設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)物理教學(xué)論文

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一、高中物理設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題的特點(diǎn)

1.利用教材原始實(shí)驗(yàn)，考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能

實(shí)驗(yàn)技能主要是指對實(shí)驗(yàn)原理的理解技能，正確使用儀器和器材的操作技能，分析處理數(shù)據(jù)的技能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析技能等諸方面的綜合技能。新課改要求充分利用原始的高中物理實(shí)驗(yàn)，通過改變實(shí)驗(yàn)儀器，同時(shí)結(jié)合新的設(shè)計(jì)方案，一并考察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。

2.利用源于教材的“設(shè)計(jì)型”實(shí)驗(yàn)考查學(xué)生的應(yīng)用技能

應(yīng)用技能是理論聯(lián)系實(shí)際的分析問題和解決問題的技能，應(yīng)用技能的高低能反映學(xué)生的綜合技能。

3.利用高中原始教材的“設(shè)計(jì)型”實(shí)驗(yàn)對學(xué)生的創(chuàng)新技能進(jìn)行考查

新課改要求利用高于高中物理教材的“設(shè)計(jì)型”實(shí)驗(yàn)，改變實(shí)驗(yàn)原理，設(shè)計(jì)新方案，考查學(xué)生的創(chuàng)新技能。

二、高中物理設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題解題技能的培養(yǎng)

近幾年各地高考物理試題雖然大量采用了“設(shè)計(jì)型”實(shí)驗(yàn)，突出考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能、應(yīng)用技能和創(chuàng)新技能，使學(xué)生較為深入地學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的有關(guān)理論、方法和技能；進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的興趣；增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識；培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度；養(yǎng)成交流與合作的良好習(xí)慣；發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐技能。但它還是以高中物理教材實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)改編而來的，是教材實(shí)驗(yàn)的延伸與發(fā)展。心理學(xué)認(rèn)為：“技能”是一種內(nèi)化了的個(gè)體經(jīng)驗(yàn)，因此，我們不能以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能為理由，放松對高中物理教材實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，到處找新實(shí)驗(yàn)做。高中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技能、應(yīng)用技能和創(chuàng)新技能的培養(yǎng)，只能在平時(shí)高中物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中有目的有計(jì)劃的訓(xùn)練，通過自己的努力不斷總結(jié)、歸納積累才能形成。因此，筆者認(rèn)為采取以下三個(gè)措施，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技能、應(yīng)用技能和創(chuàng)新技能。

1.重視實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法的發(fā)散和集中，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技能

（1）同一個(gè)實(shí)驗(yàn)原理，學(xué)生可以按不同的器材設(shè)計(jì)方案。如驗(yàn)證玻意耳定律的實(shí)驗(yàn)，可用注射器封閉一定質(zhì)量的氣體進(jìn)行驗(yàn)證，也可以用一根適當(dāng)長的粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管，水平放置時(shí)用一段水銀柱封閉一定質(zhì)量的氣體進(jìn)行驗(yàn)證，其實(shí)驗(yàn)原理相同，實(shí)驗(yàn)步驟、測量方法完全不同。

（2）同一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，學(xué)生可以按不同的原理設(shè)計(jì)方案。如測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋捎脝螖[的原理，通過測量單擺的擺長和周期來測定，也可用自由落體的原理，通過頻閃照相的方法來測定。又如測量凸透鏡的焦距，有平面鏡輔助法、凸透鏡成像公式法、“共軛法”等等。

（3）同一個(gè)實(shí)驗(yàn)方法，學(xué)生可以推廣用于多種儀器。如測定平行玻璃磚的折射率的方法，對三棱鏡和半圓形透明體也同樣適用，在這一實(shí)驗(yàn)中，教師要求各小組用不同形狀的玻璃體測折射率后，再做測定三棱鏡的折射率的試題，得分率肯定高。如果我們在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用發(fā)散集中思維思考實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方法，對提高他們的實(shí)驗(yàn)技能將會有莫大的幫助。

2.重視實(shí)驗(yàn)裝置的開發(fā)與利用，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能

（1）同一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置于器材，學(xué)生可以做多個(gè)實(shí)驗(yàn)。如用注射器這套裝置，既可以驗(yàn)證玻耳定律，也可以驗(yàn)證查理定律。又如“斜槽”裝置既可用于研究平拋物體運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)，也可用于驗(yàn)證動量守恒的實(shí)驗(yàn)。（2）多個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，學(xué)生可以做同一個(gè)實(shí)驗(yàn)。如測量電源的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)，可用伏安法測（電流表＋電壓表＋滑動變阻器）；可用I—R法測，也就是“電流表＋定值電阻或電流表＋電阻箱”；還可用U—R法測，也就是“電壓表＋定值電阻或電流表＋電阻箱”。（3）創(chuàng)新利用新儀器。學(xué)生可以根據(jù)提供的說明書，使用新儀器解決新問題。

3.開發(fā)“設(shè)計(jì)型”實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新技能

（2）開發(fā)演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維物理學(xué)科每一重大發(fā)現(xiàn)都是以“設(shè)計(jì)型”實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的。如伽利略用理想斜面實(shí)驗(yàn)證明“力不是維持物體運(yùn)動的原因”；庫侖在電量還無法測定的時(shí)候，用庫侖扭秤測出庫侖力與距離平方的反比關(guān)系———庫侖定律等這些創(chuàng)新思維，將會對學(xué)生產(chǎn)生潛移默化的影響，促使學(xué)生產(chǎn)生創(chuàng)造性的思維。因此，物理教師要發(fā)掘物理演示實(shí)驗(yàn)中巧妙構(gòu)思和方法，來啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維。（2）開發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生的設(shè)計(jì)技能。（3）開發(fā)新實(shí)驗(yàn)，發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)應(yīng)用技能和創(chuàng)新技能

4.解答物理設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題，必須要重視課外實(shí)驗(yàn)的開展

要掌握高中物理設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題的解法，平時(shí)要重視課外實(shí)驗(yàn)的開展，提倡“瓶瓶罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”，因?yàn)檫@些實(shí)驗(yàn)是學(xué)生或老師自己設(shè)計(jì)、自己尋找的實(shí)驗(yàn)物品，通過這些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行探索、驗(yàn)證，拉近了高中物理內(nèi)容與生產(chǎn)、生活實(shí)際的距離，讓學(xué)生深切地感受到科學(xué)的真實(shí)性。從另一個(gè)角度講，由于這些物品并不是來做實(shí)驗(yàn)用的，這種做法本身就是一種創(chuàng)新，也有利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。長此以往，學(xué)生會留心我們的周圍，發(fā)現(xiàn)很多物理現(xiàn)象，產(chǎn)生許多疑問，如果就此開動腦筋，會養(yǎng)成學(xué)生的探索興趣和良好的思維習(xí)慣。

三、結(jié)語

新課標(biāo)的“物理實(shí)驗(yàn)專題”模塊的設(shè)計(jì)尤其注重從以下幾個(gè)方面培養(yǎng)學(xué)生：經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究過程；強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)方案的自我設(shè)計(jì)；深入對實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)誤差分析；重視對實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)結(jié)果評估等。高中物理設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題主要有三類：（1）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)器材與裝置：根據(jù)題中實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮徒o出的器材，要求考生選擇所需器材，并進(jìn)行組裝連接（尤其是以電路設(shè)計(jì)為多）；（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：題目給出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求、相關(guān)條件，讓考生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，寫出原理或操作步驟；（3）處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：根據(jù)設(shè)計(jì)方案和裝置，測出有關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)而求出待測值或得出結(jié)論。隨著高考制度及命題的改革，物理試題命題越來越顯示出科學(xué)性和有效性。全國高考的命題立足于中學(xué)“教學(xué)大綱”和“考試說明”以及教材規(guī)定的知識范圍命題，注意不超不偏不怪，注重技能的考查；試題穩(wěn)中有變，且命題每年都有新意，較好的體現(xiàn)了有利于高校選拔人才、有利于中學(xué)物理教學(xué)、有利于課程改革。物理“設(shè)計(jì)型”實(shí)驗(yàn)并不神秘，只是在原始實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上改變實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒏倪M(jìn)實(shí)驗(yàn)原理、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法來考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、應(yīng)用技能和創(chuàng)新技能。只要我們重視每一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想與實(shí)驗(yàn)方法，像做物理習(xí)題那樣，適當(dāng)進(jìn)行“一題多變”與“一題多解”，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、應(yīng)用技能和創(chuàng)新技能就會極大地提高。