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通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)器材的更新導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)方式的改變和選擇，新的實(shí)驗(yàn)器材的有很多優(yōu)點(diǎn)但同樣有缺點(diǎn)，如何讓傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)手段和身邊簡(jiǎn)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(jiǎn)單的身邊物品幫助學(xué)生模擬物理過(guò)程和探索物理規(guī)律
關(guān)鍵詞：新課程 傳感器 傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)器材 身邊常用物品
在如火如荼的新課程改革中，物理實(shí)驗(yàn)的重要性提高到很高的地位，課堂上要求講究通過(guò)探究式或自主參與實(shí)驗(yàn)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(shí)在課程的具體目標(biāo)中提出通過(guò)學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)物理實(shí)驗(yàn)、物理模型在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中的作用。當(dāng)然，物理是一門(mén)研究自然的科學(xué)，是一門(mén)實(shí)驗(yàn)學(xué)科，由于自然界并不自動(dòng)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(kāi)始時(shí)，很多學(xué)校都根據(jù)需要，購(gòu)進(jìn)許多先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)器材，配備齊數(shù)字信號(hào)采集系統(tǒng)，期望通過(guò)良好的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，豐富的實(shí)驗(yàn)手段，能夠增進(jìn)物理教學(xué)的效果，幫助學(xué)生自己動(dòng)手學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，從而達(dá)到課改的目標(biāo)。
但在教學(xué)過(guò)程中，許多先進(jìn)的設(shè)備并沒(méi)有發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，很多教師在教學(xué)過(guò)程中幾乎不用這些儀器，只是在公開(kāi)課或競(jìng)賽課中演示。更多的老師采用的還多是原來(lái)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、沿用原來(lái)的實(shí)驗(yàn)器材和數(shù)據(jù)采集方式。通過(guò)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(diǎn)和實(shí)驗(yàn)器材的特點(diǎn)，解決相關(guān)問(wèn)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(shí)驗(yàn)器材本無(wú)可厚非，但教師在教學(xué)中還是要注意選擇和運(yùn)用恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材。
新的實(shí)驗(yàn)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(jì)算機(jī)測(cè)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(shí)，根據(jù)極限的思想，就認(rèn)為這個(gè)比值就是物體在該時(shí)刻的速度。如果教師在使用之前，將測(cè)速的原理闡述清楚，了解其工作原理，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到運(yùn)動(dòng)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(shí)也是對(duì)物理問(wèn)題處理中極限思維的一種鍛煉，“極限”實(shí)際上就是一種理想化的模型狀態(tài)，因?yàn)椤鱰非常非常小是一個(gè)模糊的概念，但在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)調(diào)節(jié)脈沖的時(shí)間長(zhǎng)短，得到的速度圖象有區(qū)別，可以讓學(xué)生感覺(jué)到極限分析問(wèn)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(cè)速的過(guò)程中，是對(duì) 的進(jìn)一步了解，同時(shí)也能夠讓學(xué)生建立極限處理問(wèn)題的方法，不失為一個(gè)很好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。但在實(shí)際中，很多學(xué)校沒(méi)有做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，原因之一是沒(méi)有這樣的傳感器和操作系統(tǒng)，原因之二是由于該實(shí)驗(yàn)對(duì)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(shí)驗(yàn)效果，同時(shí)學(xué)生在理解實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集和處理過(guò)程不太清楚，反而做了之后取得的說(shuō)服力不夠，如實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)直接就通過(guò)計(jì)算機(jī)處理顯示在屏幕上，沒(méi)有一種計(jì)算的體驗(yàn)。所以在運(yùn)用新的實(shí)驗(yàn)器材之前，教師自己首先要對(duì)實(shí)驗(yàn)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(guò)實(shí)驗(yàn)得到的一組或個(gè)別數(shù)據(jù)演算得到計(jì)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(shí)在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中讓學(xué)生自己動(dòng)手操作，得到數(shù)據(jù)情況跟老師一樣，這說(shuō)服力就強(qiáng)。在新課程教材中，多次提到運(yùn)用各類(lèi)傳感器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，傳感器運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果直觀(guān)，能夠反應(yīng)瞬間的變化，可以做比較詳盡的對(duì)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(diǎn)，體現(xiàn)靜摩擦力變化的特點(diǎn)和滑動(dòng)摩擦力的變化關(guān)系充分體現(xiàn)了現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)器材的優(yōu)勢(shì)。
在有一些新的實(shí)驗(yàn)裝置的同時(shí)，也要加強(qiáng)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)器材的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，畢竟新實(shí)驗(yàn)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(kāi)課，讓學(xué)生分組動(dòng)手，不得不到全市各學(xué)校借實(shí)驗(yàn)器材。同樣，有的學(xué)校的條件比較一般，沒(méi)有購(gòu)進(jìn)設(shè)備，但也要將書(shū)上所講的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生體驗(yàn)。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(huì)”的課改理念，使物理貼近學(xué)生生活、聯(lián)系社會(huì)實(shí)際，建議教師在課堂上使用可樂(lè)瓶、飲料吸管等生活中的常見(jiàn)物品來(lái)做物理實(shí)驗(yàn)。眾所周知，“瓶瓶罐罐當(dāng)儀器， 拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”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(shí)驗(yàn)器材和生活實(shí)驗(yàn)器材，往往給人一種親切感同時(shí)也體現(xiàn)了教師和學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，親切來(lái)源于學(xué)生、老師對(duì)自已非常熟悉的東西能夠運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)，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(dòng)機(jī)。如在重力教學(xué)過(guò)程中，要體現(xiàn)重心是否一定在物體上時(shí)，我把講臺(tái)上粉筆盒的蓋子撕下來(lái)，其形狀基本上為一個(gè)矩形，其重心位置在幾何中心，我將幾何中心部分撕下，問(wèn)學(xué)生剩下的部分還有沒(méi)有重心，學(xué)生大笑的同時(shí)很快就明白一個(gè)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(yùn)動(dòng)方向之間的關(guān)系時(shí)，學(xué)生不能夠理解相對(duì)運(yùn)動(dòng)與運(yùn)動(dòng)之間的區(qū)別，我采用一本書(shū)上壓一個(gè)黑板刷，用手托住，并可利用手將黑板刷推動(dòng)，模擬他們的運(yùn)動(dòng)并進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)的分析，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯且能夠很好反映運(yùn)動(dòng)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。當(dāng)習(xí)題中問(wèn)“有沒(méi)有靜摩擦力的方向和運(yùn)動(dòng)方向垂直時(shí)”，學(xué)生很難找到相關(guān)模型，通過(guò)將黑板刷豎直壓在書(shū)上，再將它們一起做水平運(yùn)動(dòng)，很明顯體現(xiàn)靜摩擦力的方向和運(yùn)動(dòng)方向垂直。通過(guò)身邊的物品做實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生養(yǎng)成打破舊觀(guān)念， 多角度看一個(gè)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(lái)的實(shí)驗(yàn)， 思考改進(jìn)方法。通過(guò)運(yùn)用身邊的物品來(lái)模擬問(wèn)題的情景，從而培養(yǎng)學(xué)生的思考問(wèn)題時(shí)能夠借鑒身邊物品，物理的問(wèn)題來(lái)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(jiǎn)單的模擬就是一個(gè)很好的暗示。同樣在很多地方都可以來(lái)體現(xiàn)生活，如用伸長(zhǎng)和收縮手臂表示彈簧彈力的雙向性，用手叉腰用力拉來(lái)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)等等，揮動(dòng)鼠標(biāo)或鑰匙鏈模擬圓周運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)的臨界條件等等。諸如此類(lèi)，只要開(kāi)動(dòng)思維，用于發(fā)現(xiàn)，身邊處處就是描述問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)裝置。
在提倡運(yùn)用各種新實(shí)驗(yàn)器材的環(huán)境下，善于運(yùn)用身邊常見(jiàn)的物品來(lái)還原物理問(wèn)題的本質(zhì)，不失為一種行之有效的方法。畢竟，先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)器材很多時(shí)候是呆在實(shí)驗(yàn)室里面，解決常見(jiàn)的問(wèn)題，還是需要發(fā)現(xiàn)的眼光去體會(huì)，才能夠真真理解好相關(guān)物理模型和物理過(guò)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(shí)驗(yàn)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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