【摘 要】當(dāng)前高中物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)存在諸多問題,教師不加改進(jìn)仍樂此不疲的沿用。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)無異于無源之水、無本之木。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)的說服力。部分教師選取的實(shí)驗(yàn)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(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?!拔匆娨馊ぃ夭粯穼W(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、實(shí)驗(yàn)效果不明顯等問題而使實(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)才能說拉力等于鉤碼的重力,在運(yùn)動(dòng)過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