段世強(qiáng)

摘 要：新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了新的要求，極大體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)對(duì)高中物理學(xué)習(xí)的重要性。實(shí)驗(yàn)?zāi)艽龠M(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)，能促進(jìn)學(xué)生對(duì)誤差的理解，能促進(jìn)學(xué)生探索物理原理。

關(guān)鍵詞：高中物理;實(shí)驗(yàn);作用;實(shí)驗(yàn)技能;誤差;物理原理

中圖分類號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1008-3561（2019）08-0024-01

物理是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的一門科學(xué)，相關(guān)的物理概念與規(guī)律的發(fā)現(xiàn)均以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為出發(fā)點(diǎn)和依據(jù)。學(xué)生應(yīng)當(dāng)高度重視作為物理學(xué)重要研究方法之一的實(shí)驗(yàn)法。只有這樣，物理教學(xué)才有可能獲得成功，學(xué)生才有可能通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象真正理解并掌握物理知識(shí)。新課程規(guī)定高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的三種類型是學(xué)生實(shí)驗(yàn)、課本演示實(shí)驗(yàn)、課堂小生活實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)若能得到有效落實(shí)，必將使物理課堂生動(dòng)有趣，使學(xué)生學(xué)習(xí)興趣高漲。現(xiàn)結(jié)合實(shí)例，從三個(gè)方面簡(jiǎn)要說明實(shí)驗(yàn)對(duì)高中物理學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用。

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)艽龠M(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)?zāi)艽龠M(jìn)學(xué)生對(duì)基本儀器的掌握，訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc技能，培養(yǎng)學(xué)生的研究能力。新課標(biāo)要求必做的高中物理實(shí)驗(yàn)比以往多，表現(xiàn)形式千差萬別，實(shí)驗(yàn)過程中涉及的要求更加明確，對(duì)學(xué)生能力的要求也更高。另外，新課標(biāo)對(duì)儀器的使用沒有明確規(guī)定，即使同一實(shí)驗(yàn)中的器材也未作確切說明。因此，這需要學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和相關(guān)基本儀器有整體的把控。

例如，在“把電流表改裝成電壓表”實(shí)驗(yàn)中，首先需要確定靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻，教材直接向?qū)W生拋出了半偏法測(cè)電阻。學(xué)生即使能看懂教材上的介紹，但仍然會(huì)對(duì)這一方法感覺很不適應(yīng)。因此，教師可以設(shè)置一個(gè)臺(tái)階，讓學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一種測(cè)量靈敏電流計(jì)內(nèi)阻的方法，并對(duì)兩種方法進(jìn)行比較分析。學(xué)生可能會(huì)用伏安法測(cè)電阻，但是此方法在測(cè)量一般電阻時(shí)可以用，而對(duì)于靈敏電流計(jì)并不適合，因?yàn)樾枰獙W(xué)生知道靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻之后把其改裝成電壓表。如果測(cè)量的靈敏電流計(jì)的阻值不準(zhǔn)確，則會(huì)直接影響改裝后電壓表的精確度。有些學(xué)生還可能用伏特表法測(cè)電流表和電阻箱兩端的電壓，用電流表上讀出的電流值根據(jù)公式推導(dǎo)出靈敏電流計(jì)的阻值。此方法雖然能消除伏特表分流作用導(dǎo)致的誤差，卻暴露出學(xué)生并不熟悉靈敏電流計(jì)的特性。靈敏電流計(jì)無法準(zhǔn)確測(cè)量出電流值，因而無法準(zhǔn)確求出靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻。通過分析兩種方法的缺點(diǎn)，利用并聯(lián)電路中電流分配關(guān)系，學(xué)生很自然地得出結(jié)論：最佳測(cè)電流表電阻的方法是半偏法。

實(shí)驗(yàn)原理是實(shí)驗(yàn)的靈魂，必須把其放在首要地位才能使物理實(shí)驗(yàn)“動(dòng)”起來。教師應(yīng)該有目的地引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行深度挖掘和探索，培養(yǎng)學(xué)生按科學(xué)的方法思考和解決問題的良好習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維素質(zhì)。另外，學(xué)生除了要熟練掌握實(shí)驗(yàn)原理外，還要對(duì)常用物理儀器有深入的了解，這樣開展實(shí)驗(yàn)時(shí)才能做到事半功倍。

二、實(shí)驗(yàn)?zāi)艽龠M(jìn)學(xué)生對(duì)誤差的理解

實(shí)驗(yàn)總會(huì)有誤差，即使同一實(shí)驗(yàn)，同一人在不同時(shí)間做也會(huì)有略微的差別。因此，學(xué)生要端正對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差的態(tài)度，跳出“誤差等于錯(cuò)誤”的認(rèn)識(shí)誤區(qū)。學(xué)生應(yīng)該在思想上樹立有誤差是正常的，沒有一絲誤差反而不正常的觀念。偶然和系統(tǒng)誤差都會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不太精確，合理、適度的誤差更能說明實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性和可靠性。雖然誤差不可避免，但是可以盡量減少。降低誤差的主要方法是通過分析誤差產(chǎn)生的原因，改進(jìn)儀器和實(shí)驗(yàn)方法。例如，用半偏法測(cè)電流表電阻的時(shí)候，選擇的變阻器的阻值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻，這樣就能減少實(shí)驗(yàn)誤差。

三、實(shí)驗(yàn)?zāi)艽龠M(jìn)學(xué)生探索物理原理

興趣是學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的重要條件，而實(shí)驗(yàn)可以為學(xué)生展現(xiàn)直觀的學(xué)習(xí)環(huán)境，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的各種感官，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和欲望，促使學(xué)生不斷研究物理現(xiàn)象及其規(guī)律。

例如，在“帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)——質(zhì)譜儀”這一章節(jié)中，為增強(qiáng)學(xué)生對(duì)帶電離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的感性認(rèn)識(shí)，課本先安排了帶電粒子在有或無勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過觀察獲得以下認(rèn)識(shí)：在沒有磁場(chǎng)作用時(shí)，電子的路徑是直線，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中電子的路徑彎曲成圓，磁場(chǎng)越強(qiáng)，路徑的半徑越小，電子的出射速度越大，路徑的半徑越大。這時(shí)，學(xué)生會(huì)對(duì)此現(xiàn)象提出疑問：為何帶電粒子在沒有磁場(chǎng)的情況下做直線運(yùn)動(dòng)，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)？運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑與運(yùn)動(dòng)周期之間是否有關(guān)系？這些疑問能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與主動(dòng)性。這時(shí)，教師再引導(dǎo)學(xué)生探索這些物理現(xiàn)象，得出其所蘊(yùn)含的物理規(guī)律，效果會(huì)更好。

實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛱剿魑锢硪?guī)律，在探索物理規(guī)律的過程中，學(xué)生需要用眼睛觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，用筆記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用各種方法分析數(shù)據(jù)并整理成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這一系列操作，能夠鍛煉學(xué)生的各種能力，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生具有實(shí)事求是的態(tài)度與嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的作風(fēng)，要求學(xué)生嚴(yán)格尊重事實(shí)，忠于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，堅(jiān)決反對(duì)弄虛作假地隨意編造數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;要求學(xué)生慎重對(duì)待實(shí)驗(yàn)，踏踏實(shí)實(shí)按照步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

總之，實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)⒊橄蟮奈锢碚n題或現(xiàn)象以實(shí)驗(yàn)的方式呈現(xiàn)在學(xué)生面前，能夠活躍課堂氣氛，加深學(xué)生的感官體驗(yàn)，引人入勝，扣人心弦，從而促使學(xué)生知學(xué)、好學(xué)、樂學(xué)，真正成為學(xué)習(xí)的主人。

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