對(duì)新課程物理教科書(shū)中兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的建議

黃永強(qiáng)

摘要：高中新課程物理教科書(shū)中，學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究方法的多方案，體現(xiàn)了探究、合作、創(chuàng)新的新課改特點(diǎn)，本文是在新課改實(shí)踐中對(duì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和建議，力求達(dá)到激發(fā)學(xué)生科學(xué)興趣和增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作性目的，讓物理實(shí)驗(yàn)課堂更高效。

關(guān)鍵詞：新課程教科書(shū)；物理實(shí)驗(yàn)；改進(jìn)建議

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2014）4（S）-0059-2

普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)與舊教材相比。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有兩個(gè)突破，一是增加了探究方法和方案。二是減少了原理步驟編寫(xiě)。目的是突出實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，注重過(guò)程探究，激發(fā)興趣，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度，提高動(dòng)手能力。如果仍然按照舊模式教學(xué)，就不能達(dá)到預(yù)期效果，這也是新課改形勢(shì)下遇到的困難。在實(shí)驗(yàn)中，一要挖掘教材內(nèi)容，激發(fā)興趣，提高實(shí)驗(yàn)的有效性：二要改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，讓實(shí)驗(yàn)可以操作，提高效率。下面就普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)物理必修2（人教社2010年4月第3版）的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，談?wù)劰P者在教學(xué)中的做法。

1 用數(shù)碼攝像技術(shù)研究平拋運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)多方案的分組實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?/p>

用數(shù)碼相機(jī)可以更精確地研究平拋運(yùn)動(dòng)，見(jiàn)人教社普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)必修2第14頁(yè)“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)，教材給出了三種實(shí)驗(yàn)方案描繪平拋軌跡，按方案一和二都容易描繪平拋軌跡。但方案三既是更精準(zhǔn)的，又是科技含量較高的，還是學(xué)生最想去做的方案。能夠完成該方案實(shí)驗(yàn)，正確運(yùn)用數(shù)碼技術(shù)是成功實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，以下是筆者指導(dǎo)學(xué)生的方法和步驟（圖1）：第一步，以實(shí)驗(yàn)探究小組為單位，用粗簽名筆在4開(kāi)大小的白紙上畫(huà)出邊長(zhǎng)為2厘米的方格坐標(biāo)紙（讓學(xué)生在課外準(zhǔn)備），將方格坐標(biāo)紙粘貼在小木板上。按照方案一中的圖5.3-2（插圖編號(hào)均與教科書(shū)的對(duì)應(yīng)插圖編號(hào)相同）安裝好器材，把貼有方格坐標(biāo)紙的豎直木板作為拍攝背景：

第二步，把數(shù)碼照相機(jī)調(diào)整到攝像位置（建議選高幀率攝像機(jī)），在讓小球平拋運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，用數(shù)碼照相機(jī)正對(duì)鋼球的一次平拋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行全程攝像：

第三步，拷貝這個(gè)攝像片段，教師通過(guò)計(jì)算機(jī)將片段投影在屏幕上（學(xué)生在每組的計(jì)算機(jī)上操作），把計(jì)算機(jī)設(shè)定為慢速播放狀態(tài)，以十到二十分之一的慢放速度為宜，對(duì)小球飛出水平槽口后的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用鼠標(biāo)器抓搶暫停小球在背景前的某一幀圖像，在暫停狀態(tài)下，準(zhǔn)確地找到小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位置點(diǎn)，并準(zhǔn)確地描在已經(jīng)準(zhǔn)備好的坐標(biāo)系上：

第四步，按照第三步方法，反復(fù)播放此片段五到六次，用鼠標(biāo)器抓搶暫停小球在背景前的不同位置，也準(zhǔn)確地描在坐標(biāo)系上；

第五步，用平滑曲線作出軌跡圖像，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)算初速度（略）。

這種方法比小球多次運(yùn)動(dòng)碰筆尖更精準(zhǔn)。實(shí)現(xiàn)了運(yùn)用數(shù)碼技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不僅精確度提高了，更能激發(fā)學(xué)生的科學(xué)興趣，如果再把方案一和二也同時(shí)編成小組，在同一課堂進(jìn)行不同方案的實(shí)驗(yàn)探究，然后進(jìn)行小組交換，這種模式就能實(shí)現(xiàn)自主、合作、探究的目的。讓學(xué)生體會(huì)多方案實(shí)驗(yàn)的優(yōu)劣，更有利于端正學(xué)生科學(xué)探究的態(tài)度。

2 合理進(jìn)行改進(jìn)，讓“合外力做功與小車(chē)獲得的速度關(guān)系”實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌M(jìn)行

教科書(shū)必修2第70頁(yè)，研究“合外力做功與小車(chē)獲得的速度關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中。見(jiàn)參考案例二（如圖7.6-2），小車(chē)在橡皮筋作用下彈出，第二次、第三次……操作分別改用二條、三條……同樣橡皮筋，使小車(chē)從同一位置彈出，橡皮筋牽引力對(duì)小車(chē)做功應(yīng)該是2倍、3倍……關(guān)系，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄小車(chē)彈出后的運(yùn)動(dòng)情況，就能測(cè)出小車(chē)每次彈出后的速度，達(dá)到研究牽引力做功與小車(chē)速度的關(guān)系，為學(xué)習(xí)動(dòng)能定理奠定基礎(chǔ)（圖2）。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)方案構(gòu)思很好，簡(jiǎn)單易行，特別適合課堂探究，但具體做起來(lái)是有困難的，甚至有較大誤差，主要是橡皮筋放松后掉在平板上。容易影響小車(chē)運(yùn)動(dòng)，而且小車(chē)運(yùn)動(dòng)范圍太小。不利于研究，為此，筆者做了如下小改進(jìn)：

如圖7.6-3所示。把教材中原圖7.6-2中的橡皮筋A(yù)B段換為AC和BC兩段。把BC段用約30em長(zhǎng)的細(xì)線一端固定B端的小車(chē)上。C端連接一個(gè)細(xì)掛鉤（用小別針制作）處于自然待掛狀態(tài)，可以方便加減掛入的橡皮筋，在平板一端把5條橡皮筋（選購(gòu)?fù)耆嗤膬?yōu)質(zhì)橡皮筋）固定捆綁在A點(diǎn)鐵釘上，另一端（要制作細(xì)線套）也處于自然待掛狀態(tài)，在C端分別掛入數(shù)量不等的橡皮筋實(shí)驗(yàn)時(shí)，既能實(shí)現(xiàn)橡皮筋對(duì)小車(chē)做功的成倍變化，又能保證小車(chē)運(yùn)動(dòng)不受橡皮筋影響，還增加了小車(chē)彈出后的運(yùn)動(dòng)距離，以便打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄被拖動(dòng)的紙帶（圖3）。

一個(gè)小小改進(jìn)，使該探究性實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚝茼樌剡M(jìn)行，實(shí)驗(yàn)誤差小，效率也高，更適合新課程的課堂探究，能達(dá)到事半功倍的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)物理必修2（2010年版）[M].北京：人民教育出版社，2010.

[2]高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)物理必修2教師教學(xué)用書(shū)（2007年版）[M].北京：人民教育出版社，2007.

（欄目編輯 王柏廬）