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通過實驗培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣論文
內(nèi)容提要：
新課程教學(xué)中實驗器材的更新導(dǎo)致實驗方式的改變和選擇，新的實驗器材的有很多優(yōu)點但同樣有缺點，如何讓傳統(tǒng)的實驗手段和身邊簡單的物品在新課程教學(xué)中體現(xiàn)自己蓬勃的生機(jī)，如何借助簡單的身邊物品幫助學(xué)生模擬物理過程和探索物理規(guī)律
關(guān)鍵詞：新課程 傳感器 傳統(tǒng)的實驗器材 身邊常用物品
在如火如荼的新課程改革中，物理實驗的重要性提高到很高的地位，課堂上要求講究通過探究式或自主參與實驗等形式，體現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，逐步形成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神。同時在課程的具體目標(biāo)中提出通過學(xué)習(xí)，認(rèn)識物理實驗、物理模型在物理學(xué)發(fā)展過程中的作用。當(dāng)然，物理是一門研究自然的科學(xué)，是一門實驗學(xué)科，由于自然界并不自動地展示其背后的本質(zhì)、規(guī)律和內(nèi)在聯(lián)系，所以物理學(xué)習(xí)需要洞察力和想象力的科學(xué)。出于很多原因，新課改開始時，很多學(xué)校都根據(jù)需要，購進(jìn)許多先進(jìn)的實驗器材，配備齊數(shù)字信號采集系統(tǒng)，期望通過良好的實驗設(shè)備，豐富的實驗手段，能夠增進(jìn)物理教學(xué)的效果，幫助學(xué)生自己動手學(xué)會學(xué)習(xí)，設(shè)計實驗，從而達(dá)到課改的目標(biāo)。
但在教學(xué)過程中，許多先進(jìn)的設(shè)備并沒有發(fā)揮其優(yōu)勢，很多教師在教學(xué)過程中幾乎不用這些儀器，只是在公開課或競賽課中演示。更多的老師采用的還多是原來的實驗設(shè)計、沿用原來的實驗器材和數(shù)據(jù)采集方式。通過與老師的討論和共同探討，有許多制約的因素導(dǎo)致這種現(xiàn)象的出現(xiàn)。根據(jù)物理教學(xué)的特點和實驗器材的特點，解決相關(guān)問題要根據(jù)課堂的要求采用不同的處理方式，采用什么樣的實驗器材本無可厚非，但教師在教學(xué)中還是要注意選擇和運用恰當(dāng)?shù)膶嶒炂鞑摹?/p>
新的實驗器材的使用，在教材中多次用到，如必修1中要借助傳感器和計算機(jī)測速度，而傳感器得到速度大小的方法是根據(jù)公式 ，當(dāng)△t非常非常小、△x非常非常小時，根據(jù)極限的思想，就認(rèn)為這個比值就是物體在該時刻的速度。如果教師在使用之前，將測速的原理闡述清楚，了解其工作原理，通過實驗得到運動物體的v-t圖象，即可以快速達(dá)到表達(dá)速度的變化規(guī)律的目的，同時也是對物理問題處理中極限思維的一種鍛煉，“極限”實際上就是一種理想化的模型狀態(tài)，因為△t非常非常小是一個模糊的概念，但在實驗中通過調(diào)節(jié)脈沖的時間長短，得到的速度圖象有區(qū)別，可以讓學(xué)生感覺到極限分析問題的基本思維方法，從而更好地理解加速度的定義和位移公式。在傳感器測速的過程中，是對 的進(jìn)一步了解，同時也能夠讓學(xué)生建立極限處理問題的方法，不失為一個很好的實驗設(shè)計。但在實際中，很多學(xué)校沒有做這個實驗，原因之一是沒有這樣的傳感器和操作系統(tǒng)，原因之二是由于該實驗對各方面的要求比較高，并不是任何教師都能夠得到理想的實驗效果，同時學(xué)生在理解實驗的數(shù)據(jù)采集和處理過程不太清楚，反而做了之后取得的說服力不夠，如實驗數(shù)據(jù)直接就通過計算機(jī)處理顯示在屏幕上，沒有一種計算的體驗。所以在運用新的實驗器材之前，教師自己首先要對實驗原理理解清楚，分析數(shù)據(jù)的采集原理和處理原理，能夠通過實驗得到的一組或個別數(shù)據(jù)演算得到計算機(jī)得到的數(shù)據(jù)，老師自己心里有底，能夠給學(xué)生闡述清楚。同時在做實驗的過程中讓學(xué)生自己動手操作，得到數(shù)據(jù)情況跟老師一樣，這說服力就強(qiáng)。在新課程教材中，多次提到運用各類傳感器進(jìn)行實驗，傳感器運用于實驗使實驗結(jié)果直觀，能夠反應(yīng)瞬間的變化，可以做比較詳盡的對比分析，如力學(xué)傳感器體現(xiàn)牛頓第三定律的相互作用力的特點，體現(xiàn)靜摩擦力變化的特點和滑動摩擦力的變化關(guān)系充分體現(xiàn)了現(xiàn)代實驗器材的優(yōu)勢。
在有一些新的實驗裝置的同時，也要加強(qiáng)傳統(tǒng)實驗器材的開發(fā)應(yīng)用，畢竟新實驗器材的成本太高，附屬設(shè)備要求高，學(xué)校不可能大量配備，有老師為了上一次公開課，讓學(xué)生分組動手，不得不到全市各學(xué)校借實驗器材。同樣，有的學(xué)校的條件比較一般，沒有購進(jìn)設(shè)備，但也要將書上所講的實驗讓學(xué)生體驗。新課程標(biāo)準(zhǔn)也明確提出了“從生活走向物理， 從物理走向社會”的課改理念，使物理貼近學(xué)生生活、聯(lián)系社會實際，建議教師在課堂上使用可樂瓶、飲料吸管等生活中的常見物品來做物理實驗。眾所周知，“瓶瓶罐罐當(dāng)儀器， 拼拼湊湊做實驗”就是已故朱正元老教授的至理名言。正如有老師提出，這些傳統(tǒng)實驗器材和生活實驗器材，往往給人一種親切感同時也體現(xiàn)了教師和學(xué)生的創(chuàng)新意識，親切來源于學(xué)生、老師對自已非常熟悉的東西能夠運用于實驗，反映比較抽象的物理概念或規(guī)律，有利于激發(fā)學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)動機(jī)。如在重力教學(xué)過程中，要體現(xiàn)重心是否一定在物體上時，我把講臺上粉筆盒的蓋子撕下來，其形狀基本上為一個矩形，其重心位置在幾何中心，我將幾何中心部分撕下，問學(xué)生剩下的部分還有沒有重心，學(xué)生大笑的同時很快就明白一個道理，那就是物體的重心還在，但不在物體上。在分析物體的摩擦力的方向和運動方向之間的關(guān)系時，學(xué)生不能夠理解相對運動與運動之間的區(qū)別，我采用一本書上壓一個黑板刷，用手托住，并可利用手將黑板刷推動，模擬他們的運動并進(jìn)行相對運動的分析，實驗現(xiàn)象明顯且能夠很好反映運動和相對運動的關(guān)系。當(dāng)習(xí)題中問“有沒有靜摩擦力的方向和運動方向垂直時”，學(xué)生很難找到相關(guān)模型，通過將黑板刷豎直壓在書上，再將它們一起做水平運動，很明顯體現(xiàn)靜摩擦力的方向和運動方向垂直。通過身邊的物品做實驗，可以讓學(xué)生養(yǎng)成打破舊觀念， 多角度看一個物體， 做到一物多用，從而培養(yǎng)了創(chuàng)新精神，也可讓學(xué)生審思原來的實驗， 思考改進(jìn)方法。通過運用身邊的物品來模擬問題的情景，從而培養(yǎng)學(xué)生的思考問題時能夠借鑒身邊物品，物理的問題來源于生活，所以讓學(xué)生到生活中去找到原型。而老師這些簡單的模擬就是一個很好的暗示。同樣在很多地方都可以來體現(xiàn)生活，如用伸長和收縮手臂表示彈簧彈力的雙向性，用手叉腰用力拉來判斷力的作用效果及其方向，用粉筆可模擬自由落體、豎直上拋或曲線運動等等，揮動鼠標(biāo)或鑰匙鏈模擬圓周運動的最高點的臨界條件等等。諸如此類，只要開動思維，用于發(fā)現(xiàn)，身邊處處就是描述問題的實驗裝置。
在提倡運用各種新實驗器材的環(huán)境下，善于運用身邊常見的物品來還原物理問題的本質(zhì)，不失為一種行之有效的方法。畢竟，先進(jìn)的實驗器材很多時候是呆在實驗室里面，解決常見的問題，還是需要發(fā)現(xiàn)的眼光去體會，才能夠真真理解好相關(guān)物理模型和物理過程，從而理解物理，發(fā)現(xiàn)物理。
參考文獻(xiàn)：《中學(xué)物理教學(xué)中低成本實驗的思考》基礎(chǔ)教育 廖建平
《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》 教育部
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