高中学生物理实验设计能力的培养.pdfVIP

高中学生物理实验设计能力的培养 物理学是一门以实验为基础的自然科学。新课程标准 指出： “高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参 与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。通过多样化的教学方 式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力， 使其逐步形成科学态度与科学精神。 ”实验设计能力是指学 生能综合、灵活地运用所学的知识、方法对实验的仪器、装 置、步骤和操作方法等实验因素进行规划的能力 .实验设计能 力的培养是新课程标准的要求。这种能力的培养过程实质也 就是科学素质、创新精神的形成过程，同时它也是中学生将 来在社会生产实践中必须具备的能力。 一、学生实验设计的原则。 1、 实验的可行性原则。 实践是检验真理的唯一标准，拟定好实验方案后，所需 实验器材是否容易获取，不易获取的的器材就应避免实验设 计。试验中物理量是否可测 ，实验现象是否可观察。只有 设计研究和分析的实验项目都能够容易测量，设计才有实际 意义。 2、实验的简化性原则。 一个好的设计实验， 以简单易行为首选。 从器材到步骤， 尽量选取费力少、效果明显的实验器具和操作流程。 3、实验的可操作性原则。 器材的选取、实验的测量、数据的记录和分析在实际实 验时，容易操作且操作程序简单为最佳。 二、学生实验设计能力的培养。 1、夯实基础知识和基本技能，提高实验设计能力。 实验设计是根据一定的实验目的和要求，运用已有的物 理知识和实验技能来构思设计解决新的问题的途径和方法。 在《新课程标准》中对物理实验教学中知识与技能的培养有 如下要求：认识实验在物理学中的地位和作用，掌握物理实 验的一些基本技能，会使用基本的实验仪器，能独立完成一 些物理实验。 “双基是实验基础，所以在日常教学中，教师 应重视对学生基础知识和基本技能的训练。 2、日常教学和活动中渗透设计思维，提高实验设计能 力。 物理离不开生活也离不开实验。每一个实验都包括实验 目的、实验原理、实验器材、实验操作及操作规程、实验数 据的处理、实验误差的分析等几个方面的要素。只有让学生 在平时的实验教学中养成严谨的思维方式和习惯，才能为进 行实验设计打下良好的基础。因此在日常实验教学中，教师 就应有意识的通过对一些常规实验进行不同类型实验方案 的设计和实施，来引导学生进行实验方案的设计。如练习使 用打点计时器，课本介绍这个仪器目的就为后边研究匀变速 直线运动、探究做功与速度关系、验证机械能守恒等三个实 验中速度的测定及验证牛顿第二定律加速度测定做准备。讲 完这一仪器教师可补充提问，用打点计时器可以测速度能否 用来研究物体的运动？能研究的话器材、实验条件方面还需 要做哪些改进呢？引导学生进行设计时，可以通过让学生独 立思考、小组交流等方式进行讨论、探索、对实验装置、实 验步骤等加以改进，逐步在设计中体现出自己的见解。比如 测定物块与木板间的动摩擦因数的实验设计，学生肯定想到 根据动摩擦力的计算公式测定，但如何用测力计测出动摩擦 力来教师可引导如何拉动物块？是否必须匀速拉动才得到 动摩擦力？能否用轻弹簧将其一端固定一端连着物块放在 木板上，这样只要拉动木板就得到摩擦力了与如何拉动还有 关系否？还能否用动能定理或牛顿第二定律来求 μ呢？学 生的思维打开了，物理也就变得有兴趣了。这样各个小组都 拿出自己的方案，首先进行讨论；然后进行对比分析，互相 指出问题和不足之处，取长补短；最终拿出最合理的方案进 行试验。 3、强化实验设计训练，提高实验设计能力。 目前，中学物理教学中的实验设计性试题，一般是根据 课本中已出现的物理实验的基本原理，所使用的基本器材以 及实验中学过的有关方法，设计一些新的实验，按照实验的 设计方案及要求，完成实验有关内容；或者是提供有关的实 验器材以及实验的目的要求，根据有关知识以及在实验中学 过的方法，自己设计实验方案，并完成实验要求。设计性物 理实验题就是一种对学生进行物理实验设计训练的有效方 法。设计性物理实验题一般可分