摘要：隨著新課程教育改革的實施, 老師們越來越重視物理實驗活動, 作為學生的我們也要積極改變學習態度, 跟上老師的思路, 打破傳統物理實驗的枷鎖, 對物理實驗進行改進和創新, 增強自己的理性思考能力和邏輯思維能力。基於此背景, 通過對高中物理實驗的必要性和開展現狀加以分析, 提出構建合理的實驗方案以及實驗的改進從器材開始的改進與創新經驗, 希望能為其他同學的物理學習提供理論幫助。
關鍵詞：高中物理; 物理實驗; 改進與創新;
物理是一門自然學科, 揭示了世界上物質運動、作用的規律, 物理學的發展推動了世界進步, 彰顯一個國家的科學技術含量和科研成果。物理是高中階段的重要學科, 對理科生尤甚, 不過作為一門理科知識, 高中物理學涵蓋大量公式和基礎概念, 相對難度比較大, 學習起來倍感困難, 同時物理除了教材上的知識還有大量的實驗, 需要我們具備動手能力和實踐能力。這也充分說明了高中物理實驗的重要性。
1 物理實驗的必要性
物理知識雖然抽象, 但是並不陌生, 因為它分佈在我們生活的方方面面, 比如當我們走進廚房會發現大量物理學知識製造的廚具, 比如微波爐、電磁爐;學者們常說物理就是一門以物為基礎說理的學科, 它來源於生活的細節和自然現象, 經過科學家的研究和開發將自然力量和人為物理力量為人所用, 造福於民。所以這整個過程離不開大量的實驗, 通過多次實驗的論證, 在無數次失敗中總結經驗才能獲得物理的真諦。高中階段想學好物理, 將知識融會貫通, 也離不開物理學知識, 從教材中要求的實驗延伸到小實驗, 樂趣無窮。通過物理實驗我們能更充分地理解課本上抽象的知識, 在試驗過程中充分感受經典物理學的運作, 讓我們身臨其境般感悟知識, 然後誘發學習物理的興趣, 從而進一步在老師的指導下對實驗進行總結和歸納, 將實驗的表象上升到科學範疇, 最終迴歸教材知識, 讓教材知識變得通俗易懂。不過實驗需要我們主動動手操作, 是腦力與動手能力的結合, 以前我們總是看著老師示範, 自己卻不敢動手, 使原本有豐富趣味的實驗課變得枯燥單一, 同時我們自己做實驗時在實驗方法、實驗器具選擇和實驗效果上存在不同程度的不足, 教師的指導是一方面的, 我們還需要強化自己的動手能力和探究能力, 對高中物理實驗進行改進和創新, 展現現代中學生的理性本色。筆者結合自己的學習經驗, 就這一問題從以下幾個方面分析。
2 高中物理實驗開展現狀
2.1 學生對物理實驗的學習重視度不夠
通過上面的論述, 我們對物理實驗的重要性有所瞭解。它作為物理學習中的重要環節, 是必須掌握的內容。不過我們的傳統學習意識總認為課本知識才是重要的, 物理實驗並不一定非要真的進行實驗, 從課本上了解實驗過程, 明白實驗結果就可以了。也就是說這部分同學的學習重點在於知識的學習, 對實驗的操作並不重視。這就像填鴨式的學習一般, 將課本上的物理知識和公式死記硬背根本不通曉其義。我們常言道語文學習是‘好記性不如爛筆頭’, 而物理學習是死記硬背不如動手實踐, 長此以往, 不僅會對物理學習倍感枯燥, 還會引起學生的反感, 因為太無趣了, 只是為了學而學, 並且也不利於我們創新思維和動手能力的發展。
2.2 學校物理實驗裝置不健全
從巨集觀角度上說, 學校引進了不少先進的實驗裝置, 同時籌建了實驗室, 在某些實驗上我們能做到人手一副儀器, 不過從微觀角度上看, 儀器齊全的實驗裝置只在幾個典型實驗中出現, 其他的實驗器具並不滿足人手一副的條件, 我們只能看著老師操作, 這樣很容易分神, 不親手實驗一番不理解實驗的真諦, 也感受不到實驗的樂趣。並且筆者發現有的實驗儀器存在損壞和老化現象, 比如電學中有的電儀表、單刀開關、小燈泡有不少毀壞的, 學校沒有及時更新檢查, 毀壞老化的儀器不僅讓學生倍感掃興, 也妨礙了個人對物理的學習程序, 影響了我們學習物理的積極性。
2.3 學習方式單一
一直以來我們都是被動接受老師的教育, 物理實驗課上看老師示範後就按部就班地跟著操作一遍, 實驗成功就不再做他想, 實驗失敗也不總結失敗原因, 只是機械性地進行實驗。其實, 實驗的目的是為了讓我們在實驗中發現問題、思考問題、解決問題、總結問題, 僅一味地操作不動腦子實驗根本起不到作用。並且很多同學一進入實驗室就開始興奮, 不遵守實驗室操作規範, 不聽從老師指導, 自己亂操作, 實驗失敗後就垂頭喪氣, 怨天怨地, 這完全妨礙了正常的物理實驗。高效的物理實驗需要課前預習掌握基本知識和基本操作儀器, 在實驗中聽從老師指揮, 仔細觀摩老師的操作, 然後自己動手操作實驗, 對實驗出現的細節和問題進行記錄, 多方面論證自己的所思所想, 總結實驗經驗才能真正得到提高。但是能真正做到這些的同學太少了, 大部分人只是跟著老師的操作而操作, 學習方式很單一。
3 高中物理實驗改進與創新的策略
3.1 構建合理的實驗方案
一般進行實驗之前, 老師會通知學生提前預習, 瞭解一下實驗的內容和經過, 便於實際操作中的實驗效率。當我們接到老師的預習指令後就要明確自己的實驗目的, 然後找出教材介紹中自己的不懂得地方和好奇的地方, 進行記錄, 然後自己給自己提出問題並制定目標, 形成一份簡單合理的實驗方案。舉個簡單的例子, 在力學中有一節關於‘力的合成’, 從教材中我們發現實驗器具包括天平、砝碼、單股細繩、雙股細繩, 既然要探究力的合成, 那麼先給自己設定一個問題, 比如若要提起這些砝碼該怎麼組合這些細繩?然後考慮兩根細繩的作用有什麼不一樣呢?這兩根細繩能將多大的砝碼提起, 又在什麼情況下會斷裂呢?帶著這些疑問走進教室, 觀摩教室操作後自己分析實驗注意事項, 與同學合作完成實驗, 解決問題, 隨著實驗的進行我們發祥雙股細繩的提重程度不如單股細繩, 那麼這又是為什麼呢?為了滿足自己的疑惑, 必須對這個問題展開深入探究, 向教師詢問, 然後不自覺地就被物理學知識感染了, 繼而我們對互成角度兩個力的分力與合力的關係就有了初步瞭解, 為後面力的學習奠定了基礎。所以在實驗前構建合理的實驗方案能在實驗中快速進入角色, 啟用自己的思路, 便於物理學習。
3.2 實驗的改進從器材開始
器材是完成實驗的重要載體, 一般實驗的教育與儀器的複雜性成反比, 我們自己改良儀器就算出現問題也比僅是操作有意義的多。所以筆者認為對實驗器材的改進從自己動手做開始。首先自己動手改良實驗器材需要全方面瞭解該實驗的知識;其次, 器材的'改進必然是要進行反覆實驗的, 在不斷失敗的過程中總結經驗, 對物理實驗本身的瞭解就更充足;再次, 學生動手改進器材是思維和實踐的結合, 體現了現代教育目標下的學習要求。器材的改良可從兩個方面進行。
首先, 對教材的把握要比較熟悉, 充分考慮以前用過的實驗器材的作用和它的侷限性, 然後想辦彌補這種侷限性, 提高實驗實施的效果和直觀性。器材的改進必須依賴教材, 在老師的幫助下尋找實驗中的侷限性, 對成功率不高的實驗進行改進, 從而提高實驗的教育價值和效率。以‘自由落體運動’這一節內容為例, 該節課的實驗需要用到牛頓管實驗演示器牛頓管實驗演示器是一個長約1 m的玻璃管, 一端封閉, 一端接抽氣閥門, 管內有羽毛、小球、小金屬片、小銅錢等, 用抽氣機抽成真空後, 可以演示物體下落快慢與重力大小、物體形狀無關。該節課使用牛頓管來演示羽毛和鐵片在空氣和真空中自由落體的情況, 不過筆者經過實驗後認為牛頓管的顏色與實驗中鐵片的顏色相近, 有時候容易干擾學生的觀察, 在玻璃器皿中有反光的問題, 讓人一時難以分辨哪個是鐵片, 哪個是牛頓管, 所以為了改善這一問題帶來的影響, 可以將鐵片進行染色處理, 可以利用鐵粉在牛頓管抽氣口的另一端增加一個電磁鐵, 這樣不僅緩解了基本問題, 還能增加實驗的科學性, 讓同學們更清晰的觀察該實驗。
4 結語
綜上, 我們不難發現高中物理實驗對物理學習的重要性, 作為高中生的我們必須以主動嚴謹的態度對待物理, 親身實踐物理實踐, 並總結經驗, 從身邊的小事獲得啟發改進和創新物理實驗, 只有這樣才能增強自身的物理素養。
參考文獻
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