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1、中学物理教学试验模具研究何顺华 陈开广 指导老师：王为民摘要物理学是一门以实验为基础的自然科学，回顾物理学产生和发展的过程，可以看出物理实验自始至终都占有极其重要的地位。无论是经典物理学的建立和发展，还是现代物理学的进展都与物理实验息息相关。可以预言，未来物理学的发展一定离不开物理实验。在中学的各门基础课程中，物理课在提高学生的科学素质方面起着无可替代的作用，实验在物理教学中更是占有着举足轻重的地位。加强实验教学，提高物理教学效果和开发学生创造能力，在加强素质教育的今天，显得更加突出，尤为重要。通过演示实验和学生实验，能够使学生理解物理概念和规律的建立与实验的关系，培养学生一定的实验能力，演示
2、和学生实验对于培养学生学习物理兴趣也是十分重要的。因此，实验教学在中学物理教学中具有十分重要的地位。本文就有关目前中学物理实验的的现状及发展方向展开讨论,针对目前中学物理演示试验的不足和缺陷提出相应的改进意见，培养学生动手能力和创新能力。本文还就楞次定律的演示实验和砂摆演示振动图像实验提出改进方案。关键词：中学物理 试验教学 楞次定律 阻尼振动 第一章 中学实验过去及现状研究物理是一门实验科学。通过演示实验和学生实验，能够使学生理解物理概念和规律的建立与实验的关系，培养学生一定的实验能力，演示和学生实验对于培养学生学习物理兴趣也是十分重要的。因此，实验教学在中学物理教学中具有十分重要的地位1.
3、1实验在物理教学中的地位和作用在新的中学物理教学大纲中，已明确指出：观察现象、进行演示和学生实验，能够使学生对物理事实获得具体的、明确的认识，这是理解概念和规律的必要的基础。观察和实验对培养学生的观察和实验能力，培养实事求是的科学态度，引起学生兴趣，具有不可代替的重要作用，可见没有物理实验，很难达到物理教学目的。回顾物理学产生和发展的过程，可以看出物理实验自始至终都占有极其重要的地位。所有的物理知识，都是在实验的基础上建立起来的。物理实验作为物理教学的基本手段，有其特殊的教学功能。通过实验可以使物理教学理论联系实际，引起学生学习兴趣，引导学生发掘问题，激发其求知欲望，从而调动他们学好物理的主动
4、性和积极性，引导他们热爱科学。通过加强实验，不仅可以使学生具备一定的感性认识，更重要的是使学生进一步理解物理概念和定律是怎样在实验基础上建立起来的，从而有效地帮助学生形成概念，导出规律，掌握理论，正确而深刻地领会物理知识。通过实验培养学生的观察能力、思维能力、自学能力以及发现问题、分析问题和解决问题的能力；培养学生良好的实验方法以及基本的实验能力和动手能力，并且在此基础上进一步培养他们的独立工作能力和创新能力。通过实验培养学生从事科学研究应当具备的严格的科学态度，科学的思维方法，严谨的科学作风，逐步学会物理研究中基本的科学方法。鉴于实验教学的地位和作用，我们不仅应该重视实验，而且应该在理论教学
5、中认真贯彻以实验为基础的原则。1.2中学物理实验教学的现状随着素质教育的进一步深化，我们国家不少专家学者和广大物理教师对中学物理实验的重要性的认识和感受逐步加深，物理实验教学改革也正在密锣紧鼓地进行着。但是应看到，到现在为止，物理实验教学的现状在我们国家还是不容乐观的。学校和教师受传统教育的影响，普遍存在着重理论轻实验的思想。教学方法普遍采用讲授法。有的老师甚至认为学生不会动手做实验不要紧，只要会动笔考实验就行。由此而引发了做实验不如讲实验, 讲实验不如背实验的荒谬作法。加之科技的飞速发展，多媒体进入课堂，使得部分教师过分追求，迷恋多媒体的模拟实验，让学生看看了事，不重视让学生看实物，实际操作
6、总而言之，目前相当数量的教师不做或少做实验，放弃了运用实验的直观教学方法，这一现象严重妨碍了培养具有创新能力的人才这样教出来的学生一遇到实物就束手无策，不知道如何动手。由于认识上的不足，教师在实验教学的组织上、在教学过程中、在物理成绩的考核上都存在着问题。例如：由于教师不愿在实验教学方案的设计上下工夫、花时间，导致实验教学方法形式单一、陈旧；单纯为了完成教学任务而安排实验，对学生实验能力的培养显得没有计划、没有目的、缺乏系统性。同时对引导学生积极、主动地学习，培养学生独立思考的能力和习惯的指导思想不够明确，教师在实验教学中一手包办现象严重，学生最多只是机械模仿，缺少动手和动脑的机会，能力得不到
7、相应的提高。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的体现，教学方式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，教材从实验目的、实验原理、仪器、操作步骤到注意事项，写得面面俱到然而每次实验课教师还要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教师动几下，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，特别是两人合做时，有极少数学生只看不动手，也不留心实验观察，不记录有关
8、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，不利于学生智能的发展。以上实验教学的现状，极大地影响着物理教学质量，与物理教学目的、教育改革的要求和物理实验教学重要地位很不相称，与时代发展对人才的要求很不适应。中学物理实验教学的基本情况。据抽样调查，现在有些中学对专业课的实验要求普遍较高，投入的资金也很足，而作为基础课的物理实验却普遍重视不够。不少学校的物理实验数目达不到教学大纲的要求，甚至有相当一部分学校基本上一个学生实验都不做。即使有的学校按要求完成了，但是实验教学的效果往往不理想。过去的实验教学
9、，我们更注重于应试，现在则侧重于学生的参与过程，使学生真正明确实验的意义，学会做物理实验。我与其他学校的老师交流时发现，由于课标的要求不太明确，加上不同学校的生源和条件不同，导致各学校的老师对实验要求的把握也就有比较大的差异，甚至有的教师还认为课标对实验要求是弱化了。以前的教材是用统一的器材完成同一个实验，现在则不作统一的规定，我认为课标的意图是给学校和老师的实验教学带来更大的自主性，但这也给仪器的购置带来一定的麻烦，各学校的器材差异也会越来越大。对于同一个实验，教学大纲下的教材是给出统一的器材，并有明确的操作步骤，而课程标准下的教材并未规定一定用什么器材来完成,更谈不上具体的操作步骤。这是为
10、了适应各地区的不同条件，有条件的地区可以用高级的器材做实验,比如用DIS数据采集系统进行定量研究，没有条件的地区想办法用低成本的自制仪器同样也可以完成实验，这也给了教师更大的对教材再创造空间。体现了新课程背景下,教师应该要用教材而不是教教材。1.3 中学物理教学试验的不足众所周知，物理是一门以实验为基础的教学。通过物理实验引入物理概念，来研究物理规律。而心理学研究表明，人的思维活动是在感性材料的基础上产生的，感性材料是思维活动的源泉和依据。各种类型的物理实验，具体形象地展示了物理知识的形成和发展过程，为学生的学习提供了丰富的感性材料，强化了学生的感知并纠正在感知中形成的错觉，从而达到丰富学生头
11、脑中感性材料的储存及发展智力、培养能力的目的。因此，实验在物理教学中具有十分重要的作用。这里要谈到的是演示实验.由于有些学校现有实验仪器可能跟不上需求(特别是众多的农村中学由于资金不足，仪器原来就不够用)。因而教材中的实验并非个个都十全十美，其中有的实验在取材、原理、步骤、可视度、可信度等方面或多或少地存在一些不足或缺陷，需要教师在授课时精心设计演示的方法,使演示产生最佳效果。为此,特收集了一些教材中演示实验改进的方法,以便各位同行查阅. 比如，中学物理教材里有一个固体变形演示实验：用手捏压装满水的圆柱体玻璃瓶(瓶盖中心开孔并插一玻璃细管)，玻璃细管中水面上升，松开手，水面又降回原位，这说明瓶
12、子受捏压时发生了形变。对这个实验，有的学生却提出水面上升不是因为瓶子形变，而是由于手的温度较高，瓶中的水吸热升温体积膨胀所致，为了消除学生的误解，可将圆柱体玻璃瓶换为椭圆柱体玻璃瓶，先沿短轴方向捏压，细管中水面上升，后沿玻璃瓶长轴方向捏压，细管中水面不但没有上升，反而还下降了。从而使学生确信水面的升降是玻璃瓶形变的结果。如此小改进，使实验可信度大增。以学生发展为本，发挥学生学习的主动性，从实验中让学生体验学科情感已成为当今课堂教育改革的主流。课堂教学也已从知识传授为主，变化为对学生实施素质教育，教育学生树立正确的科学态度，培养科学精神，注重学生的创造性学力、发展性学力的培养。这一系列的改革对当
13、今物理实验教学提出了更高的要求，更进一步体现了实验在物理教学中的地位。物理实验教学可以激发学生学物理的兴趣，以学生身边的现代生活、工农业生产实例来丰富他们的感性认识，形成持久良好的物理学习动因。更重要的是学生通过亲自动手操作体验物理变化过程，学会科学的物理方法，加深了对物理知识的理解，培养了探索、应用和创造方面的能力。从科学教育角度来看，学生的辩证唯物主义思想、科学世界观、严谨治学品质、协作精神等方面都能在物理实验教育过程中得到培养。教学必须以实验为基础，实验在物理教学中占有举足轻重的地位。而在现今中学物理教学中，实验仍是薄弱环节。由于不同学生存在操作水平不同的现象是很正常且普遍，而班级学生数
14、又多，因此在课堂教学中老师不易实现及时发现纠正学生所有的操作错误，为此还可以透过学生记录的测量结果来发现操作方法上的错误。比如：当发现测量的数据不准确时，绝对不能简单地认为是实验误差引起的，应适时引导学生认真分析原因，若是由于使用弹簧测力计的方法不正确引起的，一定要明确指出这是操作上的某种错误引起的，完全可以通过纠正错误来避免的。学生的实验技能应当包含两个方面，一是基本仪器的使用技能，二是实验的操作技能。要培养学生的实验操作技能，首先就应当让学生掌握基本仪器的使用方法，学会规范操作。实际上，技能的掌握不是靠做几道习题就能实现的，而应当靠一定数量的动手操作才能熟练掌握。一般来说，技能的培养，一要
15、靠文本的学习；二要靠模仿体验；三要靠创新使用。比如：用如图所示的方法“测量动摩擦力的大小”。把木块放置在水平木板上，用弹簧测力计水平拉着做匀速直线运动。这里，首先就是通过文本的学习,使学生懂得用二力平衡的知识进行测量；接着是观察、模仿教师的操作，然后独立完成测量；再从实际测量中，发现弹簧测力计会抖动，不易进行读数，而引发对测量方法改进的思考，设计出让木块不动而拉动木板的测量方法。通过这三个环节，学生测量摩擦力的技能也就得到了提高再如：“游标卡尺”“螺旋测微器”的使用。大家都知道,高考常考查游标卡尺和螺旋测微器的使用问题。这两个问题，在高考复习中大家几乎都把它当作考题来对待，让学生做了不少的读数
16、练习，学生也都说“老师：我们会读数了”，可就是每次考试的得分率都不高。实际上，测量工具的使用就是技能问题，前面说了，技能的培养，一要靠文本的学习；比如游标卡尺,首先应该通过理论（文本）的学习,使学生明白游标卡尺为什么可以提高测量的精度,然后模仿教师的操作, 比如游标卡尺,手如何持游标卡尺,我们发现学生经常手势不准确,这时,我们老师就应该拿给学生看,用单手操作,拇指来回推动游标卡尺的游标,通过这样的模仿，学生才学会使用游标卡尺；三要靠创新使用。游标卡尺的读数有一定的技巧,通过不断的练习使用,掌握游标卡尺读数技巧,学生就能掌握游标卡尺的使用方法, 螺旋测微器也是如此, 首先也是通过文本的学习,使学生知道螺旋测微器为什么有这么高的测量精度,然后也是如何进行规范的操作,教师要做适当的示范,让学生进行模仿,但是游标卡尺和螺旋测微器在高中的三年中能让学生使用几次呢？有几个实验需要用到它们呢？三年的学习里只有两三次的操作使用能掌握好吗？之后通过大
