例談高中物理新課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的五個(gè)變化

【摘 要】物理實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)研究的重要方式，科學(xué)探究作為課程改革的突破口，為了更好地進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，我們首先應(yīng)該關(guān)注一下新課改以來，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一些新變化。

【關(guān)鍵詞】物理實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 照方抓藥 互動(dòng)交流

物理實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)研究的重要方式，科學(xué)探究作為課程改革的突破口，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)跟探究學(xué)習(xí)融合起來，不但讓學(xué)生獲得知識、獲得技能，更重要的是學(xué)到了獲得知識的過程與方法，讓學(xué)生受到科學(xué)方法、科學(xué)思維的訓(xùn)練，養(yǎng)成科學(xué)精神和科學(xué)品德，發(fā)展學(xué)習(xí)的興趣，這是新課程的顯著特征。為了更好地進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，我們首先應(yīng)該關(guān)注一下新課改以來，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一些新變化。下面，就高中物理新課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)我談四個(gè)方面的變化。

一、由驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)向探究實(shí)驗(yàn)的方向發(fā)展

新課程實(shí)驗(yàn)教材滬科版《物理》（必修1）（必修2）“實(shí)驗(yàn)與探究”欄目中大部分實(shí)驗(yàn)由原來的驗(yàn)證結(jié)論變?yōu)閷?shí)驗(yàn)探究結(jié)論。所謂探究實(shí)驗(yàn)是在學(xué)生不知道問題答案的基礎(chǔ)上，通過自己的實(shí)驗(yàn)（含收集資料數(shù)據(jù)、分析思考等）找到答案的一種實(shí)驗(yàn)方法。它采用的一般程序是：發(fā)現(xiàn)問題→提出假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→實(shí)驗(yàn)操作→記錄分析結(jié)果→總結(jié)歸納結(jié)論。實(shí)驗(yàn)教材中關(guān)于“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”和“探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”就是這方面的典型范例。

[案例一]探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系。

（1）提出問題：物體受力后會改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如原來靜止在桌上的小車，用力推小車，小車就會動(dòng)起來，說明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀誠的原因。用大一點(diǎn)的力推小車，小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化快，用相同的力作用在兩輛質(zhì)量不同的小車上，它們運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化快慢不一樣（教師演示）。小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的快慢就是小車運(yùn)動(dòng)的加速度，那么物體運(yùn)動(dòng)的加速度跟哪此因素有關(guān)？

（2）提出假設(shè)：學(xué)生通過教師的演示，提出：物體運(yùn)動(dòng)的加速度與物體的受力有關(guān)，與物體本身的質(zhì)量有關(guān)。

（3）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)。

a.平衡摩擦力，使小車在運(yùn)動(dòng)方向上只受一個(gè)合外力作用，在垂直運(yùn)動(dòng)方向上受力平衡；

b.小車質(zhì)量m一定的情況下，探究小車的加速度a與合外力F的關(guān)系；

c.小力受合外力F一定的情況下，探究小車的加速度a與小車的質(zhì)量m的關(guān)系。

（4）得出結(jié)論：學(xué)生通過a-F圖象得到在小車質(zhì)量m一定的情況下，小車的加速度a與所受合外力F成正比關(guān)系。通過a-1/m圖象，得到在小車所受合力F一定的情況下，小車的加速度a與其質(zhì)量m成反比關(guān)系。

二、由“照方抓藥”向?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)方向發(fā)展

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是對學(xué)生實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識和實(shí)驗(yàn)技能的綜合體現(xiàn)。只有對實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、器材的選擇與操作、數(shù)據(jù)的記錄、處理和得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論等諸方面掌握得好，才能順利完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。由于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題有利于開發(fā)學(xué)生智力，有利于激勵(lì)學(xué)生的發(fā)散思維，能有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。教材在原來的測定性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上增加了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，這是新課程的另一特征。

[案例二]要求學(xué)生用自由下落的重物和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒（忽略空氣阻力，重物下落過程中只有重力做功）。

（1）討論：①你是怎樣理解機(jī)械能守恒定律的條件“只有重力做功”的？②當(dāng)物體沿光滑斜面下滑時(shí)，它的機(jī)械能守恒嗎？③彈簧下掛著的砝碼上下振動(dòng)，砝碼在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒嗎？（2）提示：紙帶上兩點(diǎn)之間的距離等于重物下落的高度。選定幾個(gè)記數(shù)點(diǎn)，測出它們之間距離和重物在各點(diǎn)的速度；（3）學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并做實(shí)驗(yàn)。

三、由純學(xué)科內(nèi)容向貼近學(xué)生生活的方向發(fā)展

新課程倡導(dǎo)從學(xué)生和社會發(fā)展的需要出發(fā)，發(fā)揮學(xué)科自身優(yōu)勢，通過物理實(shí)驗(yàn)拉近學(xué)生的生活與物理的距離，讓學(xué)生體驗(yàn)到知識的實(shí)用性和價(jià)值性。在實(shí)驗(yàn)教材的實(shí)驗(yàn)中，像“通過實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識超重和失重現(xiàn)象”“制作水火箭”等實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生真切感受到物理就在我們身邊，物理與我們的生活與社會發(fā)展密切相關(guān)。同時(shí)，新課程注意引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心自己身邊的事物，觀察和探究身邊的常見現(xiàn)象，從中發(fā)現(xiàn)問題、解釋問題，不斷增強(qiáng)學(xué)生對生活中物理問題的好奇心和探究欲望。

[案例三]，比較燈“220V60W”與“220V100W”哪只亮?xí)r。學(xué)生往往不假思索地認(rèn)為“220V100W”的燈較亮。但通過學(xué)生的探究，對兩只燈進(jìn)行串聯(lián)及并聯(lián)的兩種不同連接方式的實(shí)驗(yàn)后，很快發(fā)現(xiàn)自己的猜測是不正確的，培養(yǎng)學(xué)生具體問題具體分析的思維習(xí)慣，從而激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探索的動(dòng)力，提高學(xué)生思維的深刻性。同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生注重生活現(xiàn)象與物理知識的聯(lián)系，提高學(xué)生對物理知識的理解。

四、由靜止對照向互動(dòng)交流方向發(fā)展

過去的教材中對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)論都給出了答案，在教學(xué)中無論是演示實(shí)驗(yàn)還是學(xué)生實(shí)驗(yàn)，完成實(shí)驗(yàn)后學(xué)生都會對照教材的標(biāo)準(zhǔn)答案，并將教材的答案背下來，甚至可以不做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)教材在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上將現(xiàn)象、分析、結(jié)論等環(huán)節(jié)的內(nèi)容由學(xué)生自己來完成。這樣在學(xué)生完成探究實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生將觀察到的現(xiàn)象、分析的思路以及得到的結(jié)論進(jìn)行相互交流、展開討論，對出現(xiàn)錯(cuò)誤和偏差的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析和總結(jié)，找出失敗的原因，然后得出正確結(jié)論。培養(yǎng)了學(xué)生在合作交流中獲得物理知識和方法的能力，有利于學(xué)生對物理規(guī)律的掌握。

[案例四]牛頓第三定律。

（1）提出問題：力是物體對物體的作用，力的作用是相互的，那么物體間相互作用力的大小和方向存在怎樣的關(guān)系？

（2）提出假設(shè)：相互作用力大小是否相等？方向會不會相反？

（3）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作，將兩把相同的彈簧秤的掛鉤相互鉤住，在水平方向上沿相反的方向用力對拉，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

（4）得出結(jié)論：學(xué)生先交流各組實(shí)驗(yàn)結(jié)論，后討論是否具有共性，最終得到結(jié)論：物體間相互作用力大小相等，方向相反，作用在同一直線上，并且分別作用在兩個(gè)物體上，這就是牛頓第三定律的內(nèi)容。