淺談高中新課改下物理實驗的改進

姜曉輝

物理是研究物質(zhì)結構、物質(zhì)相互作用和運動規(guī)律的自然科學，是以實驗為基礎的自然科學，近幾年的高考越來越重視對實驗的考查。因此，加強實驗教學是提高物理教學質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。本文從對高中物理新課程標準中的實驗要求分析入手，淺談了新課程高中物理實驗的改進。

高中物理實驗標準明確提出高中物理課程總目標是：學習物理基礎知識和技能，了解這些知識和技能在生活生產(chǎn)中的應用，關注科學技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。要通過實驗學習基本的操作技能，體會實驗在高中物理中的地位以及實踐在人類認識世界中的作用。例如，此次“神十升空”探索自然界的奧秘，王亞平作為中國航天員的杰出代表，在300多公里外的太空傳遞科學知識，并用各種太空實驗向世人展示宇宙的魅力，極大地激發(fā)了無數(shù)學生對神秘太空的興趣。

實驗是物理課改的重要內(nèi)容之一，注重學生的實驗能力、科學研究能力的培養(yǎng)，改變過去以書本為主、實驗為輔的教學方式，重視實驗的改進，成為了對物理教學的基本要求。根據(jù)高中物理新課改的實驗要求，做以下探討。

一、開展多種形式的實驗

物理實驗教學的要素包含了以下幾個方面：課堂教學、學生實驗教學教具的制作、小發(fā)明和小創(chuàng)造、實驗競賽等。例如在課堂上提出問題，問題要求學生課后自行分組并通過從身邊常見的材料中取材，用低成本的、隨手可得的東西做物理小實驗。這些出人意料的實驗，不但能說明問題，也為學生下課后自己重復去做這些實驗提供了可能性。比如在“研究影響物體下落快慢的因素”教學中，可利用紙、硬幣來做隨堂小實驗，這樣可以使學生產(chǎn)生實驗興趣，學到很多知識。物理知識在生活中有很多體現(xiàn)，哪些知識可以在生產(chǎn)生活中有運用，哪些東西可以進行改進，這些都需要學生自己去觀察、動手。這樣，可以做到課內(nèi)外有機結合，從而到達培養(yǎng)學生利用物理實驗解決實際問題的能力的目標。

二、實驗數(shù)據(jù)處理和減小實驗誤差

對實驗數(shù)據(jù)的分析、處理有許多方法，如算術平均值法、逐差法、列表法等。如果讓學生自己設計表格，用圖像法處理實驗數(shù)據(jù)，既能提高學生的動手能力，又能體現(xiàn)物理量間的聯(lián)系。有條件的學?？梢酝ㄟ^計算機進行數(shù)據(jù)處理，這樣就可以省去大量實踐，也可以得到準確的圖像，體現(xiàn)物理量間更準確的聯(lián)系。

物理實驗是以測量為基礎的，而任何測量結果都不可能絕對準確，測量值跟被測物理量的真實值之間總會有差異，這種差異叫做誤差。

實驗中，誤差分為偶然誤差和系統(tǒng)誤差。對偶然誤差，主要是進行多次實驗，求出平均值，用平均值來代替測量值就更接近真實值。對系統(tǒng)誤差的分析：第一，從實驗原理分析。系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因是多方面的，其中實驗原理的不完善是產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因之一。分析這類系統(tǒng)誤差應從實驗原理入手，運用有關物理規(guī)律進行定性或定量剖析。 第二，從實驗器材分析。由于實驗器材本身也會使實驗產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，如器材本身的精度（彈簧秤的最小刻度、游標卡尺的精度等）就是一個重要因素。在電學實驗中，電表的內(nèi)阻使測量結果產(chǎn)生的誤差也屬這種情況。分析這類系統(tǒng)誤差應從實驗器材的結構入手，運用有關物理規(guī)律進行定性或定量剖析。

三、把興趣融入物理實驗

在學生有足夠興趣的時候，學習物理知識才能獲得更好的效果，所以想要獲得良好的教學效果，就必須激發(fā)學生的興趣?？梢园岩恍┭菔緦嶒炞?yōu)閷W生探究性實驗，通過實驗使學生更好的掌握知識，激發(fā)學生學習的興趣。再如在《太空第一課》，王亞平主要演示了五個實驗，分別是質(zhì)量測量、單擺運動、陀螺運動、水膜和水球等5個基礎物理實驗，主要是讓我們了解在失重條件下，物體運動會有何特點，液體表面張力有什么作用，同時加深對質(zhì)量、重量以及牛頓定律等基本物理概念的理解。這五個實驗看起來簡單，但其背后蘊藏的物理知識卻是令人驚奇而深厚的。這種視頻教學材料會極大地提高學生的積極性和好奇心，學生會好奇地問為什么失重的狀態(tài)實驗現(xiàn)象和地球上的實驗結果會不一樣。不斷地提問，不斷地追求真理，會更深刻地理解物理理論知識。我們也可以對演示實驗視頻進行放慢、暫停處理。如在“牛頓管實驗”中，抽掉空氣，羽毛、金屬片是否一起下落，學生無法判斷。我們可以利用錄像機把實驗過程拍下來，然后在課堂上進行放慢、暫停處理。

四、通過物理實驗，學會舉一反三

多種多樣的物理實驗對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性和邏輯思維能力有十分重要的作用。通過這些物理小實驗還可以讓學生的思維變得更加開闊，將所學到的知識進行遷移。例如在講到物體的重心時，教師可以拿一個白熾燈泡舉高一米左右往水泥地板上釋放，學生們非常驚奇地發(fā)現(xiàn)燈泡竟然沒有碎。仔細觀察后發(fā)現(xiàn)，由于重心的原因，是燈泡著地時是燈頭先著地的緣故?？梢钥紤]雜技演員表演頂盤子、走鋼絲、演員轉手絹等有關平衡表演，它們的重心在什么位置。可以聯(lián)系實際生活中的平衡現(xiàn)象分析重心的情況。

總之，在物理實驗教學中還將面臨許多新問題，假如我們在教師培訓、學生實驗能力培養(yǎng)、實驗資源共享方面作出更多的努力，我們的實驗功能一定能得到進一步的發(fā)揮，學生的動手能力也能得到進一步的提升。所以還需要在今后的工作中進一步研究與探索，不斷地改進，不斷地總結經(jīng)驗，使物理實驗的教學改革工作不斷地深入完善。