簡析如何通過實驗學(xué)習(xí)高中物理

方熠艷

【摘 ? ?要】物理是針對觀察到的自然界常見現(xiàn)象，并通過該現(xiàn)象設(shè)計實驗，然后根據(jù)實驗結(jié)果分析總結(jié)，逐步形成系統(tǒng)的知識。因此，通過高中物理教材中的大量實驗活動能夠幫助學(xué)生更好的學(xué)習(xí)物理理論知識。

【關(guān)鍵詞】高中物理 ?實驗 ?發(fā)現(xiàn) ?創(chuàng)新 ?提升認識

中圖分類號：G4 ? ?文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2015.11.127

隨著社會的不斷發(fā)展對人才的要求也不斷提升，但總的來說越來越重視實踐創(chuàng)新能力，而中國的學(xué)生從小接受應(yīng)試教育，很少進行實踐活動，更談不上創(chuàng)新了。隨著國家的不斷發(fā)展，人們的認識不斷提升，越來越多的人認識到應(yīng)試教育的弊端，作為一名高中物理老師，應(yīng)本著對學(xué)生極其家長負責(zé)的態(tài)度，結(jié)合物理學(xué)科的特點，多開展一些實驗探究活動，引導(dǎo)學(xué)生們在探究的過程中“觀察思考”，“提出問題”，然后讓大家“討論交流”，對問題提出“猜想”和“假設(shè)”，在提升學(xué)生理論知識的同時培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。

一、培養(yǎng)實驗操作能力

隨著課程改革的推進，教材的編寫思想、呈現(xiàn)方式和教學(xué)過程越來越強調(diào)“知識與技能，過程與方法”的教學(xué)目標，提倡在老師的指導(dǎo)下讓同學(xué)經(jīng)歷動手動腦的自主學(xué)習(xí)過程，不但學(xué)習(xí)理論知識，還學(xué)習(xí)科學(xué)思想、實驗方法。鑒于此，新教材的知識點力求從同學(xué)們常見的自然現(xiàn)象或課堂上看到的實驗現(xiàn)象開始，使學(xué)生經(jīng)歷解決問題的過程，通過不斷地探索和思考獲得豐富的物理知識。為了促進學(xué)生經(jīng)歷探究性學(xué)習(xí)活動過程，教師在教學(xué)中應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)的實驗操作能力。

物理學(xué)與其他自然科學(xué)一樣，以實驗事實為基礎(chǔ)，為了獲得真實的實驗結(jié)果，學(xué)生既要注重實驗方案的科學(xué)性，實驗儀器的制作和選擇，還必須掌握正確的實驗方法。高中階段的物理實驗需要測量多種物理量，根據(jù)測量結(jié)果對實驗現(xiàn)象做出定量的描述，只有正確使用各種測量工具，才能獲得準確的測量結(jié)果。

教師在教學(xué)中應(yīng)先向?qū)W生介紹工具測量的物理量以及工作的原理，然后結(jié)合具體的實驗操作介紹測量工具的具體使用方法，最后還要學(xué)習(xí)正確地獲取測量數(shù)據(jù)，再結(jié)合測量的原理解釋數(shù)據(jù)存在的誤差，分析產(chǎn)生誤差的原因，討論在試驗中減小誤差值的方法。以電磁打點計時器為例，該儀器利用交流電的周期性使電磁鐵的詞性發(fā)生周期性改變，在紙帶上記錄物體的位移隨時間的變化情況，由于紙帶和計時器之間的摩擦產(chǎn)生了系統(tǒng)誤差，位移總是小于正實值，這就需要改進實驗工具。

一些偶然因素對實驗者、測量儀器、被測物理量會產(chǎn)生影響，使測量結(jié)果與正實值有事偏大有時偏小，而針對有時偏大有時偏小這一特點，可以采取多次實驗取平均值的方法減小實驗誤差。

二、觀察、分析、總結(jié)，更好地掌握理論知識

實驗活動的目的是為了讓學(xué)生在參與實驗的過程中學(xué)到豐富的知識，因此高中物理學(xué)習(xí)不但注重實驗探究，而且有一定的理論探究，即通過類比分析、邏輯演繹、推理論證等方法去尋找問題的結(jié)論。

教材中的實驗活動都列出了具體的實驗步驟和數(shù)據(jù)處理的表格，教師在教學(xué)中首先要求按照正確的實驗步驟完成實驗并填寫真實的實驗數(shù)據(jù)，也可根據(jù)數(shù)據(jù)做出相應(yīng)的圖像，然后引導(dǎo)學(xué)生從實驗數(shù)據(jù)或圖像出發(fā)，保留主要因素，忽視次要因素，給研究對象建立理想化的物理模型，由此分析所揭示的科學(xué)規(guī)律，采用數(shù)學(xué)公式進行定量的描述，最后結(jié)合自己的實驗結(jié)論再去認識理論知識，一定會有更深的理解。這個過程要求學(xué)生有一定的抽象思維和邏輯推理能力，老師要注意引導(dǎo)的方式，提問要從實際情況出發(fā)，聯(lián)系生活、聯(lián)系實際，給予必要的提示，增強學(xué)生自主思考的積極性。

教材中的理論知識并不是都能進行實驗驗證，對于這類情況教師可以結(jié)合教材中的圖示簡化問題，把一個復(fù)雜的問題分解成兩個或幾個比較簡單的問題，從而使復(fù)雜的問題變得容易解決;還可以運用類比的方法，用熟知的現(xiàn)象來幫助學(xué)生理解不能模擬的物理現(xiàn)象。這種模式既有助學(xué)生學(xué)習(xí)知識，還有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、分析和解決問題的能力。

學(xué)習(xí)物理知識不能僅僅局限于課堂上有限的實驗現(xiàn)象，社會生活才是物理實驗的大課堂，而且學(xué)習(xí)知識的根本目的就是滿足生產(chǎn)生活的需要，所以應(yīng)大力提倡學(xué)生觀察實際生活中物理現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)其中的問題，運用已掌握的物理知識分初步解釋現(xiàn)象或提出解決問題的方案，并在同學(xué)之間展開交流討論，總結(jié)問題的重點和難點，最后老師針對問題的重點和難點進行深入細致的解析，深化知識的內(nèi)涵。

三、創(chuàng)新實驗，提升能力

一般來說，知識可以通過傳播、講授來學(xué)習(xí)，這種方式比較容易接受但也容易遺忘，而科學(xué)素養(yǎng)是一個人內(nèi)在的東西，不可能通過傳播而形成，必須親自經(jīng)歷學(xué)習(xí)過程才能逐步形成，一旦形成就是一個人比較重要的能力。物理學(xué)家都是在實驗的過程中發(fā)現(xiàn)更深層次的問題，然后改進實驗方法，從而取得更加精確、真實的實驗事實。

教材中實驗僅僅是知識的傳播，學(xué)生還應(yīng)在掌握教材實驗操作的基礎(chǔ)之上，結(jié)合所學(xué)的理論知識，展開聯(lián)想，提出“假設(shè)”，改變實驗談探究的目的，創(chuàng)新實驗方法。通過自己的獨立思考制定實驗計劃，經(jīng)歷動手的過程，學(xué)起來會更生動有趣，理解得更深，記得更牢固。深化對知識認識，提升個人運用知識的能力。以多用電表的用途為例，教科書分別介紹了用多用電表測電流、電壓和電阻的方法，但使用多用電表判斷電路故障有著很廣泛的應(yīng)用。

教師可以組織學(xué)生開展試驗，探索具體的操作方法，首先要求學(xué)生根據(jù)實驗?zāi)康闹贫ㄔ敿毜膶嶒炗媱潱嫵鰳藴实碾娐穲D，依照電路圖討論具體的實驗步驟，老師檢查實驗計劃，提出改進意見;然后在老師的指導(dǎo)下進行實驗操作，實驗中注意觀察實驗現(xiàn)象，并認真記錄數(shù)據(jù)和現(xiàn)象;最后對實驗結(jié)果進行邏輯分析，總結(jié)使用多用電表判斷電路故障的方法，討論縮小測量范圍的方法，如何根據(jù)測量結(jié)果判斷電路是短路故障還是斷路故障。

實驗是一種嚴謹?shù)目茖W(xué)探究活動，認真進行實驗操作的同時要善于觀察、認真思考，透過實驗現(xiàn)象認識事物的本質(zhì)，從而提升物理學(xué)理論。但是開展實驗活動僅僅是教學(xué)工作中的一種方法而已，雖然通過實驗活動能將抽象的理論性知識以具象的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，降低理解的難度，但是并不是所有的理論都能進行實驗論證，而且學(xué)習(xí)知識的效率比較低，考慮到高中階段的教學(xué)任務(wù)比較重的情況，課堂教學(xué)中仍然以老師講授為主。

無論什么教學(xué)方法都會存在不足之處，教學(xué)中要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目的選擇合適的教學(xué)方法，教師本身也應(yīng)該不斷探索，在不斷改進教學(xué)方法的過程中取得更好的教學(xué)效果。