關(guān)于高中物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的深思

林燕

摘 要：提高學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)探究能力有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，尤其在當(dāng)前注重培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的背景下，高考物理中相關(guān)實(shí)驗(yàn)習(xí)題越來(lái)越注重考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，可為學(xué)生更好地理解實(shí)驗(yàn)本質(zhì)，在高考中取得理想成績(jī)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本文結(jié)合自身實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)實(shí)際，談?wù)剬?duì)實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的一些思考與感想。

關(guān)鍵詞：高中物理;實(shí)驗(yàn)探究;教學(xué);深思

實(shí)驗(yàn)是高中物理的重要教學(xué)內(nèi)容，是高考的必考知識(shí)點(diǎn)。認(rèn)真分析近年來(lái)高考中的實(shí)驗(yàn)習(xí)題不難發(fā)現(xiàn)試卷中的實(shí)驗(yàn)情境越來(lái)越新穎，越來(lái)越傾向于對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的考查，尤其一些實(shí)驗(yàn)習(xí)題對(duì)學(xué)生的探究能力要求較高。針對(duì)這一趨勢(shì)，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)積極采取針對(duì)性措施，重視學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)。

一、做好實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)

培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力建立在對(duì)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)牢固掌握的基礎(chǔ)上，因此應(yīng)采取措施做好實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)。高中物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)主要包括實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理、誤差分析、實(shí)驗(yàn)器材的使用等。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多而零碎，不僅需要學(xué)生牢固記憶，而且需要學(xué)生深入理解。為幫助學(xué)生切實(shí)打牢實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，為其靈活、正確運(yùn)用實(shí)驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究做好鋪墊，一方面，講解實(shí)驗(yàn)理論時(shí)應(yīng)注重靈活運(yùn)用多媒體技術(shù)為學(xué)生展示整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，使其更好地把握實(shí)驗(yàn)原理，尤其注重圍繞實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)相關(guān)的思維導(dǎo)圖，將實(shí)驗(yàn)課知識(shí)點(diǎn)層次清晰地展現(xiàn)給學(xué)生，幫助學(xué)生更好地記憶。另一方面，給學(xué)生提供更多動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。在完成實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)講解后應(yīng)及時(shí)組織學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室做相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，使其親身感受實(shí)驗(yàn)過(guò)程，認(rèn)真分析、解決實(shí)驗(yàn)中遇到的各種問(wèn)題，逐漸積累物理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，把握實(shí)驗(yàn)技巧。

二、注重精講實(shí)驗(yàn)探究例題

實(shí)驗(yàn)探究對(duì)學(xué)生的綜合能力要求較高，為增強(qiáng)學(xué)生的探究自信，掌握探究的思路與方法，避免在實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中走彎路，應(yīng)結(jié)合學(xué)生所學(xué)優(yōu)選、精講相關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究例題，拓展其視野，給其帶來(lái)良好啟發(fā)。課堂上先向?qū)W生展示相關(guān)的實(shí)驗(yàn)情境，給其預(yù)留空白時(shí)間，要求其結(jié)合所學(xué)分析實(shí)驗(yàn)原理，分析實(shí)驗(yàn)步驟，搞清楚實(shí)驗(yàn)中各參數(shù)表示的含義。同時(shí)，為更好地激活課堂，應(yīng)注重圍繞實(shí)驗(yàn)情境與學(xué)生積極互動(dòng)，使學(xué)生能夠透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)，明確實(shí)驗(yàn)考查的物理知識(shí)、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ?。如在完成自由落體運(yùn)動(dòng)教學(xué)后，可向?qū)W生講解如下實(shí)驗(yàn)探究例題：

運(yùn)用如圖1（a）所示裝置測(cè)量重力加速度。其中光電計(jì)時(shí)器能夠記錄小球從光電門A運(yùn)動(dòng)至光電門B的時(shí)間，使用刻度尺測(cè)量?jī)晒怆婇T的距離。實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)改變光電門B的位置，控制小球釋放器使其多次下落。實(shí)驗(yàn)中多次讀出小球經(jīng)過(guò)兩光電門的時(shí)間t以及相距的距離h。繪制如圖1（b）所示的-t圖線。

（1）下列措施能夠提高實(shí)驗(yàn)精度的是（）

A.兩光電門的距離適當(dāng)大一些B.選擇直徑大的小球C.使用材質(zhì)密度大的小球

（2）圖中圖線的斜率為k，與縱軸的交點(diǎn)為（0，b），則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹開___，小球釋放點(diǎn)距光點(diǎn)a的高度為____（使題中給出的已知參數(shù)表示）。

問(wèn)題（1）兩個(gè)光電門的距離適當(dāng)大一些，可以減小測(cè)量誤差以及小球大小對(duì)實(shí)驗(yàn)造成的影響。選用直徑小而質(zhì)量大的小球可減少空氣阻力的影響，因此，A、C兩項(xiàng)措施可以提高實(shí)驗(yàn)精度。問(wèn)題（2）設(shè)小球達(dá)到光電門A的時(shí)間為v，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式得：h=vt+gt2，整理得到：=gt+v，由圖可知v=b，k=g，因此，重力加速度g=2k，小球到達(dá)光電門A的高度為s=v2/2g=b2/4k。

三、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)探究專題訓(xùn)練

為更好地提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究意識(shí)與能力，還應(yīng)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)探究專題訓(xùn)練，使其積累相關(guān)探究經(jīng)驗(yàn)。一方面，認(rèn)真分析學(xué)生現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)知識(shí)儲(chǔ)備，結(jié)合學(xué)生所學(xué)，對(duì)于相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新與整合，在課堂上展示給學(xué)生相關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究習(xí)題，要求學(xué)生結(jié)合自己的理解進(jìn)行分析作答。另一方面，通過(guò)詢問(wèn)了解學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練習(xí)題的情況，結(jié)合學(xué)生的反饋，對(duì)學(xué)生存在的共性問(wèn)題加以集中講解。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生做好訓(xùn)練后的反思，認(rèn)真思考在訓(xùn)練中暴露出自身的哪些問(wèn)題、從訓(xùn)練中獲得了哪些知識(shí)等，督促其及時(shí)查漏補(bǔ)缺。如在講解勻加速直線運(yùn)動(dòng)知識(shí)后，設(shè)計(jì)如下探究實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練：

某同學(xué)使用圖2（a）裝置測(cè)量金屬板B和鐵塊A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，并將紙帶牢固地粘貼在金屬板B后面，紙帶另一端和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相連。鐵塊A和金屬板B的質(zhì)量分別為mA=1kg，mB=0.5kg。使用水平力F向左拉金屬板B使其向左運(yùn)動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的放大情況，如圖2（a）所示。

（1）鐵塊A和金屬板B間的摩擦力Ff=__N，兩者間的動(dòng)摩擦因素μ=___（g取10m/s2）;

（2）某次實(shí)驗(yàn)操作中獲得打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶如圖2（b）所示，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)還有四個(gè)未畫出。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz，則打E點(diǎn)時(shí)的紙帶速度大小v=___m/s，紙帶的加速度a=___m/s2，則水平拉力F=___N。

問(wèn)題（1）勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)鐵塊A和金屬板B處在平衡狀態(tài)，以鐵塊A為研究對(duì)象，其受到的摩擦力力Ff和彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)相等，即，F(xiàn)f=2.5N，由μmg=Ff，μ=0.25。問(wèn)題（2）根據(jù)題意紙帶上打各點(diǎn)的時(shí)間間隔T=0.1s，設(shè)大E點(diǎn)的速度為vE=xDF/2T代入數(shù)據(jù)解得vE=0.85m/s。因各點(diǎn)的位移之差Δx=2cm，則a=Δx/T2，代入數(shù)據(jù)解得a=2m/s2，由牛頓第二定律可知F-Ff=ma，容易解得F=3.5N。

四、布置實(shí)驗(yàn)探究實(shí)踐任務(wù)

高中物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中不能將學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)局限在課堂上，應(yīng)注重為其布置實(shí)驗(yàn)探究實(shí)踐任務(wù)，鼓勵(lì)學(xué)生走出課堂，運(yùn)用相關(guān)的實(shí)驗(yàn)器材、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探究相關(guān)的問(wèn)題。為保證學(xué)生順利地完成實(shí)驗(yàn)探究任務(wù)，應(yīng)注重給予學(xué)生探究活動(dòng)的指引，使其在開展實(shí)驗(yàn)前做好理論分析，認(rèn)真把握實(shí)驗(yàn)探究的相關(guān)細(xì)節(jié)，避免實(shí)驗(yàn)探究的盲目性。另外，實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中需要對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，為使學(xué)生更好地提高數(shù)據(jù)處理效率，順利的得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，啟發(fā)學(xué)生認(rèn)真回顧與總結(jié)所學(xué)的實(shí)驗(yàn)處理方法，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究?jī)?nèi)容合理選擇。如采用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

教學(xué)中學(xué)生完成平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)學(xué)習(xí)后，可為學(xué)生提供以下實(shí)驗(yàn)器材，為學(xué)生布置相關(guān)的探究實(shí)踐任務(wù)：鐵架臺(tái)、傾斜軌道、小球、刻度尺、光電門裝置、螺旋測(cè)微器等，要求其運(yùn)用所學(xué)的平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)分析實(shí)驗(yàn)原理、組裝實(shí)驗(yàn)器材、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，設(shè)計(jì)能夠測(cè)量當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的實(shí)驗(yàn)方案。

學(xué)生積極聯(lián)系所學(xué)，相互討論，設(shè)計(jì)出了如下實(shí)驗(yàn)方案，順利的求解出了當(dāng)?shù)氐募铀俣萭。按照如圖3所示組裝實(shí)驗(yàn)器材，調(diào)整軌道末端和水平面平行，并安裝光電門，運(yùn)用重垂線確定光電門在水平地面上的投影P。

設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）使用螺旋測(cè)尾氣測(cè)出小球的直徑d，并使用刻度尺測(cè)量軌道末端距離水平面的高度h。（2）將小球直于軌道上方某一位置靜止釋放小球，記錄小球通過(guò)光電門的時(shí)間t。（3）使用刻度尺測(cè)量小球落點(diǎn)與P點(diǎn)之間的水平距離x。（4）改變小球在軌道上的高度進(jìn)行多次的實(shí)驗(yàn)，做出-x圖像。（5）計(jì)算出圖線的斜率k，求解出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭。

原理分析：根據(jù)實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的上述參數(shù)可請(qǐng)求出小球離開軌道末端的速度v=d/t。由平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)求出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;在水平方向上由x=v=，整理得到：=·x，∵=k，則g=2k2d2h。

結(jié)束語(yǔ)

高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力是一個(gè)緩慢的過(guò)程，應(yīng)樹立長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)，制定詳細(xì)的教學(xué)計(jì)劃，按部就班的開展教學(xué)活動(dòng)，尤其應(yīng)認(rèn)真分析影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的相關(guān)因素，深入、細(xì)致的講解實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)，使學(xué)生切實(shí)夯實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)，注重實(shí)驗(yàn)探究例題的講解、習(xí)題的訓(xùn)練以及實(shí)驗(yàn)探究實(shí)踐任務(wù)的布置，更好地促使其將所學(xué)理論轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)探究能力。

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