实验--物理教学的基础

 

   物理学是以实验为基础的一门科学.实验是探索物理知识的源泉,因为无论是物理概念的建立,还是物理规律的探索与验证,都离不开实验.因此,实验是获得物理知识.培养观察能力、动手能力、物理思维能力等的基本途径.实验教学是中学物理教学的重要组成部分.如何搞好实验教学,本人粗浅认为应如下:

一、               演示实验的教学方法

  演示实验是指教师在课堂教学中,为组织学生观察、思考而进行的实验操作演示活动.它为学生学习物理提供感性认识,是激发学生兴趣的有效方法.因此,要根据不同的演示实验,采用灵活多样的教学方法.

(一)         采用多媒体电化教学手段进行演示实验

  演示是最直观的教学手段因此教师在做演示实验时,要做到现象明显,准确直观,可见度大,以求最佳效果.但有些演示实验,教师的操作过程,实验发生的现象,可见度非常小,无法直接让全班学生都能观察到.如游标卡尺.螺旋测微计的操作过程及读数方法;各种电学实验中的操作过程及电表指针的偏转情况等.针对这种情况,结合现代先进的教学设备,采用多媒体电化教学手段进行演示教学,增强实验效果.

1.利用实物投影仪进行游标卡尺.螺旋测微计的演示.

  实物投影仪的最大优点就是能把较小的实物投影到大屏幕上,提高实验可见度, 增强实验效果.教师在实物投影仪上演示游标卡尺和螺旋测微计的操作方法及读数方法,全体同学都能详细、全面地观察到教师的具体操作过程和读数方法.

2.利用摄象机和电子计算机对演示实验进行现场直播.

   实物投影仪只能投影较小的实物,而有些实验所用的仪器较多,操作过程复杂,就要采用摄象机和电子计算机等手段来对演示实验进行现场直播. 提高实验可见度, 增强实验效果.如:伏安法测电阻的实验中实验仪器较多,实验中既要改变线路的连接方法又要读出电流表和电压表的读数,只用实物投影仪不能将实验体操作过程和电流表、电压表的读数方法全部投影到大屏幕上. 针对这种情况,结合我校电教设备, 利用摄象机对演示实验进行现场课堂实录,再将信号送到计算机中,通过大屏幕现场直播.全体同学对线路的连接和电流表和电压表的偏转及教师的操作过程.都看得一清二楚.提高了实验的可见度,收到了非常好的效果.

3.利用计算机模拟演示实验

  物理学中,有些物理现象或物理过程,无法直接用实验演示.而学生对这些现象和过程没有感性认识,理解比较困难.则可采用计算机模拟演示实验,增强学生的感性认识.如:分子运动的特点,原子核式结构模型,波尔模型,带电离子在电.磁场中的运动等都无法直接用实验演示,故可采用计算机技术模拟演示实验.增强教学效果.

（二）     将演示实验改为学生实验,培养学生动手能力.

  针对我校物理实验器材配备的情况,在力所能及的条件下,将某些课堂演示实验改为学生实验,使某些物理现象,物理规律,物理公式经过学生自己动手,在老师的指导下总结出来.这样一来,既使学生对所学的知识印象深刻,理解透彻,又能锻炼学生的动手能力,激发学习兴趣.例如在初二物理

“熔化和凝固”这一节的教学中,将晶体的熔化的演示改为学生随堂实验,具体做法是:将学生分成28组,每组一套实验仪器,在老师的指导下学生同老师一起做这个实验,最后得出晶体的熔化规律.这样一改,效果大不相同,由看老师做实验变为自己动手做实验,变被动接受知识为主动探求知识.既调动了学生的积极性又增强了教学效果.

二.学生实验的教学方法

  物理课学生实验,就是由学生亲手做的物理实验.它有利于发挥学生学习的主体作用,促进他们的个性得到发展,还能激发学生强烈的求知欲和浓厚的学习兴趣,更有利于培养学生的创造性思维能力和实验动手能力.

(一)        学生实验的类型

物理课学生实验,一般有以下几类:

1.             练习使用物理仪器

有些学生实验是专门练习使用物理仪器的.如:练习使用游标卡尺和螺旋测微计;练习使用打点记时器;练习使用万用表等.

2.观察和研究物理现象

例如:光的衍射现象,研究电磁感应现象等.

3.测定物理量

例如:测单摆的重力加速度;测匀变速直线运动的加速度;测金属丝的电阻率;测电源的电动势和内阻等.

   4.验证物理规律

例如: 验证牛顿第二定律; 验证机械能守衡定律;验证波意尔定律.

(二)        根据不同实验,采用不同的教学方法

  不同类型的学生实验具有各自的特点,教学中要根据不同的实验类型,采用不同的教学方法.

 1.示范+练习+总结

  练习使用物理仪器的实验的目的是要求学生掌握物理仪器的使用方法或读数方法,因此,采用示范+练习+总结.这种方法的核心是:(1)教师的示范:在学生练习使用某种物理仪器之前,教师要对这种仪器的操作方法.读数方法及使用应注意的问题等,做好示范.(2)学生的练习在教师的指导下,学生自己练习物理仪器的使用方法或读数方法只有通过学生自己的实际练习,才能更好地掌握物理仪器的使用方法或读数方法.(3)师生的总结:在学生实验练习了某种物理仪器以后,教师要引导学生及时总结使用方法和读数方法,找出其难点问题, 师生共同分析,得出解决方法.

 2.观察+分析+总结

 观察物理现象的实验目的是使学生了解现象产生的条件,观察现象发生的过程,从而加深对现象的理解.因此,采用观察+分析+总结.这种方法的核心是:(1)学生的观察:在教师的指导下,学生通过对物理现象的观察,深入了解物理现象的发生、发展、变化的全过程.(2) 师生的分析:在学生对物理现象进行全面、系统、具体观察的基础上,在教师的引导下,对物理现象产生的原因和条件进行理论分析,找出物理现象产生的条件,解释现象产生的原因.(3) 师生的总结:在学生对物理现象进行观察和总结的基础上,教师和学生一起要对观察实验的方法与技巧,物理现象的本质以及如何利用这个物理现象解释有关物理问题,进行归纳和总结,有利于提高学生观察实验的能力.

 3.引导+实验+分析

 测物理量的实验目的是通过物理实验,测出某些物理量的数值,有利于学生加深对这些物理量的理解.因此,采用引导+实验+分析. 这种方法的核心是:(1)教师的引导:在学生做实验之前教师要引导学生分析被测物理量与哪些因素有关?采用什么方法测量最方便,准确?如何去测量等.（2）学生的实验：在确定实验方法之后，要指导学生按照实验步骤进行具体实验操作，按要求测出有关数据.此时，教师要加强个别指导，对学生中有创造性的好方法及时予以肯定和表扬，对学生中错误的操作方法予以及时纠正.只有让学生通过实验训练，才能提高实验能力.（3）实验数据分析：学生通过实验测出有关数据之后，教师要指导学生对实验数据进行分析处理.处理实验数据通常有两种方法:解析法和图象法解析法准确,但运算烦琐;图象法形象直观但不够精确,要根据具体实验要求选择不同的数据分析方法.得出被测物理量的结果.

  4.理论+实验+综合

  验证物理规律的实验目的是使学生用实验验证物理规律,有利于深入了解物理规律.因此,采用理论+实验+综合. 这种方法的核心是:(1)理论介绍:在学生用实验验证某物理规律之前.要向学生详细介绍这个物理规律是谁发现的?在什么条件下.通过什么方法发现的?只有这样,才能使学生对这个物理规律有充分的认识和理解.(2)实验验证:让学生通过具体实验去验证物理规律,加深对物理规律的认识和理解.并且通过实验训练.使学生逐步掌握实验方法与技巧.提高实验能力.(3)综合分析:在学生验证了某物理规律的正确性之后,教师要引导学生进行综合分析:一方面总结实验方法与技巧;另一方面从理论和实践两个方面来理解和认识物理规律.

  5.将验证性实验改为探索性实验,培养学生探索物理知识的能力.

  中学物理实验一般都是验证性实验,都是在老师讲解了有关规律之后,让学生通过实验去验证这一规律.为了培养学生探索物理知识的能力,我们将某些验证性实验改为探索性实验.具体做法是:在老师的指导下将实验的有关数据测出来,再对数据进行处理,分析,总结出有关的物理规律.

（三）指导学生设计实验方法和步骤,培养学生的实验设计能力.

 在教学中,选择恰当的实验课题,给出实验所需的器材,让学生去设计实验的方法和步骤,然后用实验去验证其方法和步骤是否正确和恰当,以培养学生的实验设计能力.

作者：云南腾冲七中高级教师