發布時間:2023-02-28 15:48:01
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關鍵詞:高中物理 學習 策略 實驗
中圖分類號:G632 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)10(b)-0080-02
物理實驗是物理學習的基礎,高中物理中的觀察演示實驗、操作實驗使學生對物理事實獲得具體而又明確的認識,這正是理解概念和規律的基礎。實驗還可以培養學生的觀察能力和實驗能力,這也是高中物理學綱要求的一個重要目標。按照實驗的階段順序和層次,將物理實驗的學習策略分為:實驗準備的策略、實驗操作的策略、實驗總結提高的策略。
1 實驗準備的策略
要做好物理實驗,必須在具體操作之前做好精心的準備。實驗的準備并不是像一些同學那樣僅僅看看書或者翻翻實驗講義、敷衍了事,而是要認真、全面、具體。主要包括以下幾個方面。
1.1 積極的心理準備
實驗本身是一個一個的科學探索或驗證過程,它能夠培養學生尊重科學、實事求是、一絲不茍的精神,來不得半點虛假和馬虎。所以不要以為實驗好玩就敷衍了事,而應該在思想上引起足夠的重視,做好心理準備,以積極的心態面對實驗。
1.2 實驗理論知識的準備
要清楚實驗的目的,了解每一步操作與實驗目的的關系;確定實驗的原理、方法,列出所要測量的物理量涉及的公式,推導出所測量的物理量的表達式。例如“研究平拋物體的運動”實驗,首先先了解其實驗目的是:描繪出平拋運動的軌跡,利用軌跡求出平拋的初速度。其次是熟悉其操作程序,有兩大步:一是采取巧妙方法描跡法畫出軌跡;二是建立坐標系、測量數據、計算初速度。最后利用水平方向的位移公式和豎直方向的位移公式, 推導出初速度表達式。
1.3 實驗操作過程的準備
做實驗之前,必須列出需要進行的實驗操作步驟,防止由于準備不充分在實驗時“卡殼”而不知所措;還必須了解實驗的注意事項,尤其是影響實驗成敗的關鍵注意事項。例如平拋運動的實驗中,必須保證斜槽末端水平、保證小球每次從同一位置由靜止滾下等都是關鍵注意事項,實驗前學生必須熟練掌握才能嚴格準確操作。
1.4 實驗能力提高的準備
在實驗準備過程中,學生還可以有更積極的準備活動。例如,學生了解實驗目的、原理之后,可以先不看書和講義,自己試探列出實驗步驟,包括器材的選用、注意事項的整理、操作的難易以及可能的誤差等;或者對該實驗的作用進行分析總結;或者嘗試找出該實驗所能用到的以前學過的、用過的實驗方法等。從而為自己實驗能力的提高做準備。
2 實驗操作的策略
物理實驗的操作是整個實驗過程中最關鍵的環節,實驗中有許多操作要進行,最常用的包括:基本儀器使用的操作、實驗過程的操作等。有關實驗操作的策略主要包括以下幾個方面。
2.1 基本儀器使用的操作策略
通過閱讀儀器使用說明書,首先了解儀器的基本構造、組成部分、是否精密儀器、使用注意事項;然后熟悉儀器的使用方法和規則、如何調整、測量的范圍及操作的順序;再看讀數的方法規則。例如,電學中的直流表正負極不能接反、電表有多個量程而自己使用的是哪一個量程;自己使用的游標卡尺是哪一種規格,如何讀數等。
2.2 實驗過程的操作策略
了解了儀器的使用方法,就可以進行實驗操作了。先是進行儀器組裝,注意組裝順序及儀器安全;第二步是檢查儀器連接是否正確,檢查無誤才能進行正式實驗操作;第三步是根據實驗要求操作步驟該快則快、該慢則慢。例如電學實驗中,干電池通電電流不宜過大、時間不宜過長,從安全保護的角度宜采用電鍵瞬間閉合方式。
實驗過程的操作策略還包括:(1)學生能對自己的整個實驗過程進行良好的自我監控,隨時提醒、監控自己的操作是否正確。(2)學生應具備良好的觀察力思維力,準確觀察物理現象,積極思考解決實驗中出現的問題。(3)學生應具備良好的分工合作的能力,實驗小組中每人各司其責,而又團結協作,能大大提高自己的實驗操作能力。(4)學生應具有實驗補救的操作策略。實驗一旦出現錯誤和失敗,能夠迅速分析原因,修正錯誤環節,重新操作實驗,達到理想的實驗效果。
2.3 書寫實驗報告的操作策略
要養成書寫實驗報告的操作習慣,把實驗原理、方法、儀器、操作步驟、現象、數據記錄、數據處理及產生誤差的原因分析都一一記錄下來,并能寫出心得體會。
3 實驗總結提高的策略
實驗做好之后,要對實驗進行反思、對方法進行總結,提高邏輯性實驗思維能力,最終達到靈活設計實驗的目的。實驗總結提高的策略主要包括以下兩個方面。
3.1 實驗方法歸納概括的策略
縱觀高中物理實驗常用的方法有以下幾個方面。
(1)放大法。例如顯示微小形變時,可以利用毛細管中的細液柱來顯示手擠壓玻璃時的微小形變??ㄎ牡显S利用放大法測出了引力常量;庫侖也利用同樣的放大法測出了靜電力常量。
(2)比較法。它是將被測量與標準量進行比較而得到測量值的。例如,將物體的長度與直尺、游標卡尺或者螺旋測微器的標準量進行比較,得到物體的長度。
(3)累積法。累積法就是將難以直接測量的物理微小量進行累積測量的方法。例如,測量單擺的周期時可以測出50次全振動的總時間,然后得到一次全振動的時間;再如,測量金屬絲的直徑時,可以先測出緊密繞在一起的100匝金屬絲的直徑總和,再求出一匝金屬絲的直徑。累積法的優點是可以減小誤差。
(4)補償法。例如在驗證牛頓第二定律的實驗中,為了平衡摩擦力,實驗操作中將木板一側墊高,使小車的下滑力與摩擦力平衡,這樣細繩對小車的拉力就是小車受到的合外力。這就是補償法的具體應用。
(5)模擬法。例如,用恒定電流場模擬靜電場畫等勢線;用被磁化了的鐵屑來模擬磁感線等。
(6)替換法。很多物理量,由于其屬性關系,無法直接用儀器測量時,常常可以將其轉化成其他物理量的測量。例如,在探究平行板電容器的電容決定因素時,學生無法用儀器直接測量電容值的變化,就替換成觀察兩極板間電勢差的變化,再利用公式,確定電容值的變化。
(7)微元方格求和法。在油膜法測量分子的直徑時,需要測量油膜在水面上的表面積,由于形狀不規則,可以方格分成微元,通過方格數求和得到面積;再如,通過放電測量電容器的帶電量時,可以通過電流表測量電流畫出電流i與時間t的圖像,由于形狀不規則,也可以采用微元方格求和法得到電量。
3.2 自己設計實驗的策略
自己設計實驗的策略是指打破現成的設計方案,在一些特定的要求和條件下,自行設計一些新的實驗方案和步驟,完成其實驗要求的方法。設計型實驗是一種培養創新能力和實踐能力的一些實驗,由于設計型實驗儀器的可選擇性、設計方案的多樣性、應用知識的靈活性和解決實驗問題的新穎性,因此學生要經過長期訓練才能具備自己設計實驗的能力。自己設計實驗的策略實施包括一些幾個方面。
(1)搞清實驗的目的和要求,弄清每一種儀器的基本用途和使用方法。
(2)尋找可行的方法,將實驗目的和要求與儀器所能測量的物理量聯系起來,找出中間的必然的規律性的聯系,從測量的物理量出發,通過什么樣的過程,達到實驗的目的和要求,寫出整個過程的全部內容就是設計方案,并通過分析選出最佳方案。
(3)設計實驗步驟,根據實驗的方法確定恰當的實驗步驟。
(4)設計減小實驗誤差的方案。實驗誤差不可避免,但是設計實驗必須考慮使誤差最小,選用更精密的儀器或更準確的方案。例如,電阻的測量,可以使用伏安法測電阻,但該方法由于電表本身的影響,有明顯的電路不完善的系統誤差;可以改進為等效替代法,就解決了電路不完善的誤差,但還存在電表不準確的誤差;如果使用惠斯通電橋法,電表不準確的誤差就解決了,但還存在電表靈敏度的問題。
綜上所述,自己設計實驗是實驗策略的綜合應用,但設計實驗很難,它一定要在理解原理的基礎上,靈活應用相關知識,并有自己的創新才行。
參考文獻
[1] 邵瑞珍.學與教的心理學[M].上海:華東師范大學出版社,1999.
[2] 沈健民.高中物理學習策略及其教學對策淺談[J].課程與教學,2002(5):31-34.
[3] 史耀芳.二十世紀國內外學習策略研究概述[J].心理科學,2001,24(5):586-590.