提高高中物理实验教学效率的策略研究，本文主要内容关键词为：实验教学论文,高中物理论文,效率论文,策略论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、高中物理实验教学中存在的问题
高中三年，师生们投入到物理实验教学的时间和精力很多，可到了临高考时，大多数学生最没把握的就是物理实验题。临高考阶段，学生和教师在解题方面差距最大的也是物理实验题。如2012年福建省高考物理实验题：19（2）某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E。①用电压表直接测量E≈U；②用伏阻法测量E。这些题目对教师来说难度很小，学生做起来却很困难，具体表现为学生不能理解伏阻法的实验原理，就很难得出
函数，也就难以理解图象的物理意义，从图象的截距和斜率中求出E和r。学生掌握为什么很困难呢？分析和研究其中的原因十分必要，比对教师和学生学习物理实验的过程，我们不难发现以下几方面的原因：
1.高中物理实验教学一般是“截流”式的
教学过程中，教师讲述和分析较多，学生思考和讨论较少。学生没有参与物理实验的设计，没有参与物理实验知识的产生过程，学生对物理实验的来龙去脉和内在实质一无所知，对物理实验的各方面知识采用死记硬背的办法。
2.学生对物理实验的感受和经验不够丰富
学生从初二开始学习物理，看的课件多，生活体验少；演示实验多，探究实验少。学生体验实验和设计实验的机会很少，就无法对实验进行深入的思考，对实验的认识必然是肤浅和片面的。
3.学生物理实验意识薄弱，把思考与实验割裂开来
学生在学习物理实验时比较关注实验步骤、注意事项和数据处理，容易忽视物理实验的核心——实验原理；在学习物理知识过程中遇到难以理解的问题时，从来不会想到用实验来解决。学生对实验原理的理解不够深刻，讨论不够充分，缺少再实验和反思，就无法体会物理实验的物理思想和科学研究方法。
二、提高高中物理实验教学效率的策略
优化高中物理实验教学，其核心就是更新教育理念，将原来的“截流”式教学改为“源流”式教学；充分调动学生的积极因素，让学生充分体验、充分参与、充分思考物理实验的原理。相信学生，让学生思维活动成为物理实验教学的主旋律；在科学探究的过程中充分挖掘学生的潜能，让学生的思考和讨论伴随物理实验的全过程。郭思乐教授说过：“深切的爱总是生产性的，只有在他们（学生）参与了这些知识和智慧的生产的时候，他们才会对之产生刻骨铭心的爱”。在物理实验教学过程中，尽量做到“小立课程，大做功夫”。给学生足够的活动时间和空间，因为学生对物理实验的掌握必须通过学生的感悟和内化来完成。
1.关注物理实验原理，加强科学方法教育
实验原理是物理实验的核心和灵魂。只有对实验原理深刻理解才能准确理解物理实验的其他方面，才能比较准确地体会物理实验的物理思想方法；只有挖掘物理实验内在的美和实验设计哲学思想，才能激发学生的学习兴趣和持久动力。加强学生科学研究方法的教育，体会实验设计中蕴含的物理思想方法。在高一开学阶段，让每个学生回顾初中物理实验所采用的一些方法，写在纸上，选一些进行投影，然后全班讨论和总结。如测电阻时用电阻箱代替被测电阻使电流表电流相同——等效替代法；测石头密度时，石头的体积用有放石头的水的体积减去没放石头时水的体积——差值法等。同时充分利用物理学史挖掘科学方法教育内容，让学生充分体验物理学研究的思想方法。如伽利略的理想实验——斜面实验——对自由落体运动的研究等。关注课本中的“方法点拨”，理解每个物理实验的科学方法。以后的每个实验采用什么科学研究方法，自己学习后请自己记录下来，体会物理实验设计的精妙之处，养成对每个实验追本溯源和深入思考的习惯。
2.加强物理实验的体会和感受，提倡“做中学”和再实验
改变以往的“先学后做”为“做中学——再实验”比如测电源的电动势和内阻的实验，第一节课到实验室给定任务——测量E和r，思考题要求，学生边做边思考自己做的原理，让学生先动手做，许多学生感到有困难，只好进行小组讨论和看书。学生也基本上能完成实验，教师通过实验过程的巡查了解学生对实验的掌握程度，并安排课后任务，除实验报告外，每个人都必须通过自学了解实验的原理和科学研究方法以及其他可能的实验方法（看书本或上网查）。第二节课先让同学们小组讨论5分钟，然后分别要求各小组上台阐述实验原理，实验所用的科学研究方法，实验的注意事项和误差分析。最后再展示和讨论其他的实验方法，确定要增加的物理器材，比较各种实验方法的优劣。比如有的同学用图1（电压表接在电源两端），有的同学用图2（电压表接在滑动变阻器两端），有的同学用电阻箱代替滑动变阻器，这时也可以只用电流表（安阻法），也可以只用电压表（伏阻法）等等，要求学生对本实验进行全方位思考，对不理解的思考题要通过同学间交流和思辨。第三节课在实验器材中添加电阻箱，要求学生用几种方法对电源电动势和内阻进行测量，并对测量结果进行比较，反思前一节课的讨论，并写成一份全面的实验报告。这样虽然要多花一节课的时间，但这种趁热打铁，学生的收获有天壤之别。
3.培养学生物理实验意识，关注学生的思维和内化过程
如果学生在物理实验教学中只扮演听众的角色，教师一直讲，学生一直记，死记硬背只能是短时记忆，最终学生没有任何收获，我们教师中一直流传的一句话：“我都讲过多少遍了，你怎么还做错？”。学生没有思考，就没有将实验知识进行内化，单靠记忆是学不好物理的，因此在物理实验教学中我们要给足学生时间、空间及任务（上台讲或发言），逼迫学生去思考，逐步形成问题感。比如探究动能定理的实验中，如何探究力做功与物理速度的关系？转变为如何求力做的功？如何求速度？这个实验可以用钩码、平板加打点计时器来做；也可以用橡皮筋、平板小车加打点计时器来做；还可以用力的传感器加光电门来做。它们之间有什么异同，这需要同学们的思考与讨论，同学们才会有较大的收获。物理实验中的许多知识内容和蕴含的物理思想，只有学生自己通过思考和实践得到时才会终身不忘。培养学生在实验时不断反思，勇于与他人交流的习惯，培养学生遇到问题时能够想到用实验方法去探究的习惯。坚持让学生自主学习物理实验，学生的实验意识就能不断提高，实验教学就能事半功倍。
4.充分利用各种资源和信息技术，立体化学习物理实验
对实验原理学生可以通过课本学习，也可以通过网络学习。网络资料更加翔实，对拓展视野、思考方式和实验方法学习很有帮助。比如测电阻实验，通过网络学习就能了解到多种测电阻的实验方法，对测量电阻的思想方法认识就比较全面。学生想了解个别实验的本源也可以通过网络搜索得到，学生想到的一些物理实验设计和实验改造，可以在家里用仿真物理实验室进行实验。同时充分利用信息技术拓展和深化物理实验。比如自由落体运动的研究可以利用打点计时器加纸带，也可以利用光电门，也可以利用距离传感器，还可以利用闪光照片等。采集到的数据也可以用Excel软件来处理。总之要引导学生利用学校、社会和网络资源以及信息技术来学习物理实验。
5.合理使用新课程教材，激励学生自主创新
将以往的理论讲述改为设置情景，提出问题；将一些演示实验改为学生实验；布置一些与日常生活紧密联系的小实验；合理利用教材中的“迷你实验室”、“实验与探究”和“拓展一步”。充分发挥教师的主导作用，设置定位准确的思考题，引导学生有序实验和积极思考，激发学生研究物理实验的热情。如研究变压器的“交流讨论”可以改为下面顺序：①原线圈接入直流电；②原线圈接入交流电；③原线圈接入交流电，同时拆去上端条形铁芯。分别观察副线圈中小灯泡的亮度，然后进行思考和讨论，深刻理解变压器的原理。在实验教学中引导学生关注生活，积极思考，主动实践，培养学生创新能力和科学素养，从而提高物理实验教学效率。
6.高效物理实验复习，进行多实验比较和分析
高中物理实验内容较多，各实验间容易产生混淆，如果能进行归类比较，学生掌握的难度就会降低，学生对物理实验做到高屋建瓴。高中物理实验可以从几个方面去横向比较和整理归纳。
（1）物理实验设计思想（实验原理）方面，把几个实验原理相类似的实验进行比较、分析，深入理解物理实验的思想和科学研究方法，提高对实验的整体认识。
①等效替代法。如验证平行四边形定则时把结点拉至同一点O处；测电阻时用电阻箱替代电阻而效果相同。
②控制变量法。如验证牛顿第二定律先让质量M不变研究加速度a与拉力F关系，再让拉力F不变，研究加速度a与质量M的关系；研究动能定理时只改变橡皮筋的条数。
③累积法（放大法）。如单摆的周期测量；处理纸带问题时通常每5个间隔取一个点。
④平衡法。如摩擦力的测量；验证牛顿第二定律中平衡摩擦力。
⑤转换法。如砂摆的振动图象将时间转换成木板移动的距离；验证动量守恒定律中将小球速度转换成平抛的水平位移。
⑥留迹法。如纸带中打的点；平抛运动中小球轨迹；验证动量守恒定律中小球落地点；油膜法测定分子直径中油膜的边界。
（2）物理实验器材方面，将几个与实验器材相关的实验联系起来，通过比较、分析，产生新的感悟，提升对实验思想的理解，提高思维品质。
①用打点计时器加小车（或重锤）的实验。如研究匀变速直线运动，验证牛顿运动定律，探究动能定理，验证机械能守恒定律。
②用电流表加电压表的实验。如测定金属的电阻率，测定小灯泡的功率，描绘小电珠的伏安特性曲线，测定电源电动势和内阻。
③用弹簧为主的实验。如研究弹力与弹簧伸长的关系，验证平行四边形定则。
④用单摆为主的实验。如探究单摆的运动，用单摆测定重力加速度，砂摆振动的图象。
⑤以斜槽轨道为主的实验。平抛运动研究，验证动量守恒定律。
（3）实验数据处理方法方面，把几个数据处理方式相近的实验联系起来，进行比较、分析，深刻体会其处理方式的科学性，提升物理实验数据处理能力。
①列表法（定性研究）。如探究动能定理，探究弹力和弹簧伸长的关系。
②平均值法。如测定玻璃折射率，测定金属电阻率，用单摆测定重力加速度。
④逐差法。如纸带问题对应的实验——研究匀变速直线运动，验证牛顿第二定律。
这些总结过程教师只对学生进行引导，具体内容仍由学生来自主完成。只有学生自己总结出来的规律学生才能应用自如，用得恰到好处，学生对高中物理实验做到整体把握。
提高高中物理实验的教学效率策略在平常的物理实验教学中还可以总结出许多，但它的核心内容都是以学生为本体，引导学生自主学习，大力开展“源流”式实验教学，培养高中学生实验能力和科学素养，从而大幅提高物理实验教学效率。这样既顺应时代发展的要求，也符合学生学习规律和高考要求。