浅谈实验在高中物理教学中的重要性

浅谈实验在高中物理教学中的重要性金敏摘要：物理学是一门以实验为基础的学科，实验能激发学生学习物理的兴趣，提高学生的动手能力和思维能力，让学生理解物理概念或规律的较好方式，并且从实验中能培养学生的科学探究精神和态度。关键词：实验物理重要性众所周知，物理学是一门以实验为基础的学科，实验能激发学生学习物理的兴趣，提高学生的动手能力和思维能力，让学生理解物理概念或规律的较好方式。高中物理，更多的是演示实验，所谓演示实验，是在课堂上主要由教师操作，并通过教师的启发引导、帮助学生对实验进行观察思考，以达到一定教学目的的教学实验。（1）由近几年来高考对实验的考查内容来看，“LC振荡电路”“光电效应”“光电管”“薄膜干涉”“平抛演示仪”“X射线管”等实验较为重要。实验的重要性不仅仅在于符合高考考纲要求，更在于激发学生学习兴趣，主动从现象中探索物理规律，也是学生学好物理的一种重要方法。就本人的个人体会，认为实验有以下几个方面的作用。一、化抽象为直观高中物理对物理规律的学习更深入，学生已有的认知和经验在对某些内容的认识中存在缺陷。比如：在学习“力的合成”时，需要理解其合成方法，即“力的平行四边形法则”。学生联系生活实际，已经有感观的认识：两个人抬起一桶水和一个人提起这桶水效果是一样的，两匹马拉动一车货物和一头牛拉动这车货物效果是相同的。可是如何定量地说明合力与分力之间满足的关系，得让学生直观感受几个力的存在和大小、方向，于是想到了用一个力将橡皮筋拉到某一刻度和用两个力把这一橡皮筋拉到同一刻度的效果也是相同的。将抽象的力的方向转化到测力计刻度上，将抽象的力的方向转化到细绳所在直线方向，根据两种情况下效果相同，作出力的图示，从而探究出合力与分力满足的平行四边形法则。再比如：由前面一节向心加速度的理论推导，再到向心力的表达式Fnman，验证“向心力”公式时，用向心力演示仪，将向心力的大小与质量m、轨道半径r、角速度的关系用直观的格数比较出来，让学生记忆深刻。二、由直观感受理解物理概念学生在初中主要以观察、实验为基础，教材内容多为简单的现象和结论，对物理概念和物理规律的认识较为粗略，而高中物理是以实验现象为基础，运用抽象思维和数学知识，要求揭示更深层次的物理本质和规律。高中许多抽象的概念，如果教师仅仅只是将概念陈述或是复述出来，学生并不能有效地感知。理解、记忆。如加速度、离心力等，就加速度这一概念的理解，是高中物理教学的一个难点，这是学生以前没有接触到的，如何让学生理解这一概念，让学初步行成抽象思维，得从形象的材料入手，比如视频展示：人、摩托车、小轿车到达终点的先后顺序，观察它们启动时的快慢，让学生区别速度、速度的变化量和速度变化快慢这几个物理含义，由感性到理性，由直观感受理解物理概念。再比如讲离心运动和近心运动时，对于这两个概念的了解，让学生做实验：一个学生站着某点不移动，拉着另一学生做圆周运动，中间那名同学使劲一逮，外面那个同学靠近中心，更能让学生理解“供需”关系中，提供的力大于做圆周运动所需要的力时，物体做近心运动。随堂的小实验，形象直观，学生记忆更深刻。三、对物理规律的深入理解在初步了解物理概念后，由实验入手，深入理解物理规律，有利于学生形成物理思维。如对平抛运动的理解：由运动的合成与分解，将平抛运动分解为水平方向和竖直方向的两个分运动来等效替代平抛运动，并且由理论推导可知水平方向是匀速直线运动，竖直方向是自由落体运动。对这图1两个分运动性质的认识，可用图1所示，小锤打击弹性金属片，A球水平飞出，同时B球被松开，自由下落。A、B两球同时开始运动，观察两个小球哪个先落地。学生通过观察，发现两个小球几乎同时落地，改变出发点高度，依然观察到同样的现象。学生已经知道B球做自由落体运动，于是得出做平抛运动物体在竖直方向上是自由落体运动这一结论。同理，水平方向上也可做对比实验进行研究，现象一目了然。四、帮助学生建立物理模型学生之所以觉得物理难，很大程度是因为不能独自将生活情境与物理模型联系起来，就体现为不能读懂题意，无法正确分析物体运动过程。比如圆锥摆模型，得实实在在拿一个单摆模型给学生看，让他们真真切切看到单摆的运动情况，才能找到运动平面和轨迹。又比如有的学生无法想象出地球上除赤道和两极上的点的运动轨迹。在于空间想象能力不足，这时候拿器材演示就相当有必要，用一个地球仪去说明，从而让学生感知某点的运动轨迹，观察到某点的运动平面。然后提取物理模型——匀速圆周运动。再比如竖直平面内的圆周运动，“水流星”的展示，绳模型，杆模型的展示都相当有必要。在解题时，由已有模型入手，比如图2所示情形，质量m＝k1g的小球用细线拴住，线长ml5.0，细线所受拉力达到NF18时就会被拉断。当小球从图示位置释放后摆到悬点的正下方时，细线恰好被拉断。若此时小球距水平地面的高度mh5，重力加速度g10m/s2，求小球落地处到地面上P点的距离？（P点在悬点的正下方），这里只需学生由分析出已有模型——竖直平面内的圆周运动最低点和平抛运动即可进行解决，两个过程靠圆周运动最低点的速度等于平抛运动水平初速度联系起来。五、增强学生学习兴趣，提高注意力很多时候，以实验导入课题，能在一开始就吸引学生注意力，保持饱满的精神。比如：在“竖直上抛运动”的学习中，先让两名同学比跳高，学生都很感兴趣，积极配合，然后总结一句：将自己“抛了起来”，再到沿竖直方向“抛”了起来，再到忽略空气阻力的情况下，只受重力，从而很快了解这一概念，继续探究规律时还能有热情来学习。虽然理论知识的讲解能提高学生的理解能力，但纯粹的讲解，传统式的讲授，会让学生听得很疲劳，不自觉地走神，开小差，导致学习效果差，学习效率不高。适当适时的课堂小实验会让学生更快地理解、掌握知识。比如在讲功率时，大篇幅的理论讲述，想要学生明白做功的快慢与做功的多少事两个概念，举了很多例子，不如让学生动手：两名学生数不同纸张，看用时多少去比快慢。更能体会做功多不一定做功快，做功少不一定做功慢，而且活跃了课堂气氛。学生毕竟具有童心，“爱玩”的天性让他们对实验乐此不疲，“好奇心”让他们对实验现象提出问题，从而学习物理规律。六、培养学生严谨的科学态度培养严谨的科学态度和作风，是物理实验教学中对物理科学自身文化内涵的教育，是科学教育中人文素养的培养。科学态度就是求真的态度、实事求是的态度。（2）由科学探究环节：（1）提出问题；（2）猜想与假设；（3）制订计划与设计实验；（4）进行实验与搜集证据；（5）分析与论证；（6）评估；（7）交流与合作。在课堂教学中，这几个环节层层相扣，教师教学时，应该注重每一步的自然衔接与地位体现，让学生明白实验数据要可靠真实，实验步骤要严密仔细，科学态度要严谨细致。比如在使用弹簧测力计时，操作要规范，用两个测力计共同测物体重力时，不能斜拉物体进行测量；又如探究力的合成方法，验证“平行四边形法则”时，弹簧测力计应该保持和纸面平行等，我们允许实验存在误差，但应排除错误，并尽量减小误差。如果是演示实验，教师应该更加严谨，不能让学生觉得“差不多就行”、“只差了一个数据”、“只倾斜了一点”这些无所谓。七、总结生活离不开物理，物理离不开实验，由实验入手，可以帮助学生更好、更快掌握物理本图2质和规律。将抽象的概念转化为形象直观的现象进行理解和深入探究，还能帮助学生建立物理模型，联系生活，将生活情境转化到物理模型中，从而解决生活实际问题，还可以增添课堂趣味性，帮助学生轻松快乐学习，同时，从实验过程中体会严谨的科学歹毒和作风，课堂中随时可以创造随堂小实验，教师应注重实验的切入和指导。参考文献（1）高卫东,田美.高中物理演示实验之我见.延边教育学院学报,2007,21(1).（2）田尚清.如何在物理实验教学中培养学生的科学素质[DB/OL].=zdIQG9rHRQ658aklBjtdW-fko0Auts21KIbQdVXlRfyRJgnR_pVn44IPdBohzhWtw_QaobjJ2l_PYCKJ7eCmVeyhaMktnLvLo0HsL9O4giK