物理小實(shí)驗(yàn)科學(xué)小論文
實(shí)驗(yàn)，作為探究物理規(guī)律的重要手段，有其他教學(xué)手段不可替代的功能。下面我們來看看物理小實(shí)驗(yàn)科學(xué)小論文，歡迎閱讀借鑒。
摘要：本文認(rèn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)能激發(fā)學(xué)生的好奇心、求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、質(zhì)疑思想和解決問題的能力，提升學(xué)生探究未知現(xiàn)象的能力，同時能使學(xué)生養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)和合作交流的意識。
關(guān)鍵詞：物理學(xué)，課堂教學(xué)手段，實(shí)驗(yàn)，教學(xué)設(shè)計(jì)，課程目標(biāo)
隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，物理課堂教學(xué)手段也在悄然發(fā)生變化，尤其多媒體技術(shù)在課堂教學(xué)中得到廣泛的運(yùn)用，實(shí)驗(yàn)教學(xué)好像被弱化了，實(shí)驗(yàn)變成了課堂的點(diǎn)綴，少做實(shí)驗(yàn)，不做實(shí)驗(yàn)，或者用視頻和動畫代替實(shí)驗(yàn)，已然成了教學(xué)的趨勢。這是物理教學(xué)進(jìn)步還是退化？筆者認(rèn)為：物理作為自然科學(xué)的重要組成部分，離開了生活，離開了實(shí)驗(yàn)，也就缺少了其生存的土壤。實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中具有不可替代的作用，以講實(shí)驗(yàn)代替做實(shí)驗(yàn)，以視頻或動畫代替實(shí)驗(yàn)，只會讓物理變成一門純粹的知識性學(xué)科，枯燥無味不說，還扼殺了學(xué)生的好奇心、創(chuàng)造性、質(zhì)疑的精神和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，同時對知識的掌握也是無益的。
物理學(xué)早先來源于希臘文Φυσιζ，意為自然規(guī)律，可延伸為自然及其發(fā)展規(guī)律，現(xiàn)在指研究物質(zhì)運(yùn)動的最一般的規(guī)律及物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的科學(xué)。物理學(xué)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)，實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ)。凡物理學(xué)的概念、規(guī)律及公式等都是以客觀實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的，即物理理論絕不能脫離物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證。
實(shí)驗(yàn)，作為探究物理規(guī)律的重要手段，有其他教學(xué)手段不可替代的功能。多媒體也好，影像和動畫也罷，他們只是教學(xué)的輔助手段，只能是對實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充和延伸，其功能可以將囿于場地和觀察范圍，無法在課堂呈現(xiàn)的大型實(shí)驗(yàn)或微觀實(shí)驗(yàn)，在課堂呈現(xiàn)在學(xué)生面前，而它絕對無法具有替代實(shí)驗(yàn)的功效。因?yàn)闊o論是課堂演示實(shí)驗(yàn)，還是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、測量性實(shí)驗(yàn)、探究性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)等，它能激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)造能力，學(xué)會科學(xué)探究的一般方法和過程，形成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。往往一些小的實(shí)驗(yàn)，對學(xué)生各種能力的培養(yǎng)具有大作為。
縱觀所有實(shí)驗(yàn)，它具有如下特點(diǎn)。
首先，實(shí)驗(yàn)?zāi)芗ぐl(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，增強(qiáng)對探究實(shí)驗(yàn)奧秘的渴望。
每個人都有獵新、獵奇的天性，都有探尋未知現(xiàn)象的渴望，這是人的本能。課堂上，教師如果能巧妙地創(chuàng)設(shè)情景，再配以一些小的實(shí)驗(yàn)，往往能激起學(xué)生強(qiáng)力的好奇心。如在《楞次定律》這堂課，老師開篇介紹，暑假外出旅游，在一道觀偶得高人指點(diǎn)，學(xué)了一點(diǎn)氣功，現(xiàn)在向各位同學(xué)展示一下。桌面上呈現(xiàn)的是用尖針支撐等臂杠桿，杠桿兩邊分別配很輕的鋁環(huán)和配重砝碼，教師的袖管內(nèi)藏有釹鐵硼強(qiáng)磁性磁體，教師在擺好架勢推向鋁環(huán)的過程中，雖然并沒有碰到鋁環(huán)，但觀察到鋁環(huán)隨手推的方向在移動，當(dāng)收手的時候，環(huán)隨著收手的方向而運(yùn)動。這樣激起了學(xué)生強(qiáng)烈的.興趣，興奮之余，教師向?qū)W生展示袖中乾坤，讓學(xué)生猜想產(chǎn)生現(xiàn)象的可能原因，從而激發(fā)學(xué)生探求奧秘的欲望。本實(shí)驗(yàn)，磁體插進(jìn)和拔出過程中，鋁環(huán)充當(dāng)了磁體的功能，從而引入猜想：在磁體插入和拔出的過程中，環(huán)中可能產(chǎn)生了電流及可能的方向，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。這樣可以激發(fā)學(xué)生的求知欲，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。
其次，實(shí)驗(yàn)?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生觀察能力、質(zhì)疑能力和運(yùn)用知識解決問題的能力
科學(xué)實(shí)驗(yàn)同被動的經(jīng)驗(yàn)、單純的觀察之間有很大的不同。僅僅停留在觀察試驗(yàn)上還不能稱為科學(xué)實(shí)驗(yàn)和方法，還必須使觀察試驗(yàn)和理論研究結(jié)合起來。實(shí)驗(yàn)過程中，通過學(xué)生的觀察、對比、質(zhì)疑、思考，以及運(yùn)用已有知識解決問題，提升知識的靈活運(yùn)用能力，達(dá)到科學(xué)、技術(shù)、社會的有機(jī)結(jié)合，也就是我們通常所說的“STS”。愛因斯坦曾經(jīng)說過：知識不能單從經(jīng)驗(yàn)中得出，而只能從理智的發(fā)明同觀察到的事實(shí)兩者的比較中得出。
同樣，在《楞次定律》這堂課收尾時，可以讓學(xué)生做一個對比實(shí)驗(yàn)。讓等質(zhì)量的鐵塊和釹鐵硼強(qiáng)磁性磁體穿過銅管，觀察不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)時，兩位同學(xué)手握長一米二左右相同的銅管，使其豎直放置，兩同學(xué)分別從一端管口靜止釋放鐵塊和磁體，要求從另一端接住物體。實(shí)驗(yàn)過程中，放鐵塊的同學(xué)很難接住物體，而用磁體做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)可以十分從容的接住物體，且屢試不爽。這樣就激起同學(xué)質(zhì)疑，為什么兩個等質(zhì)量的不同種物體，在穿過銅管時會形成巨大的反差？磁體在穿越銅管時，為什么會產(chǎn)生較大的阻力？同學(xué)們在交流探討的過程中，可以充分運(yùn)用已有知識解釋這種現(xiàn)象，提升了學(xué)生運(yùn)用知識解決問題的能力。
認(rèn)真、細(xì)致、深入是觀察能力的重要品質(zhì)之一，也是科學(xué)工作者的基本素養(yǎng)和要求。許多自然現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)中的物理現(xiàn)象，有時是稍縱即逝。只有認(rèn)真、仔細(xì)地觀察，才能捕捉到所要觀察的現(xiàn)象；只有深入地觀察，才能發(fā)現(xiàn)細(xì)微的變化和隱蔽的特征。再如，在研究超重和失重現(xiàn)象時，觀察站在磅秤上的人下蹲和起立兩過程中磅秤讀書的變化，將運(yùn)動過程與磅秤的讀數(shù)的變化一一對應(yīng)，從而對超重和失重的本質(zhì)和產(chǎn)生原因能更加充分的理解。
第三、實(shí)驗(yàn)?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生探究未知現(xiàn)象的能力，學(xué)會運(yùn)用科學(xué)方法有目的地去嘗試實(shí)踐。
科學(xué)家提出某些假設(shè)或預(yù)見，為對其進(jìn)行證明，籌劃適當(dāng)?shù)氖侄魏头椒�，根�?jù)由此產(chǎn)生的現(xiàn)象來判斷原設(shè)計(jì)假設(shè)，或預(yù)見真與否即為科學(xué)實(shí)驗(yàn)。而學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)雖然有別于科學(xué)家的探究，但其思路、過程、方法與目的有其類似之處。同樣，學(xué)會科學(xué)的探究方法，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，提升學(xué)生思維品質(zhì)，養(yǎng)成細(xì)致、縝密的習(xí)慣，完善探求未知世界的能力等都有莫大的幫助。
如在單擺的碰鼻實(shí)驗(yàn)中，為什么每次都能有驚無險？學(xué)生猜想可能是單擺在擺動過程中遵循機(jī)械能守恒。這就需要學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，如何測量下擺的高度和到最低點(diǎn)的速度，而高度的測量可以轉(zhuǎn)化為測量擺長和最大偏角；速度測量的方案就更多了，光電門測速度，平拋測速度等等。通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，揭示其遵循的規(guī)律。通過評價、交流和反思，分析實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因，為更好地改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案提供依據(jù)。
第四、實(shí)驗(yàn)?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度
堅(jiān)持實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，不僅是提高物理實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的要求，也是增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的需要。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要求學(xué)生堅(jiān)持實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，尊重客觀事實(shí)，以客觀事實(shí)為依據(jù)。如實(shí)地記錄實(shí)驗(yàn)中觀察到的各種現(xiàn)象，做到嚴(yán)格地把實(shí)驗(yàn)事實(shí)和自己對事實(shí)的解釋區(qū)別開來。
例如，在探究《力的平行四邊形定則》，實(shí)驗(yàn)采用等效原理，但在實(shí)驗(yàn)的過程，由于存在誤差，用平行四邊形畫出的兩邊所夾對角線與單獨(dú)一個等效力總會存在偏差，我們要遵循實(shí)驗(yàn)事實(shí)。另一方面思考改進(jìn)實(shí)驗(yàn)以減少誤差的方法，如采用較長的細(xì)線；確定拉力方向時標(biāo)點(diǎn)盡量離結(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)一點(diǎn)；測力計(jì)盡量與桌面保持平行等等。這樣可以培養(yǎng)優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)品質(zhì)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。
第五、實(shí)驗(yàn)?zāi)茉鲞M(jìn)學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識與合作交流的意識。
實(shí)驗(yàn)的過程中需要學(xué)生間的協(xié)作，尤其在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)中，需要相互間的分工與協(xié)調(diào)，而這種合作與交流不但可以培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神，而且增進(jìn)學(xué)生間的默契，這也是未來社會所需的重要品質(zhì)。
如在探究《決定導(dǎo)體電阻的因素》這一分組實(shí)驗(yàn)中，就需要學(xué)生間的分工協(xié)作，電路的連接、表格的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)的控制、電表讀數(shù)、數(shù)據(jù)的測量等等，在分工合作過程中增強(qiáng)學(xué)生間的協(xié)調(diào)能力，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)意識。
當(dāng)然在重視課堂實(shí)驗(yàn)的同時，并不是復(fù)古或全盤否定多媒體技術(shù)在課堂教學(xué)中的作用，多媒體技術(shù)恰恰是對課堂實(shí)驗(yàn)的完善和補(bǔ)充。如一些大型的實(shí)驗(yàn)、微觀實(shí)驗(yàn)、模擬實(shí)驗(yàn)等，或者一些受場地影響無法在課堂中呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)，可以通過視頻或多媒體模擬出。如觀察布朗運(yùn)動、宇宙飛船中的失重現(xiàn)象、帶電體或磁體周圍的電場線磁場線、α粒子的散射模型等等，就要借助多媒體或視頻設(shè)施。
高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)總目標(biāo)提出：要求學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，發(fā)展自主學(xué)習(xí)能力，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，能運(yùn)用物理知識和科學(xué)探究方法解決一些問題。發(fā)展好奇心與求知欲，發(fā)展科學(xué)探索興趣，有堅(jiān)持真理、勇于創(chuàng)新、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神，有振興中華，將科學(xué)服務(wù)于人類的社會責(zé)任感。了解科學(xué)與技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會的互動作用，認(rèn)識人與自然、社會的關(guān)系，有可持續(xù)發(fā)展意識和全球觀念。由此看出，物理課程教學(xué)承擔(dān)的不僅僅是知識傳授的功能，更承擔(dān)了對學(xué)生學(xué)習(xí)方法、思維品質(zhì)、探究精神和科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)，小實(shí)驗(yàn)往往具有大作為。
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