什么样的误差导致。
三、到实验室操作
“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”这句古语用来形容高中物理实验课是最好不过的。在高中物理实验课上,如果教师只注重讲解和演示不要求学生亲自操作。学生是很难形成完整清晰的实验步骤,很难理解实验过程中应该注意的事项。通过实验操作,可以使学生对物理实验获得明确、具体的认识。
例如:在“测量未知电阻R的阻值”的实验中。我虽然反复讲解了内接法、外接法以及限流式接法、分压式接法,但是在按照实验原理图连接实物图的题目中很多同学还是出现了各种错误。原因在于学生只是知道选择哪一种接法,但并没有实际操作,所以在连接的时候就很容易出错。针对该问题我反复讲解了几道实验题,并做了相应的巩固训练,但是提高甚微。于是,我带学生到实验室亲自操作之后。很多学生在操作时候就发现问题,并很清楚的区别开了分压式接法和限流式接法,在后面的练习中也有较大的提高。
四、提交实验报告
很多老师认为实验报告是在大学物理实验才提交的,而对高中物理实验没必要那么正规,最多交份关于实验数据的作业就好了。但是我觉得完全不是这样的。第一,很多学生在实验室存在抄袭的行为,他认为:“一个组的实验数据当然一样,别人做一下,我到时候抄袭一份交上去就好了”。针对该问题,我依旧让学生分组讨论做实验,而且只需要交一份实验报告便可以。但是我要求他们明确标明操作人员、实验数据记录人员、实验误差分析人员、实验图表绘制人员。这样我在实验室只需要要求每组学生的实验操作都合格、数据记录都完整之后才可以离开实验室。第二,后期的实验误差分析过程中,我依旧要求他们按照之前所分的组进行讨论得出结果。将结果记录在报告册上,并作为以后复习的资料。第三,我随机抽查实验报告册,按照报告册分组上面的人员提问,这些问题包括操作过程、数据记录、误差分析、图表绘制。这样不仅可以加深学生的印象,也提高了学生相互讨论、相互学习的积极性。很好的体现了新课标要求的“以教师为主导,以学生为主体,以学为主,以教为辅”的思想。
五、小结
随着教学改革的发展,高中物理实验得到了逐步加强。但是总体来说,在高中物理教学过程中,高中物理实验仍是薄弱环节,它极大地影响着物理教学质量的提高。与时代发展对人才的要求很不适应。虽然原因是多方面的,但教师的教育理念、实验素质以及上好一节实验课的技能是很重要的因素。因此,高中物理实验课对教师而言,有必要改变教育理念,提高高中物理实验课的教学技能,从更深的层次认识高中物理实验的地位和作用。加强实验课和理论教学的结合,让高中物理实验教学在高中物理教学中发挥重要的作用。
参考文献:
[1]肖永“用打点计时器测加速度”实验数据处理方法再探讨《济南职业学院学报》,2011,第4期:81-83
[2]孙俊跃平抛运动演示装置的设计[J].物理实验. 2005.第9期.25卷
[3] 郭赵元对“气垫导轨验证牛顿第二定律”的探究 东南大学大学物理实验研究论文, 2011年6月
作者简介:张丰,男(汉),陕西渭南人,平昌中学高中物理教师(研究生),从事物理课程教学研究。