老师对物理实验进行改进和创新,可以大大提

高中物理新教材选编了大量的物理实验,它体现物理是以实验为基础的特点,也突出了科学探究的物理新课程理念。但无论是从实验的普遍适应性,还是从教材本身存在的问题(如现象不太明显)来看,新教材还需要进步的改进、完善,甚至要重新设计一些有助于学生理解或密切联系社会、生活实际的实验,这是物理实验教学资源开发的重点所在。

1.实验方式的改进与创新。在教学中有些演示实验所需器材简单,可将某些演示实验或验证性实验有意识改为学生随堂操作的探索性实验;现象不明显的,也可进行适当的改进完善。如人教版高中课本第二册第十八章电磁振荡演示实验,一般很难做成功,原因是:若用小型灵敏电流计学生根本看不见;若用大型灵敏电流计,指针较长,固有周期大,要想使振荡电流的周期与指针的固有周期相同,这是很难做到的。为此,根据电路图,可将两个发光二极管反向并联后代替灵敏电流计接入电路中,可根据二极管的发光情况,判别振荡电流的方向,其效果较好,可大大提高学生的兴趣。

2.实验装置和实验方案的改进与创新。为了帮助学生理解为了帮助学生理解,尽管教材中没有规定做实验,也可以设计一些操作方法简单易行的实验,对难理解的物理概念、定理,除了教材中规定的实验外,还可以设计一些新实验,如果涉及的物理知识比较抽象,或对日常生活中一些物理现象的解释,可设计、开发一些有创意的实验,通过实验使学生感受到如何抓住重点,因陋就简地设计实验,学习设计实验的基本方法。

例如完全失重是一个较难理解的物理概念,同学们对这一特殊情景发生的物理现象如:做抛物运动的物体(包折水层间的压力为零),总感到疑虑。为了解决这个问题可以做下面的实验:将易拉罐装满水,在侧面打一个小孔水自然会从孔中流出来(图1);再让易拉罐自由下落,就会惊奇地发现,处于在下落过程中水不从孔中射(图2);现在,再在罐的底部开一个小孔,让易拉罐自由下落,水还会出吗?实验结果是水仍然不会从孔中射出(图3),然后再把底部有孔的易位罐竖点(或斜向上)抛,水还会流出吗?常规的思维是水会从孔中直射下来,但实验结果是水仍然不会从孔中流出来(图4)。做了上述实验后,学生对完全失重有了真切的感受。

要想获得好的实验效果,多样化的实验手段是必不可少的。对某些物理实验条件不易控制,实验效果不佳;实验时有危险,实验所需时间太长;实验时动态变化太快无法看清实验过程,只能看到最后的结果,用传统的教学手段很难表现“动”和“变”的结果。这时可先做实验并利用数码相机拍摄,与多媒体结合来演示实验或模拟实验(模拟过程要尽可能接近于物理真实),再将实验过程进行重放、定格、缩放、慢镜头,让学生观察物理过程的全部,对某些研究对象太大(如天体运动)或太小(如分子的热运动)微观展示如微小形变、布朗运动、电容器充放电的过程、两球碰撞时无压缩,后恢复过程中两球速度、加速度的变化等都可以通过多媒体技术进行情创设,实验过程的模拟,物理进程的速度调节,微小过程的放大,实验现泉的动态分析等。利用以计算机为基础的多媒体技术将其制成教学软件,在课堂上放映,也能取得很好的效果。

物理教学中有许多课外小实验、小制作,如果教师引导得当,学生主动去做会获得意想不到的效果;这些课外小实验、小制作既具有器材简单易得、现象明显、节约、安全等优点,又具有良好的教学功能和教学效果,是当今实验教学改革的重要方向。新课程标准强调物理实验的探究活动,要求为学生创造动手做实验的机会,同时提倡物理实验的绿色化、安全化。因此,教师应结合教材内容因地制宜地积极开发物理教学中的课外小实验、小制作等,引导学生自制教具、学具。

例如,人教版高中课本第二册第十七章交变电流的产生,可将教师演示与学生自制学具做实验结合起来,具体做法:向每位学生提供一块纸板、一段漆包线、一个火柴盒,让学生用漆包线在火柴盒上均匀地绕制成线圈,取两小段漆包线作为支架,纸板作为底座,支架固定在纸板上,然后将绕制好的线圈搁在支架上,这样交流发电机的线圈就做好了。将线圈置于蹄形磁铁N、S极的两端,给线圈施加初速度,这样线圈在磁场的作用下平衡转动,于是便产生了电流,用检流计检验电流的存在,可发现检流计发生偏转。教师可用示波器检验电流的存在,演示给学生看。这样可大大地激发学生自制学具的兴趣,提高学生的动手操作能力。




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