論初探新課程背景下高中物理實驗的改進

論初探新課程背景下高中物理實驗的改進

　　論文關鍵詞：新課程　高中物理實驗　改進

論文摘要：物理是一門以實驗為基礎的精確、定量的科學，近幾年的高考越來越重視對實驗的考查，利用學生所學過的知識，對實驗儀器或實驗方法加以重組，完成新的實驗目的的設計型實驗越來越得到重視。本文通過對高中物理新課程標準中的實驗要求分析入手，探討了新課程背景下高中物理實驗的改進。 　　?
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1.高中物理新課程標準中的實驗要求
?普通高中物理課程標準明確提出高中物理課程的總目標是：學習終身發展必備的物理基礎知識和技能，了解這些知識與技能在生活、生產中的應用，關注科學技術的現狀及發展趨勢。要通過實驗學習基本的操作技能，體會實驗在物理學中的地位及實踐在人類認識世界中的作用。新課標指出：“實驗是物理課程改革的重要環節”，注重對學生實驗能力、科學探究能力的培養。改變過去以書本為主，實驗為輔的教學方式，把實驗地位空前提升。因此，強調重視實驗，改進實驗，成為對物理教學的基本要求。
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2.傳統高中物理實驗所面臨的主要問題
?在物理教學中，傳統實驗面臨著以下一些問題，有待于進一步思考和研究。
?2.1實驗條件不足的局限。
?現有實驗儀器普遍精度低，誤差大，可重復性差，影響學生對物理規律的深入理解，對學生的設計要求具有很大的局限性，也限制了學生探究和鉆研的深度和廣度。
?2.2實驗本身難度和可見度的局限。
?物理實驗中，空間上細微過程人眼難以觀察，一般借助于顯微鏡可以實現細致的觀察。時間上細微過程難以捕捉，難以一記錄，是物理實驗的一個難點，瞬間變化的可視化尤其是難點。傳統的實驗儀器由于人眼觀察與手工記錄的斷續性，確實難解決這個問題。
?2.3實驗數據僅靠人眼觀察，手工記錄，操作耗時費力，實驗教學的效率低下。
?如利用氣墊導軌進行“牛頓第二定律”的演示，由于儀器裝置與實驗步驟很多，要達到理想效果很難，并且由于數據處理又太繁，并且由于實驗中需要多次重復實驗、以及人為的各種因素拖延時間，教學任務較難完成，而且后排的同學看不清實驗現象。甚至因為實驗演示效果不好，還容易讓學生對其科學性產生懷疑，從而形成模糊的概念。
?2.4由現象到本質揭示的局限。
?在“牛頓第一定律”的教學中，伽利略的斜面實驗是一種理想實驗，雖然很重要，但學生理解起來則是很困難。要想通過實驗現象和數據精確揭示出物理本質是不可能的，利用定性實驗說明又難以體現物理思想方法。
?2.5信息傳遞容量的局限。
?傳統的演示實驗常常受制于實驗設備條件的優劣和教師實驗操作水平的高低，表現在信息傳播速度慢，部分實驗可見度和可信性不高，而且傳輸信息的形式較單一，從而限制了課堂教學中的信息傳播容量。
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3.面臨新課程的基本對策探討
?3.1實驗現象呈現層面上的改進方法
?第一，從身邊常見的材料中取材，提倡用低成本的、隨手可得的東西做物理小實驗。這些出人意料的實驗，不但能說明問題，也為學生下課后自己重復去做這些實驗提供了可能性。比如在講到物體的重心時，教師可以拿一個白熾燈泡舉高一米左右往水泥地板上釋放，學生們非常驚奇地發現燈泡竟然沒有碎!仔細觀察后發現由于重心的原因，燈泡著地時是燈頭先著地的緣故。再如在“研究影響物體下落快慢的因素”教學中，可利用紙、硬幣來做隨堂小實驗，增加學生的探索興趣。
?第二，把一些演示實驗變為學生探究性實驗。通過實驗使學生更好的掌握知識，激發了學習的興趣。
?第三，對演示實驗現象進行放慢、暫停處理。如在“牛頓管實驗”中，抽掉空氣，羽毛、金屬片是否一起下落，學生無法判斷，可信度差。我們可以利用錄像機把實驗過程拍下來，然后課堂進行放慢、暫停處理。
?第四，對原有的演示實驗裝置進行改進。
?如光的折射演示實驗改進:傳統的演示模式:教師把玻璃水槽放在講臺上，在玻璃槽中放一枚硬幣，叫一個學生到講臺前，站在水槽前適當改變頭部位置，使眼睛恰好看不到硬幣，然后保持眼睛和槽的位置不變，另一個學生慢慢向玻璃水槽中倒水，隨著水面的升高，該學生能觀察到的現象是:發現硬幣好象升高了，本來看不見的硬幣慢慢進入該學生視線。
?3.2實驗數據處理層面上的改進方法
?對實驗數據的分析、處理，有許多方法如算術平均值法、逐差法、列表法等。如果讓學生自己設計表格，用圖像法處理實驗數據，這樣既能提高學生的動手能力，又能體現物理量間的聯系。
?3.3減小實驗誤差層面上的改進方法
?物理實驗是以測量為基礎的，而任何測量結果都不可能絕對準確。測量值跟被測物理量的真實值之間總會有差異，這種差異叫做誤差。
?實驗中，對偶然誤差，主要是進行多次實驗，求出平均值，用平均值來代替測量值就更接近真實值。誤差分析，更多的是對系統誤差的分析。
?第一、從實驗原理分析
?系統誤差產生的原因是多方面的，其中實驗原理的不完善是產生系統誤差的主要原因之一。分析這類系統誤差應從實驗原理入手，運用有關物理規律進行定性或定量剖析。
?第二、從實驗器材分析
?由于實驗器材本身的缺陷也會使實驗產生系統誤差，如器材本身的精度(彈簧秤的最小刻度、游標卡尺的精度等)就是一個重要因素，在電學實驗中，電表的內阻使測量結果所生的誤差也屬這種情況。分析這類系統誤差應從實驗器材的結構入手，運用有關物理規律進行定性或定量剖析。另外，根據具體的實驗情況，還應從實驗的控制條件，實驗步驟及實驗的數據處理上進行分析。
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4.結語
?通過對高中物理傳統實驗的改進進行研究后，我們可以清晰地發現，高中物理實驗教學的現狀依然存在諸多問題，教材設計的實驗在課堂實踐中開設情況仍不理想。假如我們在教師培訓、學生實驗能力培養、實驗資源共享、高中實驗評價幾個方面作出更多的努力我們的實驗功能一定能得到進一步的發揮，學生的動手能力一定能得到進一步的提升。 　　????
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參考文獻：
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