对高中物理实验设计教学的思考

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1、对高中物理实验设计教学的思考　　摘要：在当今世界各国的基础教育改革中，培养学生的创造能力已成为一个重要的课题。在物理实验中，方案的构思和设计是十分重要的环节，是培养学生创造力的关键。而目前的物理教学，基本上是停留在关于物理学的知识系统的归纳和理论体系的阐述上，就连物理实验本身的教学，也是按教材的分析按部就班地进行纯理论的讲解，关键的实验方案构思和设计的训练被忽视了。所以很有必要进行有关物理实验设计方面的教学。　　关键词：必要性；方法；实验　　通过实验，能让学生知道实验设计的基本过程，能选择可行的实验方案，从而提高设计探究型实验题的能力。　　一、实验设计教学的必

2、要性　　1.适应高考形势，必须加强实验设计的教学　　《普通高中物理课程标准》中明确提出要“使学生受到科学方法的训练，培养学生的观察和实验能力、科学思维能力、分析和解决问题的能力”“要鼓励学生具有开拓意识和创新精神”，并且要求“设置适合于高中生的课题研究，培养学生独立地研究问题的初步能力”。近年来，高考试题中也越来越体现出课程标准的要求，逐步加大了对实验方案设计能力的考查。　　2.增养学生的创新能力，必须加强实验设计的教学4　　实验设计是新的实验方法、方案、内容、装备等更新发展的需要，也是教改和教研的需要，是着力培养学生实验能力、创造能力、分析解决实际问题能力及

3、其科学素质的需要。　　著名核物理学家钱三强先生在为郭奕玲、沈慧君编著的《物理学史》所作的序中，曾严厉指出：“今天我们科学界有一个弱点，那就是思想不很活跃，这也许跟大家过去受的教育有一定关系……”我们常常教育学生“应该……”“必须……”这样培养选拔出来的人才在学校是好学生，步入社会是好职员，工作常常“完成”得相当漂亮，但思想僵化，毫无创见。　　思想不活跃，是因为我们给了学生太多的“必须”的限制，我们在实验教学中，总是按部就班，教材上如何写的，就要求学生如何做，限制了学生主动思考和创新；思想僵化，是因为我们留给学生太少的“可能”的余地，往往为了“更好”好地完成教学

4、任务，我们通常都要求学生按照既定的实验方案进行操作，而没有给学生思考的空间。实验设计的教学，正是活跃思想、培养能力的一种好方法。授以实验的基本方法，让学生自己去考虑有哪些可能的做法，自己会怎么做，就会培养学生的创新意识和探索能力。　　二、实验设计教学的方法　　1.将某些验证性实验改为探索性随堂实验　　将验证性实验改为探索性学生实验，需要考虑以下几个方面的问题：　　（1）从科学方法的角度考虑，该规律的建立可以有哪些不同的途径？　　例如验证动量守恒定律，可以用实验归纳的方法得到，也可以由牛顿第二、第三定律推导而来。　　（2）从学生的认知水平和思维水平考虑，用哪一种

5、方法更为4　　有利？　　例如，对动量守恒定律，学生已经具备了理论推导的知识和能力基础，在理论学习的基础上更有利于学生理解动量守恒定律的条件，而用少数的实验难以从特殊推向一般，因此从这一角度考虑，采用验证的方法可能较好一些。　　（3）从学生的兴趣水平考虑，选择哪一种方法更能调动学生的积极性？　　（4）从教学条件和效率考虑，是否能满足希望选择的方法？　　在确定改某一验证性实验为设计性实验后，还必须认真考虑如何改造原有的验证实验，使其在实验内容、实验方法和实验要求上更好地满足探索性实验的需要。　　2.设计测定性实验　　教材中有一些测定性的实验，要求测量某种普通的物理

6、恒量、反映某种物质属性的物理常量或某些物理量。通常只给出了一种确定的设计方案，再进行实验。考虑新方案的基本思路是：设法寻找未知量与已知量之间的物理关系，再从这些关系中寻找直接测量的量。由于多种物理量之间有着普遍的联系，因此设计的方案也有多种多样。设计时，要求学生灵活地运用知识和实验方法，力求避开一些难测的量和不可测的量，充分考虑能够提供的实验条件。在学生独立思考的基础上组织实验方案设计的讨论，能激发学生的创见和集体的智慧，培养学生团结协作的意识。　　3.设计定量研究性实验4　　物理实验研究中，必然会涉及对实验的定性和定量研究的问题。对物理实验进行定性或定量分析

7、，在物理实验研究中具有重要作用。对物理实验进行定量的分析，尤其是在实验的原理难以用数学的形式确定的情况下，对实验的原理进行量的研究，将对物理实验的教学具有重要意义，因而对物理实验的原理进行定性或定量　　的分析必须引起重视。　　定量研究性实验与测定性实验的区别在于它有明确的探索任务，即通过探索性实验寻找某种现象、过程所遵循的物理规律。在设计和进行这种实验的过程中能够使学生更多地学习科学探索的方法，如观察提出问题、假说验证的方法、多因子控制变量的方法、等效变换和间接测量的方法、图像的方法等。　　在平时的教学中，对学生多进行实验设计方面的训练，不仅符合课标提出的三维

8、目标，而且可以使学生的思维能力、创新能