中學(xué)物理實驗設(shè)計的基本原則_第1頁
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中學(xué)物理實驗設(shè)計的基本原則中學(xué)物理實驗設(shè)計的基本原則中學(xué)物理實驗設(shè)計的基本原則資料僅供參考文件編號:2022年4月中學(xué)物理實驗設(shè)計的基本原則版本號:A修改號:1頁次:1.0審核:批準(zhǔn):發(fā)布日期:中學(xué)物理實驗設(shè)計的基本原則物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué),大量的物理概念、規(guī)律、原理都是通過實驗發(fā)現(xiàn)、總結(jié)歸納得出的。物理實驗教學(xué)作為物理教學(xué)的一種重要的方法和手段,它要把研究的物理現(xiàn)象清楚地展示在學(xué)生面前,能引導(dǎo)學(xué)生觀察思考,使學(xué)生認識物理概念和規(guī)律“事半功倍”。要從注重知識學(xué)習(xí)與技能訓(xùn)練轉(zhuǎn)向注重學(xué)生的發(fā)展,就要想最大程度的發(fā)揮出實驗的教學(xué)作用,我憑著兩年來的物理教學(xué)經(jīng)驗,總結(jié)歸納出下列節(jié)本的物理實驗設(shè)計原則??茖W(xué)性原則科學(xué)性原則是最根本的設(shè)計要求,指在物理實驗設(shè)計過程中必須保證實驗的設(shè)計不出現(xiàn)科學(xué)性錯誤,實驗方案應(yīng)該有科學(xué)依據(jù)和正確的方式。物理實驗要真實、客觀地反映和揭示概念規(guī)律,因此,實驗的設(shè)計應(yīng)該具有科學(xué)性。如果實驗設(shè)計中沒有科學(xué)的態(tài)度和方法,或者沒有認真處理實驗數(shù)據(jù),就會出現(xiàn)科學(xué)性錯誤,例如,在“用單擺測定重力加速度”實驗中,若不慎形成圓錐擺運動,在擺角小于5度情況下,測出的重力加速度的值就會偏小,教師不能為了達到教學(xué)目的人為地設(shè)計有悖于科學(xué)性的實驗。欺騙的行為一旦被揭穿,對培養(yǎng)學(xué)生健康的人生態(tài)度會產(chǎn)生極大的負面效應(yīng),因此,物理實驗教學(xué)必須遵循科學(xué)性原則。安全性原則安全性是任何工作的前提,在物理實驗設(shè)計中,教師及學(xué)生規(guī)范性操作是實驗安全性的重要保障,一是保證實驗儀器的安全,不受損,例如示波器的演示,預(yù)熱,光斑不能太亮,操作時間不能太長等保證儀器的壽命。二是人的生命安全,特別是電學(xué)實驗我們更加注意安全性原則,一定要規(guī)范地操作,否則發(fā)生事故后悔莫及。探究性原則物理實驗應(yīng)該體現(xiàn)探究的本質(zhì)特征。探究性原則要求:所設(shè)計的物理實驗包含的物理規(guī)律常常影藏在較深的層次,需要學(xué)生去挖掘:實驗條件和結(jié)果之間往往存在較大的距離,需要學(xué)生去跨越:解決問題的方法和途徑一般也不太明確,需要學(xué)生通過嘗試錯誤,提出假設(shè)并驗證假設(shè)來尋找。任何一個概念、定理、定律都經(jīng)歷著由感性到理性的抽象概括過程。在實驗的教學(xué)設(shè)計中,要注意讓學(xué)生在教師引導(dǎo)下參與概念和規(guī)律的構(gòu)建過程,讓學(xué)生親自做實驗。體驗、揣摩、模擬,使學(xué)生知其然也知其所以然。例如,在“自由落體運動規(guī)律”、“探究彈力與形變量的關(guān)系”等實驗的教學(xué)設(shè)計中,教師就要特別注重實驗中對“科學(xué)方法”和“探究過程”的設(shè)計,提出充分的探究機會,讓學(xué)生“在做中學(xué)”。簡單性原則無論是探索某個現(xiàn)象,還是驗證某個規(guī)律,實驗?zāi)康膽?yīng)盡可能明確,器材方法應(yīng)盡可能簡單。在實驗器材上使實驗簡潔,通常有兩種方式:采用現(xiàn)代化設(shè)備或是利用日常用品做實驗,尤其是變廢為寶。如用損壞的卡口白熾燈泡,去掉玻璃泡,在兩根粗金屬絲上加上錫箔,稍加改造,便可制成驗電器。主體性原則物理實驗強調(diào)學(xué)生的主體參與性。沒有學(xué)生的主體參與就沒有實驗探究活動的產(chǎn)生。現(xiàn)代教育理論認為,“學(xué)生是主體,教師是主導(dǎo)”。學(xué)生的主體參與程度決定教學(xué)的質(zhì)量。在實施實驗教學(xué)的過程中,教師應(yīng)做到引導(dǎo)學(xué)生建立正確的物理思維方法、幫助學(xué)生掌握正確的實驗操作技能、引導(dǎo)學(xué)生提出深層次的問題并加以討論,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)部動機,激發(fā)學(xué)生的探究興趣和欲望。教師還應(yīng)做到在實驗探究過程中給學(xué)生留有充分的時間和空間,讓學(xué)生敢于提出與眾不同的設(shè)計方案,使學(xué)生積極和有效地參與到實驗活動中,提高探究能力和創(chuàng)新能力。社會性原則實驗教學(xué)設(shè)計的社會性原強調(diào)實驗教學(xué)的“合作學(xué)習(xí)”。在實驗教學(xué)中,要特別關(guān)注有效地合作與交流。合作與交流的內(nèi)容不僅可以是知識方面的,同時還包括方法的交流、思維過程的交流、情感態(tài)度與價值觀的交流等。教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生展開實驗討論和論證,并引導(dǎo)學(xué)生相互合作完成實驗并展示與分享成果,在這一有效合作與交流的過程中,學(xué)生將經(jīng)歷獨特的認知過程,同時在實驗過程中學(xué)會交往、學(xué)會參與、學(xué)會傾聽、學(xué)會合作。趣味性原則趣味性原則是指物理實驗教學(xué)設(shè)計要充分考慮學(xué)生的心里特點和認知水平,實驗設(shè)計要求生動、有趣,能激發(fā)學(xué)生興趣。教育心理指出:“人的各種活動都是由一定的動機引起的,學(xué)生的學(xué)習(xí)也是被一定的動機所支配,學(xué)生一般不想學(xué)習(xí)自己不感興趣的東西,學(xué)習(xí)興趣是學(xué)習(xí)動機的最重要的表現(xiàn)形式?!痹O(shè)計趣味性強的物理實驗,可以極大地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,從而激發(fā)的學(xué)習(xí)動力。趣味性試驗我認為主要表現(xiàn)為:“新、奇、趣”。新推陳出新,更能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。如交流變壓器實驗,如果用長導(dǎo)線代替“可拆交流演示變壓器”的副線圈,隨著繞線在鐵芯上的線圈匝數(shù)增多,可以觀察到小燈泡從不亮到亮的逐漸變化過程。這樣的演示讓學(xué)生耳目一新,從而更深刻地感受到“神奇”實驗的過程,體會到探究的樂趣。奇出奇制勝,更能引起學(xué)生的好奇心,激發(fā)出探究欲望。如在“洛倫茲力演示儀”演示時,學(xué)生觀察到陰極發(fā)射的電子(運動電荷)在磁場中軌跡彎曲甚至看到圓軌道,學(xué)生們感到不可思議,在學(xué)生積極思維的基礎(chǔ)上,教師適當(dāng)?shù)膯l(fā)、引導(dǎo),很自然地過渡到洛倫茲力作用下運動電荷所受磁場力提供向心力做圓周運動的知識。趣“興趣是最好的老師”,輕松地學(xué)氛圍往往學(xué)習(xí)效率更高。如學(xué)習(xí)摩擦力的內(nèi)容時“魔術(shù)球”思維演示:將一個實心的小球,中間挖一個彎曲的小通道,用細繩穿過小孔,通過手拉兩端細線的松緊程度,就可以控制小球的下滑的快慢及隨意的停止。這樣的實驗很容易吸引學(xué)生的注意力,揭秘的過程就是壓力大小與摩擦力大小關(guān)系的學(xué)習(xí)過程。直觀性原則物理實驗的特點就是讓全體學(xué)生對具體的物理現(xiàn)象與實驗過程用感官直接觀察和感受,所以要盡可能地增大實驗的可見度和可信度,以便提高物理實驗的直觀性。在物理實驗中,要想增大物理實驗的可見度。首先實驗應(yīng)該克服空間條件制約。有些物理實驗容易在水平面面上完成,卻不利于學(xué)生的觀察,如果對實驗進行“化水平為豎直面”的處理,就可以增大實驗的可見度。例如磁感線的演示,先將鐵屑均勻的撒在玻璃板上,并置于磁鐵上,通過連續(xù)輕微地敲擊玻璃板,使鐵屑在磁場中逐漸有序排列。這樣實驗雖然完成了,但只能進行平面展示。如果事先準(zhǔn)備好了一張大小合適的稍后的白紙,在一面上涂抹上膠水,利用白紙的膠水面,將玻璃板上鐵屑粘住,就可以進行豎直展示了。豎直展示增大了實驗的可見度,在教學(xué)上增強了效果,使同學(xué)們觀察實驗更加的清晰、直觀了。要想增大實驗的可見度,其次是要改進實驗裝置和方法。教材中出現(xiàn)的一些實驗演示效果往往不盡人意,如果對實驗裝置和方法進行適當(dāng)?shù)母倪M,可以克服不足,增強演示的直觀性。如在高中物理必修一“人教版P36”“問題與練習(xí)”增大可信度物理實驗?zāi)芊襁_到教師預(yù)期的效果,是實驗教學(xué)的關(guān)鍵,只有增大實驗的可信度,才能確保實驗的成功,因此做好鋪墊實驗的準(zhǔn)備知識很重要。一般地說,學(xué)生關(guān)于某個物理問題的準(zhǔn)備知識越豐富,其思維也就越活躍、越深刻。因此,對每個物理實驗,教師都要在認真分析研究學(xué)生實際情況

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