【摘 要】當前高中物理力學實驗存在諸多問題,教師不加改進仍樂此不疲的沿用。本文主要闡述了力學實驗的改進原則以及演示實驗、分組實驗的改進途徑,旨在提高力學實驗的有效性。
【關鍵詞】高中物理;力學;實驗;改進
物理概念的建立、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)都基于物理實驗的基礎上,如果離開了實驗,物理教學無異于無源之水、無本之木。實驗教學可以激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生的操作技能,提高學生勇于探索的精神。但由于以考分為本的價值取向尚未革除,當前高中物理教學受困于應試教育,教師急功近利,片面地認為“做實驗不如講實驗、講實驗不如背實驗”,以機械灌輸為基本方法,以講授替代思考、探究,以致學生的操作能力缺失。
一、高中物理力學實驗教學存在的問題
1.演示實驗趨向程式化。力學缺乏科學性,變成固定的程式,以特殊替代一般,如在運用掛鉤碼的方式演示合、分力的關系時,部分教師為了“方便”,兩個邊相互垂直且大小之比為4:3,這樣操作看似簡單,能讓學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)生很強的說服力。部分教師選取的實驗過于繁瑣,或受到摩擦力等因素的影響,演示效果不盡如人意。
2.分組實驗難出效果。實驗儀器舊、精度不高、實驗條件不足、儀器數(shù)量不足的現(xiàn)象影響了學生分組實驗的完成,學生采集記錄數(shù)據(jù)不科學,影響了實驗結果的分析。部分教師過于依賴媒體,以模仿演示替代學生的分組實驗,不利于學生動手操作能力的培養(yǎng)。
二、力學實驗的改進原則
1.趣味性?!拔匆娨馊?,必不樂學?!迸d趣是維系學生學習的強大動力,學生有了興趣,會思維活躍,學習也走向高效。教師要利用恰當?shù)膶嶒灱袑W生的注意力,開啟學生的思維,引發(fā)學生的思考。
2.直觀性。成功的實驗往往取決于實驗現(xiàn)象是否直觀清晰,結論的獲得是否較為直接。教師要通過選取襯托背景、適宜觀察角度、放大實驗器材等方式增強實驗效果,給學生帶來直觀的感受。
3.簡易性。改進后的實驗力求時間短、易于操作,因而具有生命力,容易被學生的心理所接受。教師若一味追求精、高,往往會因為實驗時間長、實驗效果不明顯等問題而使實驗趨于低效。
4.科學性。教師要注重實驗過程的設計,原理要準確、方案要科學、操作要合理,器材、裝置的選擇要科學規(guī)范,才能真實地呈現(xiàn)物理現(xiàn)象,幫助學生正確地理解概念、掌握規(guī)律。
三、力學演示實驗的改進途徑
1.以小實驗增加教學的趣味性。教師要選擇身邊的物品,挖掘生活中的實驗資源,開展力學實驗,增加教學的趣味性。如在演示物體下落的快慢與物體重力無關的實驗中,教師可以選擇身邊常見的復印紙、一元硬幣,讓學生將它們從同一高度由靜止一起釋放,會發(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”的結論。教者再引導學生改變外在因素的影響,將紙揉成團,再由同一位置從靜止同時釋放,可以看到硬幣和紙片幾平同時落地,從而能得出物體下落的快慢與物體的重力無關的結論。
2.改進效果不理想的演示實驗。教師要針對實驗現(xiàn)象不明顯的內(nèi)容進行合理地改造,提高可觀性,讓學生能清晰地看到形象直觀的演示過程。如人教版教材中“重力”的內(nèi)容中有重心位置確定的實驗,教材中提供了懸掛法找重心的實驗,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)動學生的感官參與,教者根據(jù)實際需要,在白紙上畫出對角線,其交點即是木塊的重心。當重心作用線剛好落在模板的支持面上時木板穩(wěn)定,當處于支持面外時,就會傾倒。
3.借助于多媒體豐富呈現(xiàn)方式。教師可借助于視頻、動畫等方式模擬情景,調(diào)整播放速度,讓學生能清晰觀察現(xiàn)象,實現(xiàn)由感性到理性的升華。
四、力學分組實驗的改進途徑
1.對實驗細節(jié)的改進。在傳統(tǒng)教學中,教師往往注重理論上的合理性與可能性,而忽視了實際操作中面臨的問題,因而在細節(jié)上現(xiàn)現(xiàn)處理不嚴謹?shù)那闆r。如在用鋼球進行平拋運動的實驗時,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,拋出點并不位于斜槽的末端。教者對實驗裝置進行改進,取一個壁較硬的玻璃瓶,瓶內(nèi)裝水,水位要高些,要水平端末端加一段更細的硬管,噴出的水柱會形成彎曲的弧線,這就是水平拋運動形成的軌跡。但瓶內(nèi)液面的下降會使水柱弧度發(fā)生變化,對描點的準確性產(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,以提高實驗的效果。
2.減少實驗誤差。改進實驗器材的結構缺陷與精度、完善實驗原理可以減少系統(tǒng)誤差。如在探究加速度與力的關系實驗中,鉤碼帶動小車一起做勻加速,只有砝碼的質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量M時才能說拉力等于鉤碼的重力,在運動過程中還要受到摩擦力的作用,因而會產(chǎn)生加速度與拉力不成正比關系的結論。教師可以將打點計時器一端墊高些,以平衡摩擦力;為保證加大拉力時的實驗效果,將鉤碼托盤和鉤碼換成塑料小桶和細沙。
總之,我們高中物理教師要在搜集資料、挖掘資源的基礎上對實驗進行改進,能提高實驗效果,在培養(yǎng)學生動手操作能力和創(chuàng)新精神的同時,讓他們感受到物理實驗的樂趣。
【參考文獻】
[1]顧建新.高中物理新課程實驗教學的現(xiàn)狀分析與思考[J].物理教學探討,2007