如何提高高中物理实验教学的有效性

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  物理学中,概念的形成、规律的发现、理论的建立,都有赖于实验,其正确性要不断受到实验的检验.历史上和现实中的无数事例表明,物理学离不开实验.同样,对于高中物理教学来说也离不开实验,高中物理课程中有些概念比较抽象,教师透过物理实验,就能直观生动演示出物理现象,把重要知识、概念传递给学生.学生在物理实验中,认真观察、动手操作,学到书本中必须掌握的知识,提升各方面的能力.因此实验教学是物理教学的重要形式,如何增强高中物理实验教学的有效性至关重要,笔者就自己的体会发表以下几点看法.
  1让学生知道为什么做物理实验
  1.1经历科学过程,体会科学方法,树立科学的价值观
  尽管课本中的物理实验比较简单,但是,“麻雀虽小,五脏俱全”,其中的各类学生实验,已经包括了科学实验的大多数要素.例如,课本中有许多探究性实验,虽然问题是课本提出来的,但做出假设、设计实验、进行实验操作、数据处理等环节,都视具体情况不同程度地留给同学们去做,让同学们在做中体会科学的方法.学到科学的方法,不仅在物理学习中有用,在今后认识不同领域的事物时都会受益.
  1.2更加热爱科学,体验科学工作的乐趣
  物理学决不是有些同学想象的那么乏味.实验时会接触新鲜的器材、看到新奇的现象……这些固然有趣,而经过一番巧妙的设计、谨慎的操作、详尽的计算与分析之后,得到的结果证实了当初的猜想,或者激起了新思想的火花……这样的乐趣与幸福感只有亲身经历才能体会.
  1.3学习科学知识,提高操作技能
  学生做实验要综合运用学到的科学知识,还要练习许多操作技能:螺丝怎么拧、线头怎么接、电表如何调整、游标卡尺怎样读数……也许学生将来的职业并不需要这些具体的技能,但是,做过几年的物理实验,他会发现“原来这些操作也没什么了不起!”当学生在生活、工作中需要学习某种新技能时,他就会多了一分勇气.不但如此,他学习操作的速度会比别人快得多.物理实验使学生不仅“心灵”,而且“手巧” !
  2让学生掌握如何做好物理实验
  2.1不仅动手,而且动脑
  做物理实验不是一种简单的技艺,它需要动脑.实验之前要明确实验目的:这个实验要我们做什么?是探究某个未知的规律还是验证某个已知的规律,或者是测量某个物理量?还要明确实验的原理.不论做哪一类物理实验,都要搞清楚实验所根据的物理知识.如果实验要求進行一定的设计,那就更要费脑筋了.
  实验器材的工作原理也是要动脑研究的.例如,在“用打点计时器测速度”这个实验中,学生第一次使用打点计时器,操作前一定要认真阅读课本或老师准备的说明卡,结合实物弄清它的结构、各部分的功能、使用注意事项.使用新器材时,在弄清上述问题之前,不能进行实际操作.
  课本中的学生实验大都没有给出具体的操作步骤,这就要求学生在操作之前做出计划,想好先做什么、后做什么,必要时把步骤写出来.实验中可能出现的问题?可能是什么原因引起的?应该怎样防止?如果出现了问题应该怎样解决?……这些问题也应该事先有所考虑.
  2.2实事求是,尊重事实
  实验中观察到的现象、测量的数据、得出的结论,很可能跟预期的不一样、跟其他同学的不一样、跟已有的知识不一样.这时,要让学生记住:实事求是,尊重事实.出现了这种情况,首先要检查一下,实验设计是不是有问题?操作有没有失误?出现了这种情况是好事,也许能帮助学生找出学习中的弱点,甚至可能导致新的发现.
  2.3谨慎操作,细心分析
  操作中要注意安全,这是第一位的.首先,要保证人身安全.凡涉及用电的器材,例如打点计时器,要小心处理电源.还要保证器材的安全.各种器材都必须按照要求使用,对于不熟悉的仪器,要先弄清它的使用要领,要让学生学会借助说明书了解仪器的原理、使用方法.
  操作要谨慎.任何粗心大意都会使精心准备的实验归于失败.实验的每一阶段之后都要对其进行评估,也就是回想刚才的操作,有没有什么问题,可能引起什么误差,等等.实验之后要仔细分析数据,从中得出结论.在这方面,不同实验之间的差异很大,要结合具体问题分析.实验之后要让学生认真写出实验报告,发表自己的成果和见解.与他人交流成果是当代科学研究的重要组成部分.把自己的实验成果告诉别人,听取别人的批评和质疑,同时从别人的成果中受到启发.这个过程中,实验报告是很好的媒介.实验后,要让学生把器材放回原处,保持实验室的整洁.
  3提高教师的物理实验教学水平
  3.1提高演示实验的教学水平
  演示实验是学生了解物理事物和认识物理规律的最直接的方式,教师做好演示实验是提高学习效果的有效途径,而演示实验怎么做,实验过程中要重视哪些细节,将决定着物理教学效果的好坏,如果只是简单的演示,学生还没有悟出其中蕴含的道理,学生只看到表面现象,知其然而不知其所以然,将会减弱学生学习物理的兴趣.做好演示实验应该做到:(1)做好课前准备;(2)教师操作要规范;(3)对实验的讲解用语要准确;(4)提高实验的可视度;(5)尽量不用挂图、模型等代替演示实验;(6)演示实验应多让学生参与实验;(7)时间如果允许尽可能多的把演示实验改成分组实验.
  3.2提高分组实验的教学水平
  分组实验是中学物理教学的重要组成部分,是培养学生动手能力、创新能力和科研意识的重要环节.提高分组实验教学质量,不但有利于激发学生学习物理的兴趣,还有利于提高学生的综合实验能力.做好分组实验应该做到:
  (1)有效的组织,合理分组
  实验室进行的分组实验,不再是以教师讲授为主,而是转变成辅助学生,引领学生顺利完成物理实验.可以将动手能力强的和动手能力弱的学生编在一个组,男女生混合编组,提高实验课的效率.
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