提高高中物理实验教学质量的策略研究

2026/4/24 0:04:27

绵阳师范学院2013届本科毕业论文(设计)

绪论

物理学是一门以实验为基础的自然学科,所有的物理理论都来源于正确的实验,而所有的物理数据都需要实验来加以验证。因此在高中物理教学过程中,物理实验课有着举足轻重的作用。它是学生在教师指导下独立获得物理知识与实验、技能的活动;手和脑、知识和能力得到综合训练的重要环节;同时,在培养学生观察能力、激发学生学习兴趣等方面,物理实验教学也有着不可替代的作用。[1]

随着素质教育的普及以及新的高考模式下对于物理实验的考查逐年加强,学生仅仅依靠背实验是完全不能完成高考任务的。因此,上好一堂物理实验课是尤其重要的。同时作为一名物理教师,不能局限于书本上的死知识、死实验,应该积极发掘身边的事物,并且利用这些事物来完成一些简单的物理小实验,让同学们了解到物理就在我们生活中,从而激发同学们对于物理的热情。本文结合现阶段高中物理实验教学现状,加以自己对高中物理实验教学的理解,站在一定的高度阐述了在新的高考模式下提高高中物理实验教学质量的策略研究。

1高中物理实验教学基础研究

1.1研究背景

在新的高考模式下,对于物理的考查方式在不断的变化,这势必会造成新一轮的物理课程改革。而实验必然是高中物理课程改革的重要环节,实验是全面提高学生科学素养的重要途径,同时实验以其独有的特点,在物理教学中起着重要的作用。

1、物理学本身就是一门建立在物理实验基础上的学科,实验教学既是物理教学的基础,也是物理教学的内容、方法和手段。具有良好的物理实验教学质量,不仅可以培养学生良好的实验动手能力,而且能发展其思维、分析和综合能力,形成实事求是的科学态度和科学的探究精神。

2、实验教学对于培养适应21世纪的创新人才有着重要的作用。随着21世纪的发展,高素质人才的一个重要标志就是具备创新意识、创新精神和创新能力。在实验教学中,积极开拓学生思维,增强学生的自我思考意识,在一定程度上可以提高学生的创新能力。

在高中物理教学过程中,物理实验的教育教学功能能否得到最大的发挥?在实验教学过程中又存在着哪些问题?在这之中,学生是否学到了更多的知识和技能呢?由此可见,提高高中物理实验教学质量是物理教学研究中主要研究的课题之一。

捷克教育家夸美钮斯说:“智慧的开端当然不仅只在学习事物的名目,而在真正知觉事物的本身。”高中生物理实验能力的获得主要依靠学生亲自参与实验。只要我们重视并加强了实验教学,给学生提供足够的参与机会,学生的实验能力应该能够不断提高,同时使知识结构更趋完善,科学素养得以提高。[2]

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1.2研究的目的和意义

在新的物理课程改革中,物理实验的改革尤其突出,这不仅体现在新的高考模式对实验的要求的考查加重,而且也是现阶段学生进一步发展的要求。同时物理是一门实验科学,而在当前的物理教学改革中,最突出的问题就是实验教学薄弱。物理实验教学的现状与教育改革形势的要求和作为基础教育重要环节的地位很不相称。高等师范院校应主动适应物理基础教育改革,承担起培养新型高中物理教师的任务。高中物理实验教学法课程的开设对于培养新型中学物理教师有着举足轻重的作用,应充分发挥这门课程对于培养新型物理教师的价值,所以对高中物理实验教学法课程的教学进行深入的研究就显得尤为重要。

1.3高中物理实验的特点

根据高中物理实验的不同特点,可以将其分为三大类:教师课堂演示实验、学生自主动手实验以及学生课外设计实验。其中,教师课堂演示实验要求学生通过对实验现象的观察和分析来总结出一个物理知识或者是验证一个物理理论,对学生的观察能力和分析总结的能力要求较高。学生自主动手实验则更加的要求学生对于实验的操作能力,这一类实验主要是培养学生的实验动手能力和实事求是的科学态度。而学生的课外设计实验是对学生的创新能力的考验,着重于学生的自主探究精神的培养。

2高中物理实验发展现状及原因分析

2.1高中物理实验教学发展现状

在新的高考模式下,对于物理实验的考核要求进一步的细化和考核比重的进一步加强,高中物理实验的教学越发的引起了有识之士的重视。但是我们应该看到,我们国家在这些方面的现状还不容乐观,这集中体现在城乡中学在物理实验教学方面的极不平衡性和“应试教育”与“素质教育”观念的尖锐冲突。据对山东省各地区40多所高中的抽样调查,在乡镇高中及部分县市高中中,完成课本上所要求的学生实验不足40%的竟占到一半(50%),完成书上要求的教师演示实验不足40%的也占到了将近三分之一(31%),甚至有相当一部分的乡镇中学(7%)

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基本上一个学生实验都不做。这种情况让人感到惊讶,在如今新的高考模式下,对于实验能力的考察越来越看重的高考中,这些学生应该如何来面对?那些都需要动手的实验,教师往往就在黑板上完成了,这就是所谓的“应试教育”。那么造成这种现状的原因在哪里呢?

2.2主观原因

2.2.1教师对实验的漠视问题

传统的“应试教育”模式制约着实验课的开设。多年来,由于各个方面的原因,旧的高考模式对于实验的基本考核很少甚至没有。所以,原来的教师只从应试教育的角度出发,看重考分从而形成了目前实验课的传授方式。教师在教授的过程中,往往就将实验的实验步骤、实验现象和实验结果直接告诉学生,让学生

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来死记硬背,并未让学生真正到实验室里实际操作。这在一定的程度上束缚了实验教学的开展。

2.2.2学生对实验的兴趣问题

由于学生主要还是处于青春阶段,对于很多事情都感到好奇。在这个阶段的学生有很多天马行空的想法,这的确有利于我们物理实验的开展。但是在我们教授学生做实验时,往往会预先安排实验的步骤,让学生按照步骤来完成,这在一定程度上制约了学生的实验能力的发展,久而久之,学生对于物理实验的兴趣就降低了,从而无法完成实验。同时,还由于部分实验操作起来很困难,学生在无法完成的时候,就会感到很气馁,从而失去了对于操作物理实验的兴趣。

2.3客观原因

2.3.1学校仪器设备的问题

首先,由于部分中学的资金紧张,仪器短缺,很多学校的实验仪器配置不能够达到国家规定的二类标准。二是由于管理上的缺陷,很多学校都缺乏专业的实验仪器管理员,不能够对实验仪器进行有效的保养,从而导致了实验仪器设备的完好率下降,直接影响了实验教学的进行。 2.3.2实验结果的不准确性问题

在教师做演示实验或者是学生在做学生实验的过程中,往往会由于一些不可确定性的因素,导致了实验结果的不准确,可能会在一定程度上误导学生。比如,在讲解“熔化”这一节的时候,老师要做演示实验“熔化晶体(海波)”,在熔化海波的时候,由于海波的杂质问题或者是天气问题,即使是温度满足了条件,海波都不会熔化,从而使书上的结果与实验结果有较大的差别,很容易让学生产生误会。正是由于有些老师害怕出现这种情况,他们就不会去做这些实验。所以,实验结果的不准确性在一定程度上影响了实验教学的发展。

3提高高中物理实验教学质量的设想

3.1正确把握高中物理实验教学的指导思想

高中物理实验教学中包含着物理和教学两个基本方面,并各以实验的形式反映出来。因此,对于中学物理实验教学的种种问题,必须归结到物理学的理论、思想、方法和教学论的思想两方面来进行研究。[4] 3.1.1物理学的理论和思想指导实验教学

在教师进行物理实验教学的时候,为了保证实验不会出现科学性的错误,就会用到物理学的理论来加以验证。同时在教学中,教师有时还需要通过一些历史实验事例说明物理原理对实验成败的指导意义。例如,在电磁感应的研究过程中,1825年,科拉顿从稳态思想出发企图以一块磁铁插进螺旋线圈的偏转(与中学教材上的演示实验同)。这时,科拉顿担心磁铁会对电流计的偏转产生干扰,于是,他把螺旋线圈与电流计分别放在两个房间里,用长导线把螺旋线圈与电流计连接起来。可惜,他没有助手,当他把磁铁插进线圈后,在跑去观察电流计,这时已经错过了看到指针偏转的机会,而法拉第经过多次实验后,从暂态思想出发

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进行实验,才取得了突破性的进展[4]。这个实验可以在一定程度上指导教师物理实验教学方法。

同时,在教学的过程中,教师以物理学的理论、思想和方法为指导,可以更为有效的选择进行各类实验的方法。例如,在物理实验中我们最常用到的方法——“控制变量法”,当我们在研究“电阻与电流的关系”的时候,我们就可以通过研究“位移与速度、时间的关系”中所学到的“控制变量法”来进行进一步的实验教学活动。

3.1.2教学论的思想指导实验教学

高中物理实验教学论思想的指导主要体现于:按照教学大纲规定的教学目的和教学法的要求指导实验设计和实验教学[4]。教育活动是以教育目的为出发点和归宿,那么,检验教育活动成功与否的最根本的标准就是教育目的。由于各个学校的办学方向、办学水平和办学效益的不同,各个学校的教育目的也会不同,因此,教师就应该根据教育目的的不同设计不同的实验教学方案。

3.2加大物理实验硬件设施的投入

加大高中物理实验教学投入的重中之重是关注各级乡镇中学,由于各级乡镇中学地处偏远,所得到的教育资金不足,无法购置更多更好的实验设备,这就需要各级政府对中学实验建设的重视了。现在政府都对很多乡镇中学加强考核制度,将不合格中学进行合并,有效的综合了乡镇中学之间的师资力量,从而提高了中学的硬件设施,这对于加强高中实验建设有很好的指导作用。

3.3改变物理教材中实验部分的编写方式

在教材的编写中,让学生明确实验目的是很有必要的,但是实验原理可以自己去设计,实验仪器可以自己去选取,实验步骤由自己去确定。不要只能让学生按照课本的步子走,这样限制了学生思维发展的空间[5]。比如在研究“动能的大小与什么因素有关的时候”,书本上的原实验设备中的撞击球由于方向性很差,不容易按照预定轨道运行,很容易造成实验误差。那么在这种时候,教材是否可以设计为学生来进行自我思考、自我选择呢?

4提高高中物理实验教学质量的策略

4.1课堂演示实验改进策略

4.1.1“变废为宝”—实验来源于生活

物理实验应该来源于生活,生活中很多废弃物(如易拉罐、塑料瓶、乒乓球、气球、各种儿童玩具等)都能成为物理实验改进的原材料,所谓“瓶瓶罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验”。[6]

比如,我们取两个相同材质大小的气球,用嘴将两只气球吹至七八成鼓,用细线将气球口扎住。然后将气球在衣服上分别摩擦几下,松开手,将两只气球吊起来相互靠近,发现这两只气球像生了气,彼此将对方推开。这个实验的原理就是利用摩擦生电的原理,让两只气球带上同种电荷,而同种电荷之间相互排斥,

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