对中学物理实验教学进行改革的尝试

物理是一门以实验为基础的自然学科，它与社会生活联系紧密，以物质的结构、物质之间的相互作用和其运动变化规律为研究对象，具有科学性、实用性、趣味性等特点。根据这些特点，在物理实验教学改革中，始终以全体学生为主体，充分发挥学生的作用，把整个教学过程看成是老师和学生、学生和学生共同合作探索的过程。整个教学过程中充分相信学生，让学生意识到自己是学习的主体，自觉动手、动脑。我们还把课内和课外融为一体，在实验内容上把科学知识、生活知识全面考虑、互相渗透，把获取知识、科学观察、独立操作、培养实验技能、发挥聪明才智安排于合理的结构中。现就我的一些想法、具体做法和同行进行交流，互相提高，互相学习。

1 转变教学观念，树立素质教育的实验教学指导思想

物理实验教学的目的，不仅是让学生理解和掌握已有的书本知识，更重要的是培养学生的科学素养和探究精神，激发学生爱科学、学科学的兴趣，培养学生的创新能力和实践能力，重视学生实验能力的培养，通过实验培养学生从事科学研究应当具备的严谨的科学态度、科学的思维方法和严谨的学术作风，逐步学会物理研究中的基本科学方法。实验中应体现以实验为基础的学科特色。在实验教学中，注意让学生通过自己动手实验学习物理知识。同时，物理实验担负着“提高国民素质”这一教育任务。因此，必须改变传统的“老师讲，学生听，教师演示，学生观看”的实验教学方法。改变物理实验教学中以教师为中心的教育观，把物理实验教学作为教师传授知识、学生巩固和理解知识的辅助教学手段。因此，改变传统的教育观，树立新的教育观念，实施素质教育，就要不断提高对实验教学基础地位的认识，从提高实验教学的效果，激发学生学习兴趣，提高学生的能力出发，认真改进、大力加强实验教学，把物理教学真正转移到以实验为基础上来。在实验的各个阶段（实验前、实验中、实验后）提出一系列富有启发性的问题，或根据需要提出学生不易回答的问题。同时启发学生提出问题，让学生带着问题做实验，在实验中分析、解决问题与获取知识。

2 相信学生，激发学生求知欲，做好实验准备工作

要上好实验课，课前实验准备是非常重要的环节，对学生提出明确、具体的要求，要让学生带着一定的任务来做实验。有了具体要求，学生实验时才有规可循，才能加深对原理的理解。学生通过实验准备做到实验前心中有数。只有让学生先动脑筋，课堂上才会动手。例如，在“用打点计时器测速度”的实验中，向学生提出了三个目标和任务：⑴了解电磁打点计时器和电火花打点计时器的构造及原理，会安装和使用打点计时器，并记录物体的运动规律。⑵根据纸带上的点迹测量物体的平均速度，粗略测物体在某时刻或某一位置时的瞬时速度。⑶根据测量数据描绘运动物体的v-t图像，理解v-t图像的意义，根据v-t图像说明物体的运动规律。实验前，我们把电磁打点计时器和电火花打点计时器实物和使用说明书一同交给学生，让学生在阅读中思考，加深对实验原理的理解，掌握实验器材的结构，知道实验中的注意事项。然后要求学生、实验小组完成以下任务。

1、电磁打点计时器的使用说明要点：

⑴用途：电磁打点计时器是一个通过在纸带上打出一系列的点来记录运动信息的计时仪器。

⑵工作原理：____________。

⑶实验时，是先接通电源让电磁打点计时器先工作，还是先用手拉动纸带运动？

我的答案是：____________。

我的理由是：____________。

2、电火花计时器的使用说明要点：

⑴用途：_______________。

⑵工作原理：____________。

⑶使用方法：____________。

3、根据电磁打点计时器和电火花打点计时器的实物，结合它们的使用说明书，完成下面问题：

⑴电磁打点计时器和电火花计时器虽然原理不同，但实质都是________仪器。

⑵从两种打点计时器的原理和实验过程考虑，电磁打点计时器和电火花计时器哪一种误差更小一些？写出你的理由。

⑶如果让你发明创造，你有办法发明测量精度更高的，能同时测出时间和知道相应位移的仪器吗？说出你的设想，并和其他同学交流。

⑷实验中应注意的事项：

电源电压要符合要求：电磁打点计时器应接_______的_______电源；电火花打点计时器应接_______的_______电源。

3 在实验过程中培养学生的创新精神和科学素养

以前的物理实验教学模式僵化，物理实验教学的基本原则没有得到充分地体现，教学方式也较呆板。从教学内容到教学方式没有给学生留出足够的发展空间。就分组实验来说，老师从实验目的、实验原理、仪器、操作步骤到注意事项，讲解得面面俱到。教师花相当长的时间根据教材讲实验目的、原理……然后学生照着现成的实验步骤或跟着老师动几下，取几个数据，实验就算完成了。这样做实验，收获不大。再说，现阶段往往是一个班的学生同一时间做同一个实验，用同一种方法、相同的仪器，都要在规定时间内做完，得出同一结论，这样就有可能导致部分学生看别人怎么做，自己就怎么做，特别是两人合作时，有极少数学生只看不动手，也不留心实验观察，不记录有关数据，更谈不上去思考。这种教学模式不利于提高学生发现问题和解决问题的能力，不利于引导学生突破思维定势这个思维障碍，不利于学生创新思维方法的形成以及科学素养的培养。我在教学中，尽可能地增加学生动手实验的机会，开始几个实验可以详细地给出实验的各个环节。例如：实验原理、实验目的、实验步骤、数据表格、实验报告的书写模式等。先让学生打好基础，养成按一定程序有条不紊地进行实验的习惯；然后逐步引导学生在理解实验原理和内容的基础上，自己独立地列出实验步骤、选择实验仪器、自制试验表格等，从而提高学生的实验能力和素养。鼓励学生设计实验方案，并对各方案进行评价，选择最佳方案，以此来培养学生创造性思维。鼓励学生在实验中独立排除仪器故障，要求学生用多种不同的方法处理数据，激发学生的实验兴趣，利用物理实验，发挥学生的主观能动作用，最大限度地调动学生自主学习的积极性和主动性。教师在课内讲重点、关键点和注意点，发挥好主导调控作用。例如在"用打点计时器测速度"的实验中，我的实验设计如下：

1、实验器材

我采用的实验器材有________；

我的测量工具是____________。

2、实验步骤

我的实验步骤及过程：________。

3、数据记录与处理

在下面方框内处粘贴实验所得的记录物体运动信息的纸带，并在上面标注出你所选取的计数点（用字母abcd标注，或用数字01234标注）。

请根据你在纸带上选定的计数点，设计表格记录所需的实验数据及相应时间或位移的平均速度。

4、实验结论

⑴测得纸带的平均速度。

通过________两点间的位移时，小车的平均速度为v＝Δx/Δt＝_______。

⑵测量纸带上所选计数点的瞬时速度：算出各点附近的平均速度，把它当作打点计时器打下这些点时物体的瞬时速度。请按下面示例计算各点的瞬时速度。

示例：va＝vab＝Δxab/Δtab＝…

⑶在坐标纸上设计v-t图像，把上述各点的瞬时速度及相应的时间描点作图。

5、记录在实验过程中仪器出现过的故障及你解决仪器故障的措施：______________。

『交流与感悟

话题1：交流实验中遇到的主要困难和取得的主要收获。

话题2：交流实验中误差的主要来源。

从仪器的角度分析：____________；

从数据测量的角度分析：_________。

如果纸带上所打的点过密，对实验结果会有什么影响？应如何解决这个问题？

话题3：交流实验过程。

在选取仪器时，我多选或少选的仪器是__________；

在实验过程中不合理步骤或不规范的操作是_______；

你对实验方案的改进意见是__________________。

话题4：交流数据处理。

例如，画出运动物体的v-t图像，要用平滑的曲线拟合在坐标纸上描绘的各点，不能把各点连接成折线。这是因为__________。

4 重视实验理论与实际的联系

把课外实践活动纳入实验教学的范围是实验教学改革的重要环节，为了从多方面培养学生的物理实验兴趣，在学生掌握了一些基本实验技能后，应根据教材实验特点和青少年的心理要求，精心设计课外活动的内容，有计划、有目的地组织好课外活动，以配合课堂实验教学，做到既注意内容和形式的统一，又注意活动的趣味性。培养学生关心社会、运用物理知识解决实际问题的能力，使学生学以致用，在生活中感受物理实验的乐趣及重要性，以激发学生动手实验的兴趣。例如，在“用打点计时器测速度”的实验中我给学生设计的课外实践活动是：

请你研究一个约1.4m高的商店的卷帘窗或卷帘门的运动。你需要什么仪器可以向老师去借，与实验小组的同学共同做这个课题，并完成下列问题（你也可以选择研究其他物体的运动）。

⑴请根据你的数据，在坐标纸上描出卷帘窗（或其他物体）运动的v-t图线。

⑵由v-t图线可知，卷帘窗（或其他物体）做________运动。

⑶卷帘窗（或其他物体）的平均速度为__________m/s。

时代的发展赋予物理实验教学新的内涵，注重科学探究，培养学生科学探究能力、实践能力和创新能力是素质教育的要求，是新课标的教育理念，也是物理教学的重要环节。充分开发物理实验功能，培养学生的各种能力及良好的思想品质和科学态度，这是推动中学物理实验教学向前发展和实施创新教育的重要途径。本文从实际出发，结合自己的教学实践，提出了培养学生探究能力的方法，以供大家参考。

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。

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