| 标题 | 从设计方案入手改进高三物理实验教学效果的策略 |
| 范文 | 朱小勇 摘 要：高三物理实验教学存在重视实验题训练不重视实验过程，重视实验操作不重视融会贯通的不足，这会制约实验教学的效率。教学中，从实验器材的替换、增加、减少入手，引导学生参与设计与新课教学时不同的实验方案，激活学生的思维，激发学生的学习兴趣，可极大地促进实验教学效率的提升。 关键词：高三；实验教学；效果；策略 中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2018）2-0079-2 设计实验方案时需要明确实验要求，根据物理学原理和公式设计实验，根据器材和可能产生的误差以及设计原则对方案进行评价后确定一个可行的方案。实验方案的设计是实验教学的重点和难点，也是最能体现学生物理综合素养的关键环节。实验方案的设计涉及面比较广，对学生综合素养的要求较高，同时，实验方案的设计是实验教学中最能体现学生智慧，发展学生能力的环节。在实验方案的设计中，学生可以明确方案设计的原则，对实验方案的优劣进行分析，领悟实验评价的原则和意义。设计实验方案过程中学生可以发挥发散思维，提升实验技能和创新能力。要改进高三实验教学效果，需要学生重做实验，但不是简单的重复，而需要在原有实验的基础上进行有变化的实验。例如，在实验器材上做出变化，从实验方案的设计入手，在设计实验方案时，为让实验的过程有变化，则实验的效果可能会更理想。 1 “换”器材，“改”方案 物理实验比较灵活，不同的实验可以用同样的实验器材，而同一个实验又可以用不同的实验器材，设计出不同的方案。在实验教学中，要让实验方案有变化，教师给学生变换一下器材并让学生尝试自主设计方案，在此过程中激发学生思考，促进学生对实验原理本质的理解，并在设计、完善方案时，师生的交流过程中激起思维的火花。 探究外力做功与物体动能变化关系的实验，高一新课选用的器材和实验主要步骤如表1中的方案1。高三实验教学不妨给学生提供气垫导轨、光电门、数字计时器、滑块、重物等器材，引导学生设计方案和实验步骤，最终得到表1中的方案2。 完成实验方案设计之后，可让学生比较两个方案的优劣，在比较中思考。通过比较，学生对实验原理理解得更透彻，实验误差分析水到渠成。方案1的优点：计算简单，取材方便；缺点：操作不易，平衡摩擦力难度较大，容易出现平衡摩擦力角度不够或者角度过大；计算速度的时候需要找一段点迹均匀的点，找点和测量不准容易带来误差。方案2的优点：操作容易，测量比较准确；缺点：用悬挂重物的重力代替滑块不准确，重物的重力大于滑块的合外力。这样比较对促进学生知识的理解和思维发展有很大的帮助，实验教学的目的顺利达成。 2 “加”器材，选方案 高三实验教学时，教师可以根据情况，给学生的器材比原来高一、高二新课教学时多一些。学生设计实验方案时，首先面临器材选择的难题，其次选择不同的器材可设计不同的实验方案，又面临实验方案的选择。当面临选择的时候，会引发学生深入地比较与思考，对学生融会贯通原理与方法大有益处。 在测量电源电动势及其内阻的实验中，通常给出的器材有电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、待测电源，用这些器材可设计出图1所示的电路。高三的实验教学可在上述器材的基础上增加电阻箱、单刀双掷开关、定值电阻R1和R2，让学生设计尽可能多的方案，进行误差分析，并对比几个方案的优劣。学生就可以在教师的引导下设计出图2、图3、图4所示的实验电路图。 让学生在有多余器材的情况下设计实验方案，具有挑战性，往往不是一步到位的，也不可能每个学生都能设计出所有可能的实验方案。教学中教师应重视师生之间的沟通，及时发现学生的错误，及时给学生帮助，避免打击学生的学习热情。教师要及时引导学生发现思考错误，纠正错误，使方案得到完善。教师也要重视生生之间的交流，让学生在互助中，尽可能多地完成实验方案设计，学生在互相促进中达成学习目标。最后，教师再综合学生设计的所有方案，让学生比较方案的优劣，对实验方案作出选择。这样的实验教学过程，充分尊重了学生的主体地位，有利于激发学生的学习主动性和探究的热情。 3 “缺”器材，创方案 有些中学实验，如果缺少部分器材依然能够完成。对这样的实验，教师在高三组织实验教学时，给学生的器材可以“缺”。让学生在缺少器材的情况下想办法设计新的实验方案。这更能体现师生的智慧，也更能充分发挥学生的学习主观能动性，会有很好的教学效果。 例如，在验证力的平行四边形定则的演示实验中，高一新课教学时，采用两个弹簧测力计来完成。在高三复习教学中，不妨只给学生一个弹簧测力计，让学生来设计方案。经过教师的引导，师生共同设计出如下方案： 1.将图钉固定在木板上的A点，将橡皮筋一端与两个细绳套栓接于同一结点，橡皮筋另一端套在图钉上；2.把两细绳套中的一条与弹簧秤连接，然后同时拉这两条细线（一只手直接拉细绳套，另一只手通过弹簧秤拉细绳套），把橡皮筋和细绳套的结点拉伸到O点，记下O点的位置、两细绳的方向及弹簧秤的示数F1，如图5所示；3.放回橡皮筋，将弹簧秤连接到另一根细绳套上，再同时拉这两条细绳，且两条细绳位于上一步中记录下来的方向上，仍然把橡皮筋与细绳套的结点拉伸到O点，读出弹簧秤的读数为F2；4.松开拉细绳的手，用弹簧秤沿AO方向拉橡皮筋，仍然把结点拉到O点的位置，记下细线的方向和弹簧秤的读数F'；5.作出F1、F2、F'的图示，以F1、F2为邻边作平行四边形，对角线为F；6.比较F和F'，如果二者大小基本相等，方向基本相同，则平行四边形定则成立。 通过对原来实验器材、实验方案的改变，把原来教材上一次测出F1、F2变成分两次完成，多了一次等效替代，让学生对本实验中的等效替代的思想有了更深刻的認识，取得很好的教学效果。这样的变化能更好地激活学生的思维，激发学生的学习兴趣。 参考文献： [1]郑青岳.“设计实验方案”教学的几种策略[J].教学月刊（中学版），2011（5）：62.（栏目编辑 李富强） |
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