高中物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的探究

【摘 要】當(dāng)前高中物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)存在諸多問(wèn)題，教師不加改進(jìn)仍樂(lè)此不疲的沿用。本文主要闡述了力學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)原則以及演示實(shí)驗(yàn)、分組實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)途徑，旨在提高力學(xué)實(shí)驗(yàn)的有效性。

【關(guān)鍵詞】高中物理；力學(xué)；實(shí)驗(yàn)；改進(jìn)

物理概念的建立、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)都基于物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，如果離開了實(shí)驗(yàn)，物理教學(xué)無(wú)異于無(wú)源之水、無(wú)本之木。實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的操作技能，提高學(xué)生勇于探索的精神。但由于以考分為本的價(jià)值取向尚未革除，當(dāng)前高中物理教學(xué)受困于應(yīng)試教育，教師急功近利，片面地認(rèn)為“做實(shí)驗(yàn)不如講實(shí)驗(yàn)、講實(shí)驗(yàn)不如背實(shí)驗(yàn)”，以機(jī)械灌輸為基本方法，以講授替代思考、探究，以致學(xué)生的操作能力缺失。

一、高中物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

1.演示實(shí)驗(yàn)趨向程式化。力學(xué)缺乏科學(xué)性，變成固定的程式，以特殊替代一般，如在運(yùn)用掛鉤碼的方式演示合、分力的關(guān)系時(shí)，部分教師為了“方便”，兩個(gè)邊相互垂直且大小之比為4：3，這樣操作看似簡(jiǎn)單，能讓學(xué)生感受合力的大小在數(shù)值上不等于兩部分的代數(shù)和，但由于具體一定的特殊性，難以產(chǎn)生很強(qiáng)的說(shuō)服力。部分教師選取的實(shí)驗(yàn)過(guò)于繁瑣，或受到摩擦力等因素的影響，演示效果不盡如人意。

2.分組實(shí)驗(yàn)難出效果。實(shí)驗(yàn)儀器舊、精度不高、實(shí)驗(yàn)條件不足、儀器數(shù)量不足的現(xiàn)象影響了學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的完成，學(xué)生采集記錄數(shù)據(jù)不科學(xué)，影響了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析。部分教師過(guò)于依賴媒體，以模仿演示替代學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)，不利于學(xué)生動(dòng)手操作能力的培養(yǎng)。

二、力學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)原則

1.趣味性?！拔匆娨馊?，必不樂(lè)學(xué)?！迸d趣是維系學(xué)生學(xué)習(xí)的強(qiáng)大動(dòng)力，學(xué)生有了興趣，會(huì)思維活躍，學(xué)習(xí)也走向高效。教師要利用恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)集中學(xué)生的注意力，開啟學(xué)生的思維，引發(fā)學(xué)生的思考。

2.直觀性。成功的實(shí)驗(yàn)往往取決于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否直觀清晰，結(jié)論的獲得是否較為直接。教師要通過(guò)選取襯托背景、適宜觀察角度、放大實(shí)驗(yàn)器材等方式增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果，給學(xué)生帶來(lái)直觀的感受。

3.簡(jiǎn)易性。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)力求時(shí)間短、易于操作，因而具有生命力，容易被學(xué)生的心理所接受。教師若一味追求精、高，往往會(huì)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)、實(shí)驗(yàn)效果不明顯等問(wèn)題而使實(shí)驗(yàn)趨于低效。

4.科學(xué)性。教師要注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程的設(shè)計(jì)，原理要準(zhǔn)確、方案要科學(xué)、操作要合理，器材、裝置的選擇要科學(xué)規(guī)范，才能真實(shí)地呈現(xiàn)物理現(xiàn)象，幫助學(xué)生正確地理解概念、掌握規(guī)律。

三、力學(xué)演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)途徑

1.以小實(shí)驗(yàn)增加教學(xué)的趣味性。教師要選擇身邊的物品，挖掘生活中的實(shí)驗(yàn)資源，開展力學(xué)實(shí)驗(yàn)，增加教學(xué)的趣味性。如在演示物體下落的快慢與物體重力無(wú)關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，教師可以選擇身邊常見的復(fù)印紙、一元硬幣，讓學(xué)生將它們從同一高度由靜止一起釋放，會(huì)發(fā)現(xiàn)紙片飄著下落，而硬幣下落的速度明顯比紙片，易得到“重的物體比輕的物體下落的速度快”的結(jié)論。教者再引導(dǎo)學(xué)生改變外在因素的影響，將紙揉成團(tuán)，再由同一位置從靜止同時(shí)釋放，可以看到硬幣和紙片幾平同時(shí)落地，從而能得出物體下落的快慢與物體的重力無(wú)關(guān)的結(jié)論。

2.改進(jìn)效果不理想的演示實(shí)驗(yàn)。教師要針對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯的內(nèi)容進(jìn)行合理地改造，提高可觀性，讓學(xué)生能清晰地看到形象直觀的演示過(guò)程。如人教版教材中“重力”的內(nèi)容中有重心位置確定的實(shí)驗(yàn)，教材中提供了懸掛法找重心的實(shí)驗(yàn)，是以一塊光滑完整的方形木塊，正面帖上同樣大的白紙，但是不能調(diào)動(dòng)學(xué)生的感官參與，教者根據(jù)實(shí)際需要，在白紙上畫出對(duì)角線，其交點(diǎn)即是木塊的重心。當(dāng)重心作用線剛好落在模板的支持面上時(shí)木板穩(wěn)定，當(dāng)處于支持面外時(shí)，就會(huì)傾倒。

3.借助于多媒體豐富呈現(xiàn)方式。教師可借助于視頻、動(dòng)畫等方式模擬情景，調(diào)整播放速度，讓學(xué)生能清晰觀察現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)由感性到理性的升華。

四、力學(xué)分組實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)途徑

1.對(duì)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的改進(jìn)。在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師往往注重理論上的合理性與可能性，而忽視了實(shí)際操作中面臨的問(wèn)題，因而在細(xì)節(jié)上現(xiàn)現(xiàn)處理不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那闆r。如在用鋼球進(jìn)行平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，但由于在斜槽拐彎處小球與水平槽有碰撞，易造成小球飛離斜槽末端的瞬間有向上的分速度，拋出點(diǎn)并不位于斜槽的末端。教者對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)，取一個(gè)壁較硬的玻璃瓶，瓶?jī)?nèi)裝水，水位要高些，要水平端末端加一段更細(xì)的硬管，噴出的水柱會(huì)形成彎曲的弧線，這就是水平拋運(yùn)動(dòng)形成的軌跡。但瓶?jī)?nèi)液面的下降會(huì)使水柱弧度發(fā)生變化，對(duì)描點(diǎn)的準(zhǔn)確性產(chǎn)生干擾，教者可以將裝水的瓶子換成5L的大瓶子，使液面變化變得慢些，以提高實(shí)驗(yàn)的效果。

2.減少實(shí)驗(yàn)誤差。改進(jìn)實(shí)驗(yàn)器材的結(jié)構(gòu)缺陷與精度、完善實(shí)驗(yàn)原理可以減少系統(tǒng)誤差。如在探究加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，鉤碼帶動(dòng)小車一起做勻加速，只有砝碼的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M時(shí)才能說(shuō)拉力等于鉤碼的重力，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中還要受到摩擦力的作用，因而會(huì)產(chǎn)生加速度與拉力不成正比關(guān)系的結(jié)論。教師可以將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端墊高些，以平衡摩擦力；為保證加大拉力時(shí)的實(shí)驗(yàn)效果，將鉤碼托盤和鉤碼換成塑料小桶和細(xì)沙。

總之，我們高中物理教師要在搜集資料、挖掘資源的基礎(chǔ)上對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，能提高實(shí)驗(yàn)效果，在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力和創(chuàng)新精神的同時(shí)，讓他們感受到物理實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣。

【參考文獻(xiàn)】

[1]顧建新.高中物理新課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀分析與思考[J].物理教學(xué)探討，2007