論初探新課程背景下高中物理實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)
論文關(guān)鍵詞：新課程 高中物理實(shí)驗(yàn) 改進(jìn)
論文摘要：物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的精確、定量的科學(xué)，近幾年的高考越來越重視對實(shí)驗(yàn)的考查，利用學(xué)生所學(xué)過的知識，對實(shí)驗(yàn)儀器或?qū)嶒?yàn)方法加以重組，完成新的實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡脑O(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)越來越得到重視。本文通過對高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)中的實(shí)驗(yàn)要求分析入手，探討了新課程背景下高中物理實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)。 ?
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1.高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)中的實(shí)驗(yàn)要求
?普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出高中物理課程的總目標(biāo)是：學(xué)習(xí)終身發(fā)展必備的物理基礎(chǔ)知識和技能，了解這些知識與技能在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用，關(guān)注科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。要通過實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)基本的操作技能，體會實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)中的地位及實(shí)踐在人類認(rèn)識世界中的作用。新課標(biāo)指出：“實(shí)驗(yàn)是物理課程改革的重要環(huán)節(jié)”，注重對學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�、科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。改變過去以書本為主，實(shí)驗(yàn)為輔的教學(xué)方式，把實(shí)驗(yàn)地位空前提升。因此，強(qiáng)調(diào)重視實(shí)驗(yàn)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，成為對物理教學(xué)的基本要求。
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2.傳統(tǒng)高中物理實(shí)驗(yàn)所面臨的主要問題
?在物理教學(xué)中，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)面臨著以下一些問題，有待于進(jìn)一步思考和研究。
?2.1實(shí)驗(yàn)條件不足的局限。
?現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)儀器普遍精度低，誤差大，可重復(fù)性差，影響學(xué)生對物理規(guī)律的深入理解，對學(xué)生的設(shè)計(jì)要求具有很大的局限性，也限制了學(xué)生探究和鉆研的深度和廣度。
?2.2實(shí)驗(yàn)本身難度和可見度的局限。
?物理實(shí)驗(yàn)中，空間上細(xì)微過程人眼難以觀察，一般借助于顯微鏡可以實(shí)現(xiàn)細(xì)致的觀察。時(shí)間上細(xì)微過程難以捕捉，難以一記錄，是物理實(shí)驗(yàn)的一個(gè)難點(diǎn)，瞬間變化的可視化尤其是難點(diǎn)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)儀器由于人眼觀察與手工記錄的斷續(xù)性，確實(shí)難解決這個(gè)問題。
?2.3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)僅靠人眼觀察，手工記錄，操作耗時(shí)費(fèi)力，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率低下。
?如利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行“牛頓第二定律”的演示，由于儀器裝置與實(shí)驗(yàn)步驟很多，要達(dá)到理想效果很難，并且由于數(shù)據(jù)處理又太繁，并且由于實(shí)驗(yàn)中需要多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)、以及人為的各種因素拖延時(shí)間，教學(xué)任務(wù)較難完成，而且后排的同學(xué)看不清實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。甚至因?yàn)閷?shí)驗(yàn)演示效果不好，還容易讓學(xué)生對其科學(xué)性產(chǎn)生懷疑，從而形成模糊的概念。
?2.4由現(xiàn)象到本質(zhì)揭示的局限。
?在“牛頓第一定律”的教學(xué)中，伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)是一種理想實(shí)驗(yàn)，雖然很重要，但學(xué)生理解起來則是很困難。要想通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)精確揭示出物理本質(zhì)是不可能的，利用定性實(shí)驗(yàn)說明又難以體現(xiàn)物理思想方法。
?2.5信息傳遞容量的局限。
?傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)常常受制于實(shí)驗(yàn)設(shè)備條件的優(yōu)劣和教師實(shí)驗(yàn)操作水平的高低，表現(xiàn)在信息傳播速度慢，部分實(shí)驗(yàn)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(xué)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呈現(xiàn)層面上的改進(jìn)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(shí)驗(yàn)。這些出人意料的實(shí)驗(yàn)，不但能說明問題，也為學(xué)生下課后自己重復(fù)去做這些實(shí)驗(yàn)提供了可能性。比如在講到物體的重心時(shí)，教師可以拿一個(gè)白熾燈泡舉高一米左右往水泥地板上釋放，學(xué)生們非常驚奇地發(fā)現(xiàn)燈泡竟然沒有碎!仔細(xì)觀察后發(fā)現(xiàn)由于重心的原因，燈泡著地時(shí)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(xué)中，可利用紙、硬幣來做隨堂小實(shí)驗(yàn)，增加學(xué)生的探索興趣。
?第二，把一些演示實(shí)驗(yàn)變?yōu)閷W(xué)生探究性實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生更好的掌握知識，激發(fā)了學(xué)習(xí)的興趣。
?第三，對演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行放慢、暫停處理。如在“牛頓管實(shí)驗(yàn)”中，抽掉空氣，羽毛、金屬片是否一起下落，學(xué)生無法判斷，可信度差。我們可以利用錄像機(jī)把實(shí)驗(yàn)過程拍下來，然后課堂進(jìn)行放慢、暫停處理。
?第四，對原有的演示實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)。
?如光的折射演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn):傳統(tǒng)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(gè)學(xué)生到講臺前，站在水槽前適當(dāng)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(gè)學(xué)生慢慢向玻璃水槽中倒水，隨著水面的升高，該學(xué)生能觀察到的現(xiàn)象是:發(fā)現(xiàn)硬幣好象升高了，本來看不見的硬幣慢慢進(jìn)入該學(xué)生視線。
?3.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理層面上的改進(jìn)方法
?對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析、處理，有許多方法如算術(shù)平均值法、逐差法、列表法等。如果讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)表格，用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這樣既能提高學(xué)生的動(dòng)手能力，又能體現(xiàn)物理量間的聯(lián)系。
?3.3減小實(shí)驗(yàn)誤差層面上的改進(jìn)方法
?物理實(shí)驗(yàn)是以測量為基礎(chǔ)的，而任何測量結(jié)果都不可能絕對準(zhǔn)確。測量值跟被測物理量的真實(shí)值之間總會有差異，這種差異叫做誤差。
?實(shí)驗(yàn)中，對偶然誤差，主要是進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，求出平均值，用平均值來代替測量值就更接近真實(shí)值。誤差分析，更多的是對系統(tǒng)誤差的分析。
?第一、從實(shí)驗(yàn)原理分析
?系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因是多方面的，其中實(shí)驗(yàn)原理的不完善是產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因之一。分析這類系統(tǒng)誤差應(yīng)從實(shí)驗(yàn)原理入手，運(yùn)用有關(guān)物理規(guī)律進(jìn)行定性或定量剖析。
?第二、從實(shí)驗(yàn)器材分析
?由于實(shí)驗(yàn)器材本身的缺陷也會使實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，如器材本身的精度(彈簧秤的最小刻度、游標(biāo)卡尺的精度等)就是一個(gè)重要因素，在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，電表的內(nèi)阻使測量結(jié)果所生的誤差也屬這種情況。分析這類系統(tǒng)誤差應(yīng)從實(shí)驗(yàn)器材的結(jié)構(gòu)入手，運(yùn)用有關(guān)物理規(guī)律進(jìn)行定性或定量剖析。另外，根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)情況，還應(yīng)從實(shí)驗(yàn)的控制條件，實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理上進(jìn)行分析。
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4.結(jié)語
?通過對高中物理傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)進(jìn)行研究后，我們可以清晰地發(fā)現(xiàn)，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀依然存在諸多問題，教材設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)在課堂實(shí)踐中開設(shè)情況仍不理想。假如我們在教師培訓(xùn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)、實(shí)驗(yàn)資源共享、高中實(shí)驗(yàn)評價(jià)幾個(gè)方面作出更多的努力我們的實(shí)驗(yàn)功能一定能得到進(jìn)一步的發(fā)揮，學(xué)生的動(dòng)手能力一定能得到進(jìn)一步的提升。 ????
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參考文獻(xiàn)：
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