张文武
安徽省怀远县第三中学 安徽 233400
摘要:在高考中对物理实验部分的考查是物理知识考查的重要形式,而学生的得分情况却并不理想,这说明在实际教学中,学生在物理实验部分的学习还是存在一定的问题。本文就是在探究问题的基础上,找到如何解决这些问题的方法,以希望提高教师在物理实验部分的教学水平和学生解答物理实验问题的能力。
关键词:高三 物理实验 解题能力 策略
前言:一年一度的高考备受社会各界的关注,尤其牵动着考生、家长和老师的心。进入高三,意味着各学科都已进入复习备考的紧张状态,物理学科也不例外。物理学是一门以实验为基础的科学,物理学中许多重要的定律和理论都是通过实验并对大量的物理现象进行分析、归纳、比较和综合后总结出来的。因此,高考中十分重视考查学生解答物理实验题的能力,但是,每年高考结果分析表明,实验题的得分率并不高,而且学生之间得分差距较大,这些都反映了考生解答物理实验题的能力有待提高,如何提高高三学生在解答物理实验题方面的能力。
为了找出学生在学习和解答物理实验题时存在的问题,我们对学生进行了问卷调查及部分学生的访谈,同时结合本校的实际教学情况,组织了一部分老师针对上述问题进行研讨,并走进课堂,观看老师在实验课堂上的实验教学情况。在进行了一些前期工作后,通过学生的反馈,师生的访谈和同仁的研讨,基本上发现了一些学生在学习和解答物理实验题时存在的问题,同时也发现了教师在进行实验教学方面存在的一些问题。
首先从学生的角度谈一谈在学习物理实验时存在的问题:
一、对物理实验学习的重视程度不够。
有的同学认为在物理学习过程中,要把物理学好,记住几个定理、定律和几个公式,再会做几个典型题就可以了,物理实验部分就可以得高分了,对物理实验部分的学习根本不放在心上,结果造成实际上实验题得不到高分,这主要由于在思想上对实验部分的学习不够重视。
二、对物理实验原理不清楚,一知半解,甚至是一窍不通
实验原理是物理实验的理论支撑,是实验的精髓所在,只有对实验的工作原理清晰明了,才能很好地进行实验解题。实验原理不等于相关的定律和定理,例如在探究动能定理实验时,从逻辑角度来说,本实验是探究型实验,而不是验证型实验,因此,在进行这个实验时,很多同学按验证型实验解答,结果显而易见,原理错误,答案必然也是错的。
三、不能够灵活利用基本的实验原理处理创新型实验
所谓基本的实验原理,比如在力学中,打点计时器的使用以及纸带处理时加速度的求法;电学实验中,伏安法的原理等。而创新型实验指基础实验之外的一些综合性稍强的实验,比如在验证牛顿第二定律的实验中,通常验证加速度a与合力F、质量m的关系,若要求利用实验中去求动摩擦因素时需要将牛顿第二定律作为工具去分析,有些同学就分析不好了,这就是不能将基本的实验原理灵活应用。
四、不能熟练运用数学知识处理实验数据得出结论
高中物理与数学结合较多,对数学知识的运用要求会很高,而有的学生数学计算能力很强,单纯的数学问题都会处理,一旦和物理问题,尤其是实验问题结合在一起,有的学生就不会进行简单的转换。比如,在力的合成实验中,未知数由字母x、y、z变成F1、F2、F3时学生的计算就慢了;还有物理中推导函数关系式解决物理问题时,学生整理不出相关物理量之间的关系,例如,在测电源电动势和内阻的实验中,有的学生很难将表达式E=U+Ir与题目给的条件关联起来,无法建立相应的一次函数关系式,然后利用图像解题,得出相应的结论,那么,丢分也是在所难免了。
同时通过研讨和观课,我们也发现了老师在进行实验教学时存在一些问题:
一、思想上对实验不够重视,在教学中只重视理论,不重视实验教学
教学中,有一些老师认为只要课本上理论知识清晰,实验是理论的衍生部分,实验自然也会做,涉及到的实验题自然也会解答。
其实这样恰好是本末倒置了,因为物理是一门以实验为基础的学科,理论是从实验中得出的,只有通过做实验才能更好地领悟相关理论,促进物理素养的形成。同时在实验教学时,只重视理论教学,忽略或轻视学生实际动手能力,这也是不可取的,理论是抽象的,很难使学生对相应知识形成一定的认识,只有通过实验才能将抽象的理论转化为具体的模型,使学生易于接受,提高学生的认知度,这样才能很好解答相应的物理实验问题。
二、实验教学过于程序化,且过度依赖多媒体教学工具
在实验教学过程中,基本按一个固定的模式:目的、器材、过程、处理数据、得出结论,这样,在整个过程中,学生都是按照老师的思路在进行,根本不需要自己去思考为什么这样,但当自己独立完成实验或去解答与此相关的实验题时,又束手无策了。多媒体技术作为教学工具的使用,加快了教学进度,减少了学生思考的时间。实验教学过程就是需要学生通过亲自做实验去感知其中的物理规律,而在实际教学中,很多时候是学生通过观看视频,取代了动手操作的过程,使实验变成了“视验”,老师的“教”和学生的“学”的有效性都大大减少了。
以上是在学生的“学”和教师的“教”两方面暴露出的一些问题,这些大大降低了教学的有效性,如何提高学生解答物理实验题的能力,结合自己多年的教学经验,在这里提出一些自己的拙见:
一、从思想上重视物理实验,激发学生学习物理的兴趣
1.学生和教师都应该意识到物理实验的重要性,这不仅体现在对物理学的发展上,也体现在对高考分数的贡献上,实验题约占物理总分的14%,且物理实验的难度整体不是很大,我们完全有可能得高分。
2.在学习过程中,要培养学生学习物理的兴趣,只有对某种事物感兴趣,才会去努力、认真去做。物理实验是探索物理真知的过程,要想体会其中的乐趣,感受物理实验的魅力,只有从心里对物理产生浓厚的兴趣,才能将物理实验学好,将物理实验题解答好。
二、继续深入加强对物理实验原理的理解
很多同学物理实验题答不好,根本原因在于不明白该实验的原理是什么,无从下手。因此,在物理实验的学习中要深刻领悟其中的实验原理,只有这样才有可能举一反三,应用该理论去解答相关问题。虽然有些同学知道基本原理,但是扩展不开,很难有效答题。例如,在讲解处理打点计时器打出的纸带时分不清纸带上的实际点和计数点的区别。又例如在验证牛顿第二定律的实验中,有一些同学不明白为什么要平衡摩擦力,为什么小车质量远大于所挂重物质量,当绳子与小车之间有力学传感器相连时还需要满足这个条件吗,有的同学分不清;在电学实验中,分析多用电表的原理时,分不清作为电流表使用时和作为电压表使用时表头的不同,作为电流表时灵敏电流是表头,作为电压表使用时将电流表整体作为表头等等。学生在解答这类问题时,无法将基本的模型扩展开,将各个知识点融会贯通,因此,在上课时,老师要将原理讲清,讲细,将各个知识点之间联系起来,使各个分散的知识点连成线,再将线连成面,形成知识网络。
三、注重对物理实验器材的了解
老师在教授实验课时,要引导学生根据实验原理和目的来选择器材,让学生清楚这些器材进行实验的依据是什么,用这些器材可以做哪些实验,如果所给器材不合适如何用其他器材替代,例如可以用一个电流表和电阻串联,当作电压表使用等。同时还要了解我们日常生活中许多常见的物品都是可以作为物理实验器材和原料的,例如,可以用弹簧测力计和一个重物验证力的平行四边形法则等。
四、让学生亲手做一做基础实验
在进行物理实验教学时,不要仅仅局限在教师的“演示实验”和“视频实验”,让学生从“看实验”到做实验,亲手做一做实验,亲自动手体验实验过程,加深对实验的认知,在解答实验题时才会有的放矢。
五、培养学生仔细审题的习惯,注意结果的表达
实验题在设计时是严谨的,有很多细节,需要学生有一定的审题能力,明确实验目的,结合器材制定实验方案。在审题过程中,注意细节的把握,比如,在验证牛顿第二定律实验中,说小车与细线有一力学传感器,问题是还要满足小车质量远大于所挂物体质量吗?很多同学不假思索选择是,等讲题是才发现有这样的条件。其次,还要注意答案的表达要求,将结果化简,注意题目给的条件、表达结果、有效数字的保留、单位的换算等等。
以上就是在多年的教学实践中发现的一些问题以及自己的一些拙见,当然,物理实验教学中,我们还会遇到新的问题,这需要在今后的工作中不断探索和研究,力争提升自身物理实验教学水平和学生解答物理实验题的能力。