實施綜合考試的物理實驗教學(xué)論文
時間:2022-09-24 04:33:00
導(dǎo)語:實施綜合考試的物理實驗教學(xué)論文一文來源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點,若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。
摘要:實驗是物理學(xué)的基礎(chǔ),離開了實驗,物理學(xué)就不會產(chǎn)生,更談不上發(fā)展。自然科學(xué)是實驗性科學(xué),科學(xué)概念、原理和規(guī)律都是由實驗推導(dǎo)和論證的。實驗有助于加深學(xué)生對自然科學(xué)概念、原理和規(guī)律的理解,實驗?zāi)芰σ彩菍W(xué)生將來從事科學(xué)研究的基礎(chǔ)。當(dāng)前教育教學(xué)的改革已經(jīng)進入了實質(zhì)性的階段,素質(zhì)教育要求學(xué)生具有探索精神和創(chuàng)新能力,而實驗的過程隱含了豐富的科學(xué)思想和科學(xué)方法,既包括了操作技能和處理實際問題的本領(lǐng),又包括了思辯性的猜想和假設(shè),邏輯的思考和論證,準(zhǔn)確的數(shù)量和數(shù)據(jù)分析,嚴(yán)密的推理和清晰的表述,所以高中物理教學(xué)要轉(zhuǎn)變教育觀念,努力改進物理實驗教學(xué)方法,發(fā)揮實驗教學(xué)在培養(yǎng)創(chuàng)新思維中有著其它教學(xué)不可替代的作用。
近幾年來,高考加強了對實驗的考查,實驗題已成為高考中非常重要的一項,實驗題占全卷分值的比例已略有增加(由前幾年的12%增至今年的17%),而且實驗題的要求也逐年升高,由單純考查實驗原理的理解、實驗知識的簡單運用(如讀數(shù)、實驗步驟的選擇等),逐漸轉(zhuǎn)向考核學(xué)生的實驗?zāi)芰Γㄌ貏e是實驗設(shè)計能力),縱觀最近兩三年高考物理卷中沒有完全與教材相同的實驗試題,而是都經(jīng)過了一定的改造,題意是新穎的。
從近幾年高考評卷分析反饋的信息來看,實驗試題失分相當(dāng)嚴(yán)重,如今年我省對實驗題作答成績抽樣顯示,平均得分7.03(滿分20分),得分率僅0.35,是整份考試卷中作答最差題目之一。因此,要求我們在教學(xué)中,不僅要對學(xué)生進行思想教育,使他們明確物理實驗的重要性,更要對實驗進行系統(tǒng)地復(fù)習(xí)?,F(xiàn)就如何進行考前實驗復(fù)習(xí)談?wù)勛约捍譁\的看法。
一、夯實基礎(chǔ),做好實驗基本儀器的復(fù)習(xí)
根據(jù)《考試說明》,高考所涉及的基本儀器包括刻度尺、游標(biāo)卡尺、打點計時器、天平等13種,歷年來高考將基本儀器的考查放在非常重要的地位。因此在復(fù)習(xí)期間,必須對《考試說明》所要求的13件基本儀器的構(gòu)造原理、使用方法、讀數(shù)規(guī)則、注意事項等逐件過“關(guān)”,逐項弄通弄懂,精心選編例題習(xí)題,精講精練,舉一反三,促進遷移。在復(fù)習(xí)期間,可借且于多媒體,利用其容量大、交互性強、再現(xiàn)性和重復(fù)性的特點對常見的基本測量儀器的讀數(shù)、使用方法及實物連線進行專題訓(xùn)練,使學(xué)生徹底掌握儀器的結(jié)構(gòu)、原理、用法和讀數(shù)。
二、課堂講解與課后動手相結(jié)合,做好演示實驗的復(fù)習(xí)
從93年起,全國高考物理試題出現(xiàn)了一個新特點,加強了中學(xué)物理教材中演示實驗的考查。連續(xù)幾年對教材中演示實驗的考查,絕不是偶然,這表明中學(xué)物理教學(xué)必須按綱扣本,以本為本,以強化素質(zhì)教育。但考綱上所規(guī)定的演示實驗多達100個左右,在復(fù)習(xí)期間對每一個實驗重做一遍是不可能的,也是不科學(xué)的。本人認(rèn)為,在復(fù)習(xí)期間可以從兩方面著手,一方面將演示實驗的復(fù)習(xí)安排在第一輪復(fù)習(xí)中,相應(yīng)的實驗穿插在每個單元知識中進行;另一方面,可以安排在高考前夕,即5月下旬到6月初,向?qū)W生開放實驗室,給學(xué)生再次動手操作的機會,同時附上相應(yīng)的實驗習(xí)題,讓學(xué)生根據(jù)自己的掌握情況、熟練程度針對性動手操作。通過這樣的復(fù)習(xí),學(xué)生一來可以熟悉比較重要的演示實驗,二來能使實驗操作與學(xué)生的思維有機地結(jié)合起來,使得實驗得到活化和深化。
三、顧及全面,突出重點,做好分組實驗的復(fù)習(xí)。
分組實驗是實驗考查的重點,高考涉及的分組實驗共有17個,力學(xué)實驗8個,電學(xué)實驗5個,光學(xué)實驗3個,外加一個熱學(xué)實驗。歷年來,實驗得分率較低,說明學(xué)生對實驗并沒有真正理解,走馬觀花,不求甚解。主要原因在于教材給定了器材,規(guī)定了操作方法,確定了實驗步驟,實驗結(jié)果只能得到一些學(xué)過的結(jié)論,學(xué)生的思維被課本束縛住,思維不夠開闊。在復(fù)習(xí)期間,我們不僅要掌握課本上的要求,還要能運用學(xué)過的物理知識設(shè)計出既能解決問題又較合理的實驗方案來。在復(fù)習(xí)分組實驗時,應(yīng)注意:1、實驗原理的復(fù)習(xí)是關(guān)鍵;2、結(jié)合實驗原理,指導(dǎo)學(xué)生對實驗器材進行正確選擇和運用;3、指導(dǎo)學(xué)生對實驗步驟的理解;4、指導(dǎo)學(xué)生掌握對實驗數(shù)據(jù)進行正確處理方法。
下面再著重談?wù)勗诰唧w復(fù)習(xí)中如何改進實驗教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
一、以立足獨立操作滲透基本方法培養(yǎng)思維能力
在物理教學(xué)中過程,要充分發(fā)揮教材中演示實驗和學(xué)生實驗的作用,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已學(xué)的知識去明確實驗的目的、設(shè)計意圖、實驗原理,在明確的前提下積極鼓勵學(xué)生獨立操作實驗。讓學(xué)生在操作中學(xué)會正確使用儀器和掌握操作觀測、數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)處理、歸納結(jié)論、寫出報告等實驗技能。同時啟發(fā)學(xué)生在獨立操作過程中理解、掌握、運用物理基本概念和規(guī)律,讓學(xué)生在實驗中培養(yǎng)思維能力。并通過實驗注重向?qū)W生滲透實驗設(shè)計思想和實驗基本方法,培養(yǎng)發(fā)展學(xué)生實驗思維能力。如通過游標(biāo)卡尺和布朗實驗等讓學(xué)生領(lǐng)會“放大法”(疊加法)思想;通過測定勻變直線運動的加速度、測定玻璃的折射率和云室等實驗讓學(xué)生領(lǐng)會“轉(zhuǎn)換法”(代替法、間接法)思想;通過牛頓第二定律和氣態(tài)定律的驗證讓學(xué)生領(lǐng)會“控制條件”法思想;通過自感現(xiàn)象、光譜分析等實驗讓學(xué)生領(lǐng)會“比較法”思想。通過實驗數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理、有限數(shù)字的運算、誤差分析等讓學(xué)生領(lǐng)會掌握物理數(shù)據(jù)的處理基本方法,如列表法、解析法和作圖法等。
二、以同一實驗有限儀器多種方案培養(yǎng)思維的流暢性
在物理實驗教學(xué)過程中,除了指導(dǎo)學(xué)生明確實驗?zāi)康?、實驗原理、鼓勵學(xué)生獨立操作領(lǐng)會實驗思想和方法外。還應(yīng)選用一些典型的實驗,在同一實驗和有限儀器的條件下,通過多種方案的設(shè)計、討論和辨析等思維活動,培養(yǎng)學(xué)生思維的流暢性。如在測金屬導(dǎo)線的電阻率實驗教學(xué)中,可設(shè)置測電阻值的設(shè)計型實驗讓學(xué)生設(shè)計多種實驗方案。如給學(xué)生3V的直流電源、電阻箱、安培表或伏特表、開關(guān)各一個和導(dǎo)線若干,讓學(xué)生設(shè)計方案粗略地測出金屬導(dǎo)線電阻值,要求畫出方案電路圖,并說明原理。學(xué)生通過設(shè)計、討論、辨析和篩選,可得設(shè)出與教材不同的幾種正確方案:公務(wù)員之家
方案一:如圖一所示,電阻箱與待測電阻串聯(lián),從安培表讀出電路中的電流強度,從電阻箱中讀出分壓電阻值,由歐姆定律求出電阻箱兩端的電壓V=IR。因為題意要求粗略,可以認(rèn)為電源電壓保持3V。根據(jù)串聯(lián)電路的電壓分配與電阻成比的關(guān)系可求出等測電阻值。改變電阻箱的阻值,可得到另幾組數(shù)據(jù),最后求出它們的平均值。
方案二:如圖二所示電路,用伏特表直接測出電阻箱的兩端電壓,以下步驟同方案一。
方案三:如圖三所示電路,通過測出總電流和電阻箱支路的電流,間接算出待測電阻中的電流,根據(jù)并聯(lián)電路各支路電流與各支電阻成反比的關(guān)系,即可求出待測電阻值。
三、以設(shè)置新情景實驗遷移實驗方法培養(yǎng)思維的變通性
在物理實驗教學(xué)過程中,應(yīng)設(shè)置新情景實驗材料,讓學(xué)生根據(jù)實驗?zāi)康囊蠛同F(xiàn)有提供的儀器設(shè)備,發(fā)揮思維遷移功能,將已學(xué)的物理知識和實驗方法遷移到新情景問題中去,引導(dǎo)學(xué)生開動腦筋自行設(shè)計多種方案進行實驗,培養(yǎng)思維的變通性。例如:在LC振蕩電路中,如已知電容C,并測得電路的固有周期T,即可求得L。為了提高測量度,需多次改變C值并測得相應(yīng)的T值?,F(xiàn)將這六組數(shù)據(jù)標(biāo)示在以C為橫坐標(biāo),T2為縱坐標(biāo)的坐標(biāo)紙上,即圖中用“×”表示的點。⑴T、L、C的關(guān)系為____。⑵根據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)作出T2與C的關(guān)系圖線。⑶求得的L值是__________。
一般情況下,實驗數(shù)據(jù)處理的方法有兩種,一種是計算法,多次測量求平均值,另一種是圖象法。用圖線來表示物理規(guī)律或用圖線來研究物理規(guī)律是物理學(xué)中常用方法之一。考試說明書中明確地指出:“必要時能運用幾何圖形、函數(shù)圖象進行表達分析”。歷年的高考試題??疾檫@方面的能力,因此考前要對學(xué)生進行圖象專題訓(xùn)練,以培養(yǎng)這方面的能力。培養(yǎng)了這方面的能力,既使出現(xiàn)了一些新的物理情景,學(xué)生也會把學(xué)過的知識、方法遷移過來,順利完成任務(wù)。
四、以同一實驗自選儀器多種設(shè)計培養(yǎng)思維的獨特性
在物理實驗教學(xué)過程中,應(yīng)有計劃地組織學(xué)生進行與眾不同的系列實驗設(shè)計,激發(fā)學(xué)生根據(jù)實驗?zāi)康倪\用已學(xué)理論和實驗方法確定原理、設(shè)計獨特的實驗方案、自選儀器按方案步驟進行實驗,培養(yǎng)學(xué)生思維的獨特性和創(chuàng)新性。如重力加速度的測量方法,在指導(dǎo)學(xué)生獨立完成教材用單擺測定實驗后,應(yīng)恰時誘發(fā)學(xué)生獨立思考,想出其它與眾不同的測定重力加速度的實驗方案。因為在做本實驗前學(xué)生已做過“測定勻變速直線運動的加速度”和利用重物自由下落“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置和方法。于此,啟發(fā)學(xué)生設(shè)計利用重物自由下落過程中打出的紙帶上的點,用“逐差法”算得重力加速度的實驗方案,并根據(jù)設(shè)計方案確定步驟自選儀器進行實驗。也可啟發(fā)學(xué)生根據(jù)自由落體位移公式h=gt2/2設(shè)計實驗方法。將一個低偏金屬盤放在地板上,再將一條酸式滴定管安裝好,使得從閥門流出的水滴從1cm以上的高度處落到盤中,發(fā)出清晰的滴水聲響。細心地調(diào)整閥門,使得一個水滴碰到盤子的瞬間,下一個水滴正好從閥門處開始下滴,用秒表記錄水滴下落時間(計下半分鐘內(nèi)落下水滴數(shù)取平均值t),用米尺量出管口距盤子的距離h,代入公式h=gt2/2。即可求得g。還可設(shè)計其它獨特的實驗方案,在此不最一一舉例。
五、以實驗設(shè)計的全面細致思考培養(yǎng)思維的精致性
在物理實驗教學(xué)過程中,要積極引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)物理思想、實驗方法和客觀要求,對實驗方案設(shè)計進行全面細致思考,不僅考慮實驗方案的整體,而且要細致考慮與實驗問題相關(guān)的其他條件因素(如實驗儀器的安全性、實驗數(shù)據(jù)的精確性和實驗結(jié)果的現(xiàn)實性等)。例如,2001年全國高考理綜試卷第29題:電池E,電動勢約10V,內(nèi)阻約1Ω;電流表A1,量程10A,內(nèi)阻r1約為0.2Ω;電流表A2,量程300mA,內(nèi)阻r2約為5Ω;電流表A3,量程250mA,內(nèi)阻r3約為5Ω;電阻箱R1,最大阻值999.9Ω,阻值最小改變量為0.1Ω;滑線變阻器R2,最大阻值100Ω;開關(guān)S,導(dǎo)線若干。要求用圖示所示的電路測定圖中電流表A的內(nèi)阻(圖略)。⑴在所給的三個電流表中,哪幾個可用此電路精確測出其內(nèi)阻?答:_______。⑵在可測的電流表中任選一個作為測量對象,在實物圖上連成測量電路。⑶你要讀出的物理量是______。用這些物理量表示待測內(nèi)阻的計算公式是_______。此題是一道物理電學(xué)實驗題。電學(xué)實驗是中學(xué)物理中的重點內(nèi)容之一,本題突出重點,且可考查考生的多種綜合能力,是一道不可多得的好考題。平時要注意選用需全面細致思考的設(shè)計型實驗,讓學(xué)生設(shè)計實驗方案進行操作,以培養(yǎng)學(xué)生思維的精致性,發(fā)展思維的創(chuàng)新性。
加強實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng),既要重視分析和解釋實驗現(xiàn)象的結(jié)果(數(shù)據(jù)),以及推導(dǎo)實驗結(jié)論能力的培養(yǎng);也要重視培養(yǎng)設(shè)計簡單實驗方案的能力,這是符合自然科學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)這一特點的,也是符合素質(zhì)教育的要求的。