時間：2022-09-04 23:45:41
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇單擺實驗報告，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】高中 物理 實驗 報告冊 理念 素質 能力 興趣
【中圖分類號】G424 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006-5962（2013）02（a）-0155-01
實驗教學是高中物理教學的重要組成部分。新課程要求重視學生的全面發展，而物理實驗教學能夠提高學生的自主能力，讓學生親自參與實驗當中，利于學生親身體會、深入了解物理原理知識，既讓學生最大化的獲取知識，又培養了學生的觀察能力、分析能力、動手能力、操作能力，有利于學生素質的提高，促進了學生全面發展。因此，作為高中物理教師，有必要也有義務在新課程背景下，積極改進實驗教學，提高實驗教學有效性。
1、發揮實驗報告冊的重要作用
物理實驗成功與否取決于實驗報告的質量，缺少實驗報告這一環節，嚴格地說不能算是一個完整的實驗過程。所以教師在實驗教學時在每次實驗之前有針對性的要對實驗的目的原理、儀器步驟、數據記錄和處理在做實驗前進行一定的說明，并且通過完成報告內容幫助學生理順實驗的思路，制訂切實可行的實驗方案，從而減少實驗的盲目性，提高實驗的效果。在實驗過程中，通過指導學生的實驗報告，讓學生正確理解原理，仔細記錄數據，準確歸納結論。
2、教師需轉變教育理念
作為教師自身需要轉變，應樹立培養創造型人才的教育理念。作為物理教師，必須努力創造條件，在千方百計開足開齊教材中的實驗的同時，還要敢于創新，設計各種有利于教學的小實驗，課堂上能夠用實驗說明的問題盡量不要只從理論上解釋，而要讓實驗來說明，使學生的觀察能力、實驗創新設計能力、實驗分析處理能力得到相應的提高。另外，教師可以鼓勵學生利用身邊的器材設計各種實驗來解釋身邊的問題。讓學生形成一種觀念，只有能夠通過實驗驗證的結論才是真正正確的結論。
3、重視教師自身素質的提高
正所謂“言傳身教?！币胩岣邔W生的素質，首先要提高教師自身的素質。一名好的物理老師應該具備以下的素質：作為高中物理教師，首先要提高自己的物理知識水平，并著力培養自己的科學素養；具有正確的科學觀，高尚的情感、意志和師德對嚴重犯錯的學生也可以實施合理的教育懲罰；永遠不要低估你眼中的差生，尤其是永遠不要低估你眼中的差生；作為教師在任何場合都要學會控制自己的情緒；有高尚的師德，樂于奉獻的職業態度和敬業愛生的工作精神；強烈的學習興趣；較強的教學實踐能力；觀察學生個性特征的能力；物理實驗技能；掌握現代教育信息技術與課程的整合能力。投影、錄象以及計算機技術。
4、培養學生勇于探索，敢于質疑的能力
解決問題時只是對原有知識技能的簡單應用，只是朝著待解決的目標努力。而提出問題時則幾乎完全沒有參照，是自己探索得到的，體現的是創新性思維探索、擴展的能力。作為教師，一方面要在課堂教學、實驗教學中多創設情景、提出問題，引導學生思考、鍛煉學生思維；另一方面，教師應當鼓勵學生大膽創新、勇于質疑，多提問、多思考。通過這種形式，延展學生的思維深度，鍛煉學生的實驗能力，提高學生的科學素質，促進學生的全面發展。例如在高一物理教材中，我們可以嘗試將“力的合成”改為“探究合力與分力的關系”。在實驗中，可以先讓學生自己動手，通過觀察實驗現象、分析及處理實驗數據，總結出力的平行四邊形定則，這樣讓學生在實驗中先獲得感性認識，再上升到理性認識，比起單純地教師演示、講解的效果，學生對學習物理的興趣更強，對物理規律的理解也更加深刻。在實驗教學中，學生可能有更容易讓自己接受的方法，教師可因勢利導，及時對學生中那些方法獨特、標新立異的做法予以肯定和幫助，鼓勵學生用自己的頭腦思考問題，不人云亦云，敢于另辟蹊徑，勇于探索，不斷創新，從而調動起學生的積極創新意識。
5、實驗教學中大限度地激發學生的興趣
摘要:物理學是一門以實驗為基礎的科學。所有的物理知識，包括物理概念、定律和理論，都是在實驗的基礎上建立起來的。因此，培養學生的實驗技能，了解物理學的研究方法，培養嚴格的實事求是的科學態度，對學生今后搞科學實驗和技術革新有重要的基礎作用。
關鍵詞:實驗;目的;原理
中學物理學生實驗技能主要包括六個方面:一是掌握常用基本儀器的構造、原理和使用，能正確使用儀器進行觀察、測量和讀數;二是掌握中學有關實驗的一般原理和實驗方法;三是會正確記錄實驗數據，并能進行運算和分析，以得出正確的結論;四是了解誤差概念，并學會初步的誤差計算和分析;五是會寫一般的實驗報告;六是初步養成良好的實驗習慣，包括愛護儀器、遵守安全操作規則和尊重實驗事實的習慣等。
1.培養學生掌握實驗的一般原理、進行實驗設計和實驗方法的技能。首先要求學生明確各個實驗的目的、原理或理論根據，根據實驗的原理、要求對實驗進行設計，包括用什么物理定律、公式，電學實驗用什么電路圖等。還要搞清哪些是已知量、被測量，然后選擇所需的儀器和實驗條件，進而設計好實驗步驟，畫好記錄表格等。
其次，培養學生正確調整和安裝儀器，正確連接電路的技能。正確的實驗，首先是安裝、調整好儀器或正確連接電路。如:力學實驗中的支架滑輪的安裝，牽引線的走向，斜面的架設等，有時要對一些儀器做機械調整或電氣調整(對儀器的調零前面已介紹，這里略)，電氣調整如:使用氣墊導軌前必須先調水平位置;在電學實驗中，依照電路圖連接線路，連線時，應將電路分為主回路和支路，從電源一端開始沿主回路按順序進行，其次為支路;主回路中必須有開關(先斷開);導線最好選用幾種顏色，主、支回路分別用一種顏色。往接線柱上接導線時，應按順時針方向將導線纏上。電路連接后，必須復查，確認正確后方能通電。這種技能的培養，從初中開始應先有示范，讓學生模仿學習，然后逐步提高到由老師講述方法及注意事項，由學生獨立去安裝、調整。
2.培養學生正確記錄實驗數據，并能進行運算和分析，以得出正確結論的能力。這是實驗能否成功的關鍵。要培養學生這方面的技能，要求學生集中精力，按實驗步驟有條不紊地操作和讀取測量數據，有的實驗則要求測量或操作時動作迅速，要把握時機，如:溫度測量、電學測量。要按實驗先后順序將需要測定的各量測出，并記錄下來。讀取數據和記錄必須注意:①讀數要及時，并馬上記錄;②要記錄完整數據，按有效數字的方式記錄;③數據的單位要正確。一般要求學生實驗前列出表格，表格設計要求:能記錄直接測出的各物理量，能記錄各次測出的量，能填寫計算出來的中間數據和最后數據等內容。
進行數據處理、運算，對實驗結論進行分析。在整理數據時，如發現有不合理的數據，應對該數據補測。要指導學生按有效運算法去處理數據對實驗結果進行適當分析討論，如:討論數據說明什么?與理論計算有何偏差?實驗過程為何這樣設計?實驗結果的物理意義(結論)是什么?對一些成績優良的學生，還可讓他們設計某個達到相同目的的實驗。對實驗能力強的學生，許多深一層次的問題都可以在這里分析研究，從而加強了對學生思維能力的培養，有效地鞏固知識，技能更加熟練。
3.要使學生了解誤差概念，并學會初步的誤差計算和分析。實驗后，要指導學生分析實驗誤差的原因，說明實驗的誤差主要有系統誤差和偶然誤差。系統誤差主要是由于儀器本身的缺陷，實驗原理、裝置不完善而引起的，如:螺旋測微器零點不準;風的吹動使天平產生誤差;電表指針不對準零刻度等。減少系統誤差的方法是校準儀器，或是改進實驗方法。改進實驗的方法，可改變儀器的位置或儀器的布置，撤換某件儀器，改變所選取的某個參數，改變實驗方法乃至改換實驗操作人員等。例如將物體放在天平左、右盤上，分別稱衡，可以發現天平不等臂引入的誤差。又如精密測量同一單擺在不同擺角的周期值，可以發現周期與擺角有關。
4.會寫一般的實驗報告。學生在實驗結束后，應根據原始記錄和實驗時的體會，寫出實驗報告。實驗報告內容主要有:實驗名稱、目的、器材、原理、方法和步驟、實驗數據、數據計算和處理、實驗結論及誤差分析等。這是一個很重要的技能，對實驗報告的寫法、格式要嚴格要求，書寫時，要求層次清楚，語言流暢，文字精練、正確，圖文并茂，要總結出實驗成功的經驗或實驗失敗的原因，使學生將來進行科學實驗時能寫出自己的實踐成果，并讓別人看懂。
摘要: 在學生進行實驗的過程中，教師不要面面俱到、細致入微，讓學生“照葫蘆畫瓢”，要敢于放手學生，讓學生大膽動手，既要放得開，又要收得攏。教師要不時地在教室巡察，如發現某個問題具有共同性，則立刻在全班作必要的提示或演示；也可把帶有共同性問題的某個同學的實驗作品用多媒體投影在大屏幕上，讓同學們一塊來分析其中存在的問題更直觀明了且有說服力。
關鍵詞：物理 實驗 教學 質量
物理實驗課是學生非常歡迎上的課程之一，因我校新建的實驗室寬敞又漂亮,新購置的儀器精美又有趣,且環境優美,有的學生到實驗室后東瞧瞧,西望望，對所有一切都充滿新鮮感和好奇心，注意力不能一下集中到課堂中來；有的學生看見新奇的儀器擺在面前,忍不住伸手就摸，至于教師講什么、做什么、怎么做,全都成了耳旁風；有的學生則認為“實驗課，好玩又輕松”，把實驗課當成放松課、休息課,當老師讓動手操作時，就舉棋不定,對實驗目的、內容、操作步驟模糊不清，形成不知所措或盲目實驗,有的則干脆跟著旁邊同學的照葫蘆畫瓢,再如，教師若沒有在課前精心準備,做到既備知識點、備學生、備實驗器材,且又要考慮實驗環境、實驗器材等條件的影響,則往往會顧此失彼，被既要考慮當堂完成實驗內容,又要把握課堂紀律的忙亂狀態中。實驗教學是物理教學的重要組成部分,是培養學生綜合能力的重要手段,為落實新課改目標，提高實驗教學質量和效率，提高實驗器材的利用率,結合自己的實際工作，總結了搞好實驗教學，提高實驗教學水平的一些方法和認識。
一、充分的課前準備工作基礎上
首先要求教師做好實驗前的預試,即把要做的實驗從頭到尾做一遍,從儀器使用到注意事項到確保實驗成功的各種技巧,做到胸有成竹，為實驗課的講解和輔導做好準備。因為實驗中的一些細節的問題和技巧，只有通過教師親自實驗才能體會和掌握。如研究平拋物體的運動這個實驗,按照儀器說明進行實驗時,平拋球在豎直白紙上的痕跡幾乎看不見,我經過多次實驗和研究，改為：將白紙和復寫紙放入接球槽內,把槽內平拋球的痕點通過平衡移到豎直白紙上,這樣一來，就解決了痕跡還清的問題；又如一些電學實驗，是用0.6A接線柱還是用3A接線柱要準確無誤；電壓表是用3V還是用15V也要把握肯定，不能當學生在課堂上詢問時模棱兩可、含糊其辭；還有在《驗證動量守恒定律》這個實驗中怎樣把被碰小球放得又快又準；其次要有充足的儀器數量準備，并將備用儀器放置有序以備急需,在實驗過程中一旦儀器出現問題可隨時更換，另外，也要求實驗教師有較強的動手能力，熟悉各種儀器和原理及性能，能隨時修理儀器出現和問題。然后按實驗室的設備情況將全班學生合理分組，我校分成二人一組，這樣保證人人都有動手操作的機會，防止造成某些同學以我沒有儀器為借口而袖手旁觀。 既滿足了學生的需求，又總會有2――3組儀器備用，由于儀器運用得當，為實驗課提供了有力的保障,大大提高了教學質量和效率，節約了寶貴的時間,實驗開出率總是能保證100%。
二、既要放手讓學生做，又要加強課堂指導
由于實驗教室大,環境新, 學生精神容易渙散,要求老師設計好課堂導入,吸引學生的注意力，精心設計富有啟發性的問題，實驗課開始時要求學生檢查實驗用品是否齊全，再允許學生動手實驗。在學生進行實驗的過程中，教師不要面面俱到、細致入微，讓學生“照葫蘆畫瓢”，要敢于放手學生，讓學生大膽動手，既要放得開，又要收得攏。教師要不時地在教室巡察，如發現某個問題具有共同性，則立刻在全班作必要的提示或演示；也可把帶有共同性問題的某個同學的實驗作品用多媒體投影在大屏幕上，讓同學們一塊來分析其中存在的問題更直觀明了且有說服力；教師在巡視的過程中，一般應著重從下面幾個方面巡視指導：指導學生嚴格遵守實驗操作規程：如《在研究勻變速直線運動》這個實驗里，是先通電源還是先開打點計時器的開關；在《用單擺測定重力加速度》這個實驗里，從擺球通過平衡位置開始計時好還是從擺球到達最大振幅開始計時好；能正確、熟練按操作規程使用的物理儀器；認真讀數、記數、整理數據，對實驗結果做出總結；；能寫出規范的實驗報告。例：《把電流表改裝成電壓表》《用伏安法測小燈泡的伏安特性曲線》等電學部分的實驗，強調電路解讀和正確連結，包含著各種儀表的使用及正確計數、電路的聯接、不能帶電操作等。如教師發現問題要及時指正并要求學生重做。
三、認真填寫實驗報告
實驗報告是對實驗的總結，也是對實驗課質量高低的檢驗。書寫實驗報告的過程也是總結歸納提高的過程。因此。要求學生不僅做實驗要認真仔細，課后還必須根據實驗記錄認真寫好實驗報告，例如：數據記錄正確與否，表格設計是否合理，圖線描繪是否規范，觀察是否仔細敏銳，結論是否正確，鞏固所學知識點，此外，還可在實驗效果方面；哪些實驗做得好，哪些實驗做得不好；實驗操作技能方面，哪些操作有誤差。哪組同學做得好，哪組同學做得有缺陷；每次實驗都應結合具體情況，予以表揚和批評，使學生取得經驗教訓，明確努力方向。如有的實驗做失敗了，教師和學生共同找出原因，排除故障，從這一過程中，學生也會學到很多東西。
分析及對策：
分析該問題產生的原因：一是教師對學生認識的偏差。其實學生有很強的能動性，應該相信學生有主動探索的動力和能力，對自然世界有很強的好奇心，也愿意自己動手動腦做些什么，來獲取知識。二是學生有愿望，但缺乏足夠的準備。對到實驗室做實驗，要做些什么，認識上還不到位。
對策：敢于放手，對學生在實驗中出現的問題，要正確看待，一分為二的分析，要相信學生態度是好的，只是準備的不充分。其次，教師要在課堂上充分重視實驗，使學生認識到實驗的重要性。上課時演示實驗必須做，創造條件做一些小實驗，是學生對物理知識有真實的感性認識。再者，強調到實驗室的準備工作，每次實驗學生必須對實驗的每一環都做到心中有數，可以讓學生自己對比準備好和準備不好的差別，以及成功的實驗對物理學習的意義。
具體操作：
一個較理想的實驗過程，必須由三個階段組成。實驗前充分準備，實驗時有充裕的時間進行思考和操作，實驗后有認真的分析總結。那種實驗前缺乏（甚至沒有）準備、實驗時倉倉促促、實驗后不再總結、思考的實驗課，實際上不但達不到實驗目的，反而起到挫傷學生學習積極性的作用，因為從這樣的實驗課是得不到收獲。
首先，教師說明實驗的重要性和學生到實驗室要準備的事項。即學生分組實驗是學生有目的的去體驗物理現象、理解物理知識來歷的重要場所，應該是物理教學的重要的一環。必須認真鉆研課本，做到對該實驗心中有數，并寫出詳細的實驗計劃（包括該實驗的目的，所需器材，實驗的每一環節，處理數據的辦法，記錄數據的表格）。強調到實驗室的準備工作，每次實驗學生必須對實驗的每一環都做到心中有數。
其次，落實所布置的事宜，實驗時觀察學生實驗的情況。發現存在一些問題：學生依然對實驗重視不夠，準備不足；實驗動手時茫然，心中無數；動手能力差，操作時手忙腳亂；不會記錄數據等。進行有針對性的總結，并提出注意事項和要求。
第三實驗時有幾個問題應該注意：一是必須保證學生有較充裕的實驗操作時間，二是不能對學生限制太多，盡量做到放手讓學生操作。真正動手的時間必須保證45分鐘，否則弄得學生還是倉促應付，草草結果實驗。只有時間夠用了，學生心情才較穩定，才能在實驗中進行周密思考，進行必要的改進和糾正，記錄下較準確的數據，得到較好的實驗結果。第三，不要因為有損壞儀表的可能，就對學生限制過多，弄得學生謹小慎微不敢動手。教師應設法在保證學生人身安全（有的實驗接觸到220V或更高電壓的交流電）和不損毀儀器儀表的前提下，放手讓學生進行實驗操作。只有對不遵守實驗紀律、不認真做實驗的個別學生，當他們損毀實驗器料時才進行嚴肅批評并令其賠償，對大多數認真做實驗的學生，由于不慎而使實驗設備遭到損壞時，一般不做嚴厲的批評也不一定要求賠償。
第四，實驗的總結階段：學生把實驗報告交上以后，教師必須認真審查。結合在實驗課上的現場記錄，將實驗成績優良的實驗報告拿出來示范，指出優點表現在什么地方，對于成績差的，也應具體指出問題的所在。一般說來，實驗后的總結應針對以下三個問題進行：實驗數據的正確記取、正確處理和誤差的正確分析。
最后，測試反饋，了解學生實驗的接受程度。
解決以下問題：
第一，不少學生不能科學地讀取測量數據。結合實驗報告中的數據記錄情況，反復闡明如何正確讀取測量數據。用最小分度值為1厘米的米尺測量時 ，應讀取三位數字，例如讀取65.7cm，而不能讀成66厘米或65.75厘米。用最小分度值為1毫米的米尺測量時，應讀取四位數字。用機械停表測時間，如果表盤的最小分度值為0.1秒，單擺振動30次所用的總時間可寫成例如30.00秒或59.40秒等，相應的周期則可寫成1.00秒或1.98秒等。
第二，不少學生不能設計出簡明的記錄表格，記錄了數據后，不會用科學方法進行處理。教師應結合每次分組實驗對這方面進行分析和講解。實踐證明，對實踐數據的讀取、記錄和處理，必須通過分組實驗反復練習才能掌握。對表格的要求是：1．寫明表的標題或加上必要的說明；2．簡單明確，便于看出有關量之間的關系，便于處理數據；3．交待清楚表中各物理量的單位；4．表中數據要能反映測量結果。
第三，通過對實驗使學生深刻體會物理思想。
每一個實驗都有各自的設計思想，一個成功的實驗，其設計思想總包含著對已有知識的靈活應用與創造性的科學構思。引導學生領會前人的實驗設計思想，體驗科學家所經歷的探索過程，是一條培養學生具有設計實驗能力的有效途徑。例如：卡文迪許測量萬有引力恒量實驗。在介紹這個實驗時，利用卡文迪許扭秤實驗模型，講清實驗的設計思想：由于物體間的引力非常微小，把微小的引力觀察出來，是實驗設計的關鍵。這里卡文迪許把萬有引力轉化為一對力偶是第一次放大；把力偶的作用轉化為石英絲的扭轉形變是第二次放大；把扭轉形變通過光的反射轉化到較大距離的標尺上的讀數（光杠桿的放大作用）是第三次放大。通過三次“轉化”和“放大”的作用，就可以比較準確的觀察測量出微小的引力。這個實驗的設計思路十分巧妙，第三次放大的是利用光杠桿放大方法，這個方法在常在物理實驗競賽出現。通過分析教材中的著名實驗，挖掘出它們的設計思想對于提高學生的實驗設計能力有很大的幫助。
我校大學物理實驗室2008年獲評自治區級物理實驗示范中心，2009年以來，學校先后投入300萬余元，實驗項目總數由最初的16個增加到目前的40個，同時投入近50萬元對已淘汰的實驗儀器進行改造。實驗室每學期承擔著學校約4000名本科生的教學任務。每名學生需修完16個實驗項目(春學期8個+秋學期8個)。針對這樣龐大的教學工作量，如何為學生合理地安排實驗項目?為避免與學生其他課程上課時間沖突，一直以來都采取傳統的手工排課方式。每學期第一周，教師為每名學生手工安排一學期每個實驗的上課時間和地點，并制作成績記錄卡片。近年來，隨著學生數量的增長和可開設實驗項目的增加，手工排課的弊病也不斷暴露:(1)很難針對學生專業背景的不同以及學生的個人興趣安排實驗項目;(2)部分學生周一至周五沒有合適的上課時間，只能將實驗時間延長到周六或周日;(3)教師排課任務繁重;(4)學期末手工計算實驗成績工作量大，且容易出錯。隨著網絡技術的發展，實驗教學的開放式管理已是必然趨勢。2012年開始著手建設物理實驗網絡化教學與管理平臺。經過近二年的努力，大學物理實驗選課和成績管理系統的平臺已基本搭建成功。然而，在運行期間也暴露出了一系列亟待解決的問題:(1)由于學生實現了實驗項目的自主選擇，上課時間的自由選擇，每次上課的學生專業背景互不相同，知識層次參差不齊。由于同班級的學生不在同一時間和同一實驗室上課，不能相互提醒，經常出現遲到、記錯實驗時間和實驗項目的現象。(2)出現扎堆兒選課現象，例如，臨近節假日和期末考試的時間選課的學生較少;少部分選課晚的學生由于可選擇的上課時間較少且與其他課程沖突，不能成功選課，上述種種現象造成實驗室資源的不合理利用。(3)實驗報告單的管理比較混亂，由于部分實驗學生不能在課堂上完成數據處理，課后學生不能及時將紙質報告提交到任課教師處，造成學生實驗成績不及格等現象。(4)學生替做實驗的現象增加。我們對上述問題進行了理性的分析和思考。實驗教學的開放式管理是新型的教學管理模式，豐富了大學物理實驗課的教學內容，實現了多元化教學方式;充分利用網絡資源，擴大學生的知識面，避免了傳統實驗教學的單一性;實現了大學物理實驗課程的開放，為分專業、模塊化教學改革的實施奠定了基礎。但任何客觀事物都應具有兩面性，物理實驗教學的完全開放并不適應我校的校情。因為:(1)我校學生多數畢業于縣級、盟市級高中，且大多來自農村，區內外生源比例接近1∶1，整體生源質量處中等偏下水平。2013年的招錄分數情況顯示，內蒙古本科一批次第一志愿平均錄取分數:488.6;內蒙古本科二批次第一志愿平均錄取分數:442.3。學生的整體層次較一、二線城市的985、211院校低很多，在進入大學后的學習缺乏自主性。(2)由于實驗條件限制，大部分學生對高中物理實驗常用儀器的基本操作僅停留在“看”的階段，且沒有形成好的實驗習慣。(3)盡管現在可開設的實驗項目已逾40個，但由于實驗室擺放儀器面積的限制，每學期可擺放的儀器種類受到一定限制。因此，我校學生并不能適應實驗教學的全開放式管理。鑒于上述考慮，我們提出適合我校校情的大學物理實驗開放教學對策。
2大學物理實驗開放教學對策
2.1合理地選排課
合理的選排課環節是學生能否順利完成實驗項目的前提，我們提出將手工排課和選課系統自主選課結合的辦法去克服目前出現的問題。學期初，教師首先將不同專業的學生分組，盡量保證同一班級的學生在同一時間段上課。接著，要求學生按照分組情況進入網絡選課系統自主選擇實驗項目。這樣的選課方法既統籌安排了實驗的教學過程，又體現了開放教學的自主性，其優點有:(1)學生上課時，可相互提醒，避免了因記錯上課時間而延誤實驗;(2)可指派班長或學習委員核查學生身份信息，有效遏制了學生替做實驗現象;(3)實現了學生根據自己的專業特色和學習興趣自主選擇實驗項目的教學目標;(4)選課系統已包括了成績管理的功能，學期末可直接導出學生的實驗平均成績，克服了手工計算實驗成績的冗繁過程。
2.2物理仿真實驗與考試系統
我校地處國家中西部，盡管隨著地區經濟和學校的發展，實驗條件已有很大改善、實驗項目亦在陸續增加，但與清華、北京大學等一流院校相比較，可供學生操作的實驗項目畢竟有限。仿真實驗是擴展課堂教學內容、拓展學生學習興趣、培養學生創新能力的有效教學手段。我校已于去年購買了中科大奧銳科技有限公司的大學物理仿真實驗系統和考試系統，該系統具有界面友好、實驗指導信息豐富，靈活選擇實驗儀器，實驗針對性強等優點。目前包含30個實驗項目:用單擺法測量重力加速度、交流諧振電路及介電常數的測量、熱敏電阻溫度特性研究實驗、用凱特擺測重力加速度、不良導體熱導率的測量、半導體溫度計的設計、雙臂電橋測低電阻實驗、動態磁滯回線的測量、溫度傳感器溫度特性測試與研究、示波器實驗、分光計實驗、設計萬用表實驗、聲速的測量、三線擺法測剛體的轉動慣量、測量銻化銦片的磁阻特性、偏振光的觀察與研究、干涉法測微小量(牛頓環和尖劈)、橢偏儀測折射率和薄膜厚度、邁克耳孫干涉儀、檢流計的特性研究、塞曼效應實驗、密立根油滴實驗、直流電橋測量電阻(自組式和箱式)、拉曼光譜實驗、光電效應和普朗克常量的測定、交流電橋、太陽能電池的特性測量、拉伸法測金屬絲的楊氏模量、霍爾效應實驗、光強調制法測光速?？己耸菍嶒灲虒W中的重要環節，也是教學過程和教學方法的重要組成部分。為此，我們購買了物理實驗考試評判系統。該系統包含了上述仿真實驗項目和試題庫，命題教師也可根據自己的教學情況自主命題。具體教學過程中，我們鼓勵學有余力的學生在修完必做實驗項目后，有選擇地完成仿真實驗。學期末，將根據仿真實驗的完成情況和考試成績，給予加分鼓勵。針對重修的學生，可要求其完成仿真實驗并進入考試系統進行測試。仿真實驗和考試系統的引入極大地豐富了大學物理實驗的教學內容教學的靈活性。
2.3實驗報告的評閱
我校大學物理實驗室對所有的學生實驗報告仍采取手工評閱方式。這種評閱方式造成報告評閱后不能及時、甚至無法返回到學生手中，以便學生查證自己實驗過程中存在的問題;同時也耗費了教師大量的精力。我們正在嘗試學生的部分實驗報告采用網絡自動評閱的方式進行，學生既可以及時查看自己的實驗成績，也可以發現自己實驗過程和結果中存在的問題。目前，已購買了中科大奧銳科技有限公司的實驗報告自動評閱系統，但實驗項目與我們開設的項目并不完全吻合，需進一步合作完善。
2.4開設實驗選修課和創新性實驗
為進一步實現大學物理實驗教學的開放，可以在每學期開設大學物理實驗選修課和創新性實驗。實驗選修課的儀器臺套數可以少一些，但實驗項目數要盡量多，有助于開拓有興趣學學物理實驗學生的學術視野、加強動手能力、形成良好的科研素養。創新性實驗主要基于現有廢舊儀器，鼓勵學生去改造發掘新功能，充分調動學生學習物理實驗的主觀能動性、培養學生的創新能力。
3結束語
[關鍵詞] 開放實驗室 自主實驗 作用
物理學是一門實驗科學，實驗是物理研究的基本方法和重要手段，物理學的每一步發展都經歷了由實踐提出假設再到實踐中檢驗假設的過程。在物理教學中，實驗也具有無可替代的作用，無論是現象的認識、概念的理解，還是模型的建立、規律的探究都離不開實驗的支持。當前正值新一輪課程改革的初期，新課標即將全面實施，唐山一中挖掘實驗室的潛力，實行全天候開放實驗室，開展學生自主實驗，進行實驗教學的改革，強化實驗在教學中的作用。
一、開放物理實驗室的目的
簡單的說開放實驗室就是為了充分開發實驗室的潛力，強化實驗在教學中的作用。開放實驗室，開展學生自主實驗符合理論聯系實際的原則，因材施教的原則、生本位的原則，同時開放實驗室也是研究型學習、探究型學習、合作學習的需要。給學生提供必要的條件，安排充足的時間，讓他們根據自己的構象，獨立的設計并完成實驗，對激發求知欲，培養良好的學習品質和研究習慣，對研究方法的掌握和動手能力的培養都有積極的作用。
二、學生自主實驗的課題來源
學生自主實驗從概念上獨立于“教師演示實驗”和“學生分組實驗”，它一般不是教材內容規定的，而是學生根據自己的主觀興趣，研究需要獨立設計的，其關鍵詞是“自主”。學生自主實驗的課題主要來源于以下方面：
1．演示實驗。在課上沒有觀察清楚，或有一些相關的想法，到實驗室親自操作，探究。
2．繼續完成學生分組實驗?；蛘咴谡n上沒有完成實驗，或者進行拓展和延伸實驗。
3．完成教材中的一些課外小實驗。
4．學生依據課本有關知識，結合生產生活實際，引發思考，獨立設計的實驗。
5．配合研究性學習進行實驗，如小發明，小制作等。
上邊的1、2、3三項雖然是課本實驗的繼續，但絕不是簡單的重復，而是有效的延伸，學生往往是帶著課堂上發現的問題開始實驗的，實驗的目的性很強，其實驗的成果也是豐富的。在完成了“用單擺測重力加速度”的實驗后，同學們又相繼設計完成了“自由落體法”、“滴水法”、“重力法”的測量，在做了“用伏特表和安培表測電池的電動勢和內電阻”的實驗后，通過習題課教學，同學們發現以“閉合電路歐姆定律”為依據，還可以利用電阻箱和安培表，電阻箱和伏特表完成測量，于是有許多同學到實驗室就這些方法進行了實際操作，并將這些方法的誤差進行了對比分析。
學生獨立設計的實驗課題有的源于對課堂教學內容的思考，比如在學習了“多普勒效應”之后，同學們動手制作了多種演示多普勒效應的裝置；有的源于在日常生活中提出的疑問，如“測水的電阻率”、“測水的粘滯系數”等；有的則直接以解決實際問題為目的，最終導致小發明小創作。近三年來通過開展自主實驗，我校同學取得的專利就有“司機瞌睡警報器”、“搜救機器人”、“一種游標器”等五項。
三、開放實驗室的實施策略
完成一個自主實驗一般需要經過以下步驟：
1．在學習或生活中積累素材，提出實驗課題。
2．設計實驗方案，并提交“自主實驗申請表”?！白灾鲗嶒炆暾埍怼庇蓪嶒炇医y一印發，內容包括實驗人班級、姓名，實驗名稱、目的，實驗儀器及簡要實驗方案，時間約定，指導教師審批意見，實驗室審批意見等。
3．審批和準備。審批由課任教師和實驗室分別進行，不具備可行性的可指導學生對實驗方案進行修正和完善，具有可行性的則應根據學生的要求及時安排實驗，需要較長準備時間的，則應當面和學生約定實驗時間。
4．實施實驗。實驗室的開放原則上是全天候的，但實踐中最有效的時間是每天的第七八節課外活動時間和周六周日的時間。學生完成一個實驗的時間不盡相同，簡單易行的一般一課時就可以完成，比較復雜的探究式實驗、小創作小發明等則實驗周期較長，有的要持續幾周甚至更長的時間。
5．完成實驗報告或撰寫小論文。
此外，在實踐中，我們還做了這些有益的工作：
設立自主實驗展室。展示教學中沒有直接涉及的有價值的實驗儀器和物理學史上的典型實驗，開拓學生視野，使學生對實驗室能夠進行的實驗做到心中有數，并在實驗方法，實驗技巧等方面得到一些啟迪；展示以往自主實驗優秀的成果，包括實驗設計及裝置、相關的獎勵證書、專利證書等，以激發學生進行實驗研究的興趣。
編寫學生自主實驗講義。為了達到拋磚引玉的目的，學校組織編寫了“學生自主實驗講義”，講義介紹了中學實驗的常用儀器，并收集了同學們在以往的自主實驗中完成的典型的實驗設計40余項，這些實驗大部分在自主實驗室均有實物展示。
建立科學的評價標準和考核體系。與研究性學習和頭腦奧林匹克等活動相結合，學校在每學期末組織學生進行成果交流，交流的范圍由班到年級，最后選出最優秀的成果在全校交流，在交流的過程中評定獎勵級別，并推薦精品參加市、省乃至國家級的比賽。
四、開放實驗室應堅持的原則
安全第一的原則。教師和實驗員盡量不介入學生的實驗過程，但必須保證對實驗過程的有效監控，在學生實驗的同時，必須保證有老師在場值班，同時通過“自主實驗申請表”嚴格把關，要求學生在不熟悉實驗儀器的情況下不盲目進行實驗，在注意合理使用儀器的同時，尤其要保證學生的人身安全，不主張學生進行威脅安全的實驗。
過程和結果并重的原則。每一個實驗都要求學生寫出“自主實驗申請表”和“實驗報告”，以保證實驗人在過程中從研究方法、實驗能力、學習品質等方面得到提高。讓學生在實驗中體驗成功的樂趣，形成通過實驗探索求知的習慣，不走過場。我們希望學生在實驗中有所發現，最大限度的落實實驗設計中的構想，試想實驗中如果總是達不到目的，學生必失去興趣。實驗員要將每個實驗登入“自主實驗登記表”，記錄實驗的完成情況，并將“自主實驗申請表”收集備案，以利以后實驗的開展。
關鍵詞：新課程；物理；課堂教學
中圖分類號：G633.7
文獻標識碼：A
文章編號：1003-6148(2008)1(S)-0016-3
在當前推進素質教育的形勢下，單一、被動、陳舊的學習方式，已經成為影響素質教育在課堂教學中推進的一大障礙。試想，如果一個在學校中度過9年或12年學習生活的孩子，整天處于被動地應付、機械地訓練、死記硬背、簡單重復之中，對于所學的內容總是生吞活剝、一知半解、似懂非懂，那么，我們怎么能夠想象和指望他成為一個高素質的人呢？如何能夠使其具有創新精神和創造能力，成為人類美好家園的建設者和幸福生活的創造者？
傳統的教學方式把學生的學習建立在人的客體性、受動性、依賴性的一面上，從而導致人的主體性、能動性、獨立性的不斷銷蝕。因此，轉變學生的學習方式，在課堂教學中，提倡以弘揚人的主體性、能動性、獨立性為宗旨的自主學習，具有特別重要的意義。
1 確保學生的主體地位
成長無法替代，發展必須主動。素質的形成是一個持續不斷的內化過程，內化的不可替代性，決定了教育活動必須充分發揮學生的主體性。
教學過程中，學生的主體地位是指學生是教學活動的中心，教師、教材、教學設施和一切教學手段都應為學生的“學”而服務。
首先，學生是學習承擔者，是保障自己的主體地位的決定者，一個會學習的學生，能善于把自己置于主體地位、主動地學習。然而，現實中，由于“以教師為中心”的傳統觀念的影響，學生普遍形成一種依賴教師、迷信課本的心理，根本不懂主動學習的真正含義。他們簡單地認為，主動學習一是上課要“認真”地聽講，“勤奮”地一字不漏地作筆記，反反復復地背?？墒牵坏┟媾R問題，就束手無策，望著教師和課本，企圖找到現成的答案。從外表看，學生聽得專心，記得認真，背得仔細，忙得不亦樂乎，似乎在主動學習，但實際上，學生的大腦處于“休眠”狀態，只是被動地被老師牽著鼻子轉。因而，學生應該轉變思想觀念，自我激勵學習動機，自我調動學習的主動性。
第二，教師要時刻記住學生是課堂教學的中心，“頭腦不是一個被填滿的窗口，而是需被點燃的火把”，教師的責任就是點燃火把，讓它燃燒。“學生應該是能發光的燈，而不是存儲燃料的瓶”。教師不應該做學生思維的保姆，而要讓知識成為學生自己思考的果實。一進實驗室，首先映入眼中的是黑板上教師事先工工整整地寫好的實驗報告：實驗目的、實驗器材、實驗原理、實驗步驟、實驗表格、電路圖、注意事項等等，一應俱全。開始上課了，教師手執“教鞭”，一項項地講解黑板上的內容，而且左強調，右囑托，注意這個，注意那個，接著教師又認真仔細地把實驗親自操作了一遍，并叮嚀學生一定要認真看好，最后，教師將實驗數據填入了實驗表格，還告訴學生如何計算出功率……臺下的學生多數屏息靜氣，瞪大眼睛看，豎起耳朵聽，生怕漏掉什么細節，努力記下每一個環節，也有個別同學心急地摸索器材，恨不得馬上就親手去做，最后教師確認“萬無一失”之后，才命令學生開始實驗。當時距離下課剩十多分鐘了，于是一切能充分挖掘學生的內在潛能培養創新精神、實踐能力的實驗課，就這樣被老師奪走了學生的自力，成了以老師為中心的模仿課。
古人云，“授人以魚”莫如“授之以漁”。教師是學生成長的引導者，學生發展的領路人，而學生本人才是成長的主要、發展的主體。因此，教師應確立學生的主體地位，課堂教學關鍵是要培養自覺意識，主動參與，積極活動。
2 要善于激發學生的學習興趣
“授業無趣，必不樂學”，教育理論和實踐都告訴我們，興趣是最好的老師，只有學生對所學的知識產生濃厚的興趣，并進而養成良好的愛學習、善思考的習慣后，學生才能知難而進、鍥而不舍、積極主動地學習。
2.1 優化課堂導語設計――引人入勝
導語是課堂教學的序曲，如果序曲演奏得成功，就會妙趣橫生，先聲奪人，就能提高學生的學習興趣，啟迪思維，激發求知欲，使學生投入旺盛的精力。積極主動地開動腦筋去思索、去探求。例如：講故事，激興趣，自然引入；發奇想，出意思，引課奇異；創意境，巧妙引入；設陷阱，巧誘導，以錯悟理；看插圖，做實驗，直觀引入……
2.2 抓住實驗教學――培養學生主動研究的探索精神
知識來源于實踐，特別是來源于科學實驗的實踐。物理規律的發現和物理理論的建立，都必須以嚴格的物理實驗為基礎，并受到實驗的檢驗。
(1)盡力為學生提供親自動手實驗的機會，鼓勵學生明確實驗目的，弄懂實驗原理，了解儀器性能，搞清實驗步驟，遵守操作規程，認真觀察現象，仔細記錄數據，分析處理數據，得出實驗結論，并注意捕捉實驗的異?，F象。例如：在做凸透鏡成實像實驗時，學生觀察到在透鏡異側成實像外，從中看到蠟燭的像。通過探究解釋鏡中的像是蠟燭通過面鏡成像，使學生獲得意外的收獲。再如，“用單擺測重力加速度”實驗：學生自認為測g、l較準確，但實驗測出的g值卻偏大，針對這一實驗問題，檢查學生測g的方法及數據確定正確無誤，測T的記數和記時也正確，發現問題出在沒有保證單擺在一個豎直平面內轉動，而成了一個圓錐擺。它小于同樣擺長的單擺的振動周期，因它代入單擺振動周期公式求得g值偏大。這樣既解釋了實驗的誤差來源，又得出了圓錐擺的周期公式。使學生從意外收獲中，激發主動探索的學習熱情。
(2)多設計多演示小實驗。除教材中設計編寫的小實驗，還應指導學生盡力做好“教參”中補充的實驗，或者根據授課內容，自制教具，演示趣味實驗。如：“表演永流星”，“白紙巧現字”，“倒不出的水”，“煮不死的魚”，“燒不爛的手帕”，“奇妙的七色光”等，激發學生的積極性和熱情，讓課堂靜變動，激發學生的參與熱情。
2.3 優化教學手段，培養學習興趣
(1)恰當地應用“比喻”將事物表達得更加生動鮮明，將抽象的概念具體化，復雜的道理淺顯化。從而幫助學生克服認識理解中的困難，啟發學生積極思考，培養其發散思維能力和辯證唯物主義觀點。比如：振動圖像和波動圖像的物理音效，用“獨舞攝下的錄像”和“集體舞拍得的照片”，分別比喻它們，通俗易懂，學生很容易理解它們分別描述的是“一個質點在各個時刻的位移”和“多個質點在同一時刻的位移”。再如“大量氣體分子對器壁的頻繁碰撞，就對器壁產生一個持續的均勻壓力?！边@一結論用“大量雨點接連不斷地打在傘面上，對傘面產生持續的壓力”的形象比喻；對“電磁波的發射，傳播和接收”，用“船運貨物”來形象說明，即發射天線――始發港――高頻電流――船音頻電流――貨物；接收天線――終點港；調制――裝貨；傳播――運輸；檢波――卸貨。再如，凸透鏡成實像時，像的大小隨物距與像距的變化規律，比喻成“敵強我弱”、“敵進我退”、“敵退我攻”、“敵衰我勝”。
(2)對教學內容的實際進行“舉例”――活躍課堂教學氣氛，加深學生印象。許多物理概念和規律都是從大量的具體事實中抽象出來的。因此，從有關概念和規律所包含的大量事例中，精選出那些包括主要類型的、具有明顯的新穎、典型的事例來進行教學，必會收到很好調動起學生學習積極性的效果。例如，進行“壓強”概念教學，舉例不局限于用手按圖釘，履帶拉機、滑雪板、火車的鐵軌在枕木上等，還應結合樓房地基的開挖，向學生介紹“壓強”概念，進行“熱力學第二定律”教學，例舉電冰箱，說明熱量不能自發地從低溫物體傳到高溫物體，再比如“功”概念教學，例舉用桶提水事例，說明做功的兩個必要因素。總之舉例既要新穎典型，又要生動有趣。
3 努力培養學生的自學能力
在課堂教學中努力培養學生的自學能力。使學生獨立感知和理解物理教材及有關課外書籍，從中獲取知識和方法，并能應用這些知識和方法處理實際問題。
（1）問題情境，使學生處于“憤悱狀態”，激發學生的自學欲望，從而使學生主動自學物理教材和有關書籍中的相關知識內容和解答方法，比如，在學習“布朗運動”時，問：①什么叫布朗運動？②產生布朗運動的原因是什么？③布朗運動證明了什么結論？④布朗運動與擴散現象有哪些異同？通過層層問題的提出 ，為學生自學過程設立“路標”引導學習。
（2）突出重點引導學生重點性與針對性自學，例如學習“電場強度”概念時，學生很難理解它是電場本身的一種性質。因而設計下列問題：①電場強度是用來表示什么意義的物理量，如何定義的？②在電場中某點，如果不放置任何電荷，該點是否還具有電場強度？③電場中某點場強的大小到底有哪些因素決定？通過這種針對性自學，學生自己解惑排難，既可讓學生享受到克服困難后獲得成功的喜悅，提高自學興趣，又可增強自學信心，使學生學會把握自學的重點和難點。
4 保障課堂教學的寬松、民主氣氛，營造一個輕松、寬容的課堂氣勢
（1）正確看待教學任務，教師決不消極完成途徑。而是從學生實際出發，為了使學生學得更好，改變自己“自覺不自覺地沿襲”，“精心設計”，“滴水不漏”的教學模式。評價自成怕課堂效果應看學生是不是真正學會了“學”，是不是有了真正意義上的“收獲”；看學生是否真正投入到了“樂學”、“會學”、“學會的”的進程中去。
（2）不將固定的目標加在每一個學生頭上，因材施教?！俺圆伙枴钡膶W生可以自己去吃，“不想聽”的學生可以自學，“異口異音”可以通過辯論達成一致。
（3）課堂做到“三結合”。即：啟發與發現的結合、動手與動腦的結合、智力因素與非智力因素的結合。
【關鍵詞】實驗;興趣;考核
物理實驗不僅可以使學生對一些物理現象獲得足夠的感性認識, 留下比較深刻的印象, 還可以揭示物理現象的本質, 有助于他們建立概念和掌握規律。因此，作為高中物理教師，在實施素質教育的過程中, 有必要進一步總結經驗, 尋找差距, 不斷探究物理實驗教學的新模式和新方法, 這對培養學生的實際動手能力, 觀察思考能力, 為技術基礎課和專業課的生產實踐教學打好基礎, 提高學生綜合素質, 加快應用型人才培養步伐有著十分重要的意義。
在物理實驗教學中，教師要圍繞物理課的教學目標以及學生的年齡特征和認知水平進行實驗教學, 以觀察、操作、形象思維和定性討論為基礎, 以形成基本概念, 掌握基本規律和培養基本技能為中心, 并以發展能力和聯系實際為原則, 注意不斷探索新的方式方法, 才能不斷提高物理課的教學質量, 特別是物理實驗課的教學質量, 使素質教育在實踐教學中發揮更新更大的作用。
1. 注重課堂演示實驗 課堂演示實驗是物理課教學的一個重要環節。大綱規定的課堂演示實驗應全部開出。
講解要有演示配合, 演示要為講解服務。要使學生在較短的時間看到清晰的現象, 得出正確的結論, 教師必須在課前做好充分的準備。教師要不怕麻煩、鉆研實驗, 克服困難, 不打折扣地開出實驗, 包括自制一些簡單儀器, 開出部分替化性實驗, 這樣才能保證演示實驗取得明顯效果。
慣性、熱膨脹、橫波與縱波等演示實驗雖然簡單, 但能激發學生興趣, 烘托課堂氣氛, 引導學生思考, 一定要邊講述, 邊實驗。一些儀器不便搬動的實驗, 如觀察陰極射線和洛侖磁力等, 可安排在晚自習組織學生去實驗室觀看, 同樣可以收到良好的效果。
2. 注重分組實驗 由于學生分組實驗是物理實驗教學的主要形式, 所以實驗小組的大小直接影響著實驗的效果。
要讓每個同學都能親自操作, 得到鍛煉, 必須充分發揮現有儀器的作用, 像做《驗證力的平行四邊形法則》、 《伏安法測電阻》等實驗的儀器價廉且數量較多, 可以把已分好的較大的實驗組再一分為二, 變成2一3 人一組, 讓每個學生都有事可做, 人人學有所獲。而《用氣墊導軌測即時速度, 平均速度和加速度》等實驗, 由于實驗儀器價值昂貴, 相對缺乏, 則可采取儀器不動、人員輪換的辦法, 將全班并進式變成分組輪換式實驗, 只要安排好時間, 同樣可以達到讓所有的同學都能動手操作, 觀察現象, 記錄數據, 參與實驗的全部活動的目的。
學生分組實驗要體現以教師為主導, 學生為主體的原則。為取得明顯的效果, 必須由教師提前一周告知學生實驗題目, 指導其預習實驗內容, 熟悉操作步驟, 做好心理準備。進人實驗室后, 要進行個別提問, 抽查實驗預習和準備情況, 并檢查出勤情況。
只有在教師詳細講解了儀器性能, 使用方法, 讀數要領, 具體步驟, 學生明確了實驗目的、原理、方法之后, 他們才能頭腦清晰, 心中有數地投人實驗, 進行操作。
學生實驗要在教師的組織和指揮之下進行。教師既不能包辦代替, 束縛學生手腳, 影響學生主動性的發揮; 也不能不問不管, 放任自流。學生操作時教師的巡行指導十分重要。如發現錯誤的操作, 必須及時給予糾正, 隨時解答疑難問題, 幫助消除儀器故障, 核對審查實驗數據, 以保證學生能在實驗中正確地進行測定, 減少誤差, 防止不應有的事故出現。
3. 注重課外物理興趣小組的培養 興趣小組實驗為適應素質教育的發展, 可以在教學班級組建課外物理興趣小組。一個十人左右的興趣小組, 可以完成教材中的“小實驗” , 開展物理實踐活動, 做些與現代科技緊密相關的社會調查, 進行比較簡單的物理課題研究, 還可對全校所有小組進行物理科普講座, 嘗試創新精神和創新能力的培養。興趣小組中能力較強, 作風踏實的同學, 可以參與簡單儀器的制作, 學生分組實驗的準備工作, 他們熟悉物理實驗, 也就是實驗小組的核心成員。他們可以撰寫科普小論文, 編寫“學習園地” 和簡報, 這對激發學習興趣, 樹立班級良好的學風和班風, 搞好實驗教學十分有益。
4. 注重物理實驗考核 物理實驗考核大綱要求把物理實驗作為單獨的一門課程進行考核, 不合格者要進行補考。
實驗考核以操作考核為主, 每學期末進行一次。
象《用單擺測定蘭州地區的重力加速度》、《感應電動勢方向的研究》等實驗就是很好的實驗操作考核題目, 每個學生用20 分鐘時間獨立實驗、記錄, 通過計算得出結論, 分析誤差寫出報告交老師評分, 對學生是一次很好的考查和鍛煉。
在期中、期末考試的試卷中, 還可按選擇、填空等題型加人約8 % 的實驗內容進行測試, 比如基本物理測量工具游標卡尺、電表等的讀數, 氣墊導軌等重要儀器部件的名稱等。實驗內容的筆試測試可以進一步引起學生對實驗教學的重視。試驗考核應將操作和理論結合起來。
平時實驗報告的成績、實驗出勤記錄都應是期末實驗成績總評的組成部分, 因此也要加強平時的考查和考核。
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。卡文迪許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.
我校金屬材料工程專業作為具有傳統優勢和較強的區域性需求的專業，為首批被教育部批準的國家級特色專業建設點，也是河北省品牌特色專業[3-5]。隨著生源的改變和高素質創新型人才培養目標的提出，該專業的培養目標和培養要求也提升到了更高的層次。根據教育部《關于加強“質量工程”本科特色專業建設的指導性意見》，作為特色專業建設核心的新的人才培養方案對實踐教育環節進行了較大的改革，實行將原來嵌入在各專業課和專業基礎課中的實驗與理論課程分離，重新優化整合，與專業技能培訓相結合，創建新的教學模式。
2 構造專業實驗與技能一體化的教學模式，建立“四級實驗平臺”
為滿足金屬材料工程特色專業的建設和創新型人才培養模式的需求，突出并強化實踐教育環節和學生能力的培養和訓練，迫切需要加強實驗教學的改革與創新。我校將專業實驗與專業技能培訓融為一體，針對金屬材料工程專業多門專業課程，實行“四級實驗平臺”教學改革。
2.1 優化整合，編寫四級實驗指導書
將以往所屬材料科學基礎、鋼的熱處理、材料性能學、工程材料學、表面工程、腐蝕與防護等專業基礎課與專業課程中的實驗進行統一整合，按“專業基礎性”“拓展技能訓練”“材料工藝設計實驗”和“材料性能測試與分析”四級平臺進行實驗設計與技能培訓。其中專業基礎性實驗包括金相顯微試樣的取材與制備，金相顯微鏡的構造、使用與圖像的采集和處理，鐵碳合金平衡狀態下的顯微組織觀察，金屬的塑性變形與再結晶，熱電偶與爐溫儀表的成套性檢定，目的是讓學生掌握材料學科最基本的金相試樣制備、顯微鏡使用及鐵碳合金基本組織等。拓展技能訓練實驗包括化學器皿的使用及鍍液的配置，電鍍、化學鍍設備及鍍層常用檢測設備的使用，電化學試樣的制備，恒電位儀的使用與極化曲線的測試，綜合實驗—合金鍍層的制備及鍍層性能的檢測和耐蝕/耐磨性的評價，目的在于訓練學生熟悉金屬材料表面處理的常用方法、操作以及表面處理設備和檢測設備的使用方法，并在此基礎上進行鍍層工藝設計和性能評價。材料工藝設計實驗包括奧氏體晶粒顯示及晶粒度測定，鋼的淬透性的測定，常用工業用鋼典型熱處理組織的觀察，鑄鐵及有色金屬顯微組織觀察，綜合實驗—熱處理工藝設計及操作，目的在于讓學生熟悉常用鋼典型熱處理后的組織形貌特征及熱處理基本操作和實際密切相關的晶粒度、淬透性測試方法，同時針對所學專業知識進行熱處理工藝設計、操作及組織分析等一系列綜合訓練。材料性能測試與分析實驗包括電子拉伸試驗機的使用及拉伸實驗，材料的硬度實驗，單擺沖擊試驗機的使用及系列沖擊實驗，斷口形貌分析，綜合實驗—金屬材料熱處理工藝及力學性能測試分析，目的在于讓學生了解并熟悉工程材料常用力學性能的實驗方法及所用設備、失效的斷口形貌特征，并在此基礎上通過綜合設計實驗訓練學生合理選材、工藝設計、性能測試與評價等綜合技能。
通過建立專業基礎性、拓展技能訓練、材料工藝設計實驗和材料性能測試與分析四級實驗平臺，編寫實驗指導書，使獨立開設的實驗實現操作技能與能力訓練一體化，突出學生的主觀能動性，培養其實驗技能與獨立分析和設計能力以及科研意識等綜合能力，使學生具備材料科學研究的基本操作技能和研究方法，提升學生的綜合素質。
2.2 集中訓練，加強課程有機聯系
我們將原來分屬于多門課程的分散孤立的實驗進行優化組合，建立四級實驗平臺，其中每級平臺分別有5個實驗，20學時，進行集中訓練，安排在大三全年和大四上半年完成。集中培訓，可以幫助學生將不同課程中學到的理論知識聯系起來，建立起專業課程之間的有機關聯。學生在訓練過程中親自動手，尤其是實驗平臺中綜合性、設計性實驗要求學生根據任務要求，自行設計工藝路線和制備方法，不但強化與鞏固了課堂理論知識，而且促進了多門課程間知識的交叉與融合，培養了學生的創新精神和獨立分析問題、解決問題的能力，激發了學生的科研興趣，受到學生的廣泛好評，為他們以后走上工作崗位以及繼續進行科學研究打下了良好的基礎。
2.3 優勢互補，聯合進行平臺建設
在專業實驗與技能一體化教學模式實施之前，分別由教研組教師與實驗教師承擔教學和實驗任務，使教學和實驗完全脫節[6]。學生在實驗時是怎么操作的，理論課教師一無所知；學生在課堂上學習了哪些知識，實驗教師也不太清楚。而且，隨著科學技術的發展和知識的更新，一些陳舊的方法和技術已經被淘汰，而實驗教師仍在使用，造成教學和實驗的脫節，對學生的素質培養和就業極為不利。
通過整合實驗，使授課教師和實驗教師共同參與到實驗平臺建設中來。專業授課教師大多數是從國內外重點高校畢業的博士生，具有扎實的專業理論基礎和較強的研究能力，對目前本領域研究方向的發展較為熟悉，能夠把本專業的新思想、新動向傳遞給學生。實驗教師學歷雖然不高，但具有豐富的操作經驗，熟悉各種儀器設備的使用方法及實驗的操作步驟。授課教師和實驗教師聯合，優勢互補，相得益彰，有助于教學工作的完成和學生技能水平的提高。
2.4 科學評價，建立統一的考核機制
原來分屬于不同課程的實驗都是單獨操作的，學生的實驗報告上交后由實驗教師評定，但實驗成績不作為評價指標計入學生的總成績。因此，學生做不做實驗，實驗質量優劣都不會影響其最終成績，這對于學生實踐動手能力的鍛煉是非常不利的。
將分屬于不同課程的實驗打亂，重新組合，建立四級實驗平臺，每個平臺中的實驗都由學生自己動手完成，根據學生實驗中的動手能力、團隊合作能力、創新能力等表現以及最后提交的實驗報告分別給 出評定，學生獲得各個平臺的實踐成績。這樣的評價方式，能科學地反映出學生對理論知識的掌握水平，同時在實驗中鍛煉了他們獨立思考、提出問題和解決問題的能力，有助于學生綜合素質的提高。
3結束語
對金屬材料工程專業各課程實驗進行整合，獨立開設專業實驗，打破了課程之間的界限，建立了專業基礎性、拓展技能訓練、材料工藝設計和材料性能測試與分析四級實驗平臺。通過編寫四級實驗指導書，集中訓練；授課教師與實驗教師聯合授課、科學評價等措施，突出了實踐技能和綜合能力的培養與訓練，培養了學生獨立思考、分析解決問題的能力；綜合性、創新性實驗的開設突出了學生的主體地位，體現了個性化教育的培養理念，有助于學生綜合素質的提高。
參考文獻
[1] 葉寧廖,林楠,彭波.理論實驗一體化教學模式在藥理學教學中的實踐與探討[J].職業技術,2011(11):22-23.
[2] 馬松濤,臧志和,劉冬戀.教師理論實驗分離教學利弊分析[J].四川生理科學雜志,2012,34(3):130-132.
[3] 胡建文,馬靜,李強.高校金屬材料工程特色專業建設的探索[J].中國電力教育,2010(16):42-44.
【關鍵詞】設計性 選題 大學物理實驗
大學物理實驗教學，不盡能夠為學生提供學習的感性材料，驗證物理定律而且能夠提供科學的思維方法。同時加深對基本知識的認識程度和培養學生的探索能力。未來人才素質的優劣體現在其創新能力上。隨著大學物理實驗教學改革的發展，除加強基本實驗技能的訓練、擴大新的實驗項目外，還應增加設計性實驗的內容，使大學物理實驗在內容、方法和手段上更加符合培養新型人才和社會發展的要求。在設計性大學物理實驗中，以實驗現象為突破口，有針對性地對大學生進行逆向思維能力的培養和訓練，對發展學生的創造性思維能力是非常有益的。所以本文下面對設計性大學物理實驗課內容和種類，選題、方案確定、選擇儀器與實驗程序、數據處理方法的種類及其選擇以及設計性大學物理實驗的作用進行了探討與闡述。
1．設計性大學物理實驗的內容
1.1 在大學物理基本實驗階段,所做的實驗就是以基本的實驗內容為本。如基本物理量的測量、基本實驗儀器的使用、基本實驗技的訓練以及基本測量方法與誤差分析等。通過這一階段的學習，大學生應當了解物理實驗的基本要求和一些最基本實驗測量原理和方法，學會基本的誤差處理方法,準確地處理據和書寫實驗報告。在完成了基本實驗階段的學習后,就以加大設計性實驗的力度并且改變被動學習為主動學習的目的。
1.2 恰當安排設計性大學物理實驗的內容。設計性實驗要求大學生在教師的指導下,自行設計方案、備儀器、完成實驗。為了能充分發揮大學生的主動性和創造性在開始階段所安排的設計性大學物理實驗內容不能太復雜,應該一些較為簡單的實驗。所用的知識大學生已掌握,或很容易受，所用的儀器基本上是較熟悉的。然后再逐步增強設計性驗的綜合性和科研性,讓學生通過綜合運用物理實驗中所需的各種測量原理和方法,分析和解決一些有一定難度的實際問題,從而提高他們的科學實驗能力和創造力。
2．設計性大學物理實驗的種類及其選題種類與方案
2.1 設計性大學物理實驗可分兩種類型：①確定一個新的大學物理實驗題目、由大學生根據所學的物理知識自擬方案、自選儀器、自己設計組裝線路和設備并完成實驗項目所提出的要求；②給定某種主要儀器設備，由大學生根據已知知識原理，擬定方案、選擇和組裝其他所需的儀器設備、完成某一物理量的測定。再深入一步可以由實驗時提出一些有設計性人物的實驗課題或研究項目。
2.2 設計性物理實驗的選題種類：①以某一物理量為研究課題。這一類實驗便于結合實際，促進大學學生把基礎知識轉化為實踐能力。
②以某一實驗儀器的特性和應用為研究課題。這一類實驗要求學生自己查閱有關資料，對實驗儀器和使用進行比較深入的研究，從而提高綜合能力和解決一些實際問題，為以后使用和研制新儀器起到借鑒和啟發作用。
③以某一測量方法為研究課題。這一類實驗是讓學生根據測量要求，自己選用多種不同測量方法完成測量任務。通過這類實驗，可使學生學習和掌握一些科學實驗和實際應用中經常使用的測量方法，提高他們的實際工作能力。
2.3 設計性大學物理實驗方案。
一個待測對象，可以有若干種與之相關的物理過程來表征。而每一物理過程本身往往就規定了其具體的實驗方法，因此，針對課題所要研究的對象，查閱資料，確立被測量與相關可測量之間關系的各種可能的實驗方法，分析比較各種方法的適用條件，尤其應注意其中可能引入的系統誤差及消除誤差的辦法，所能達到的測量精度和實現可能性，最后確定一個既符合精度要求又最簡便、直觀、經濟的最佳方案。例如，測量重力加速度g可有以下幾種方案：
方案1：只要能精確測定物體的重量和質量，便可以算出g；
方案2：利用自由落體運動公式便可以算出g；
方案3：利用單擺運動公式便可以算出g.
以上三種方案中方案3是最簡單，是因為牽涉的測量量少。
3．設計性大學物理實驗的數據處理方法種類
3.1 列表法列表格沒有統一的格式,可讓學生盡個人能力發揮。它的缺點是：對于一些實驗不便計算出它的不確定度。所以此方法適合于使用在初學者。
3.2 作圖法根據處理數據求出經驗公式，具有簡單方便的特點。作圖法把數據間的函數關系形象直觀化,有利于發現個別不服從規律的數據,通過描點作圖具有取平均的效果,從曲線圖較容易地得出某些實驗結果。它的缺點是：手工繪制圖線時有一定的主觀隨意性,所以此方法適合于使用測量結果要求不高、不要求估算不確定度的實驗或者是利用圖線確定函數關系和省略某些因素影響的實驗。
3.3 逐差法具有簡單方便的特點。但它的缺點是：逐差法處理數據有其局限性,所以此方法適用于自變量等間距變化,與因變量之間的函數關系最好為線性關系時應用。
3.4 用最小二乘法數據處理中，計算公式復雜，數據處理量較大，但結果精確。最小二乘法是以誤差理論為依據,在數據處理方法中,誤差最小、精確性最好；但它的缺點是：數據處理過程中計算繁雜。所以此方法適合于使用在研究性設計性實驗中。
所以應提出對數據處理的要求，恰當的數據處理方法，往往可以彌補實驗之不足。
4.設計性大學物理實驗程序要求
4.1 根據物理思想或模型規定的條件，調整裝置和儀器，使其盡可能接近理論要求的水平。嚴格規定某些條件或范圍，以防止引起額外的誤差甚至導致錯誤。
4.2 明確安排每一實驗步驟，務必使其合理簡捷。對不可逆過程的實驗，要特別注意先后次序合理安排。
4.3 對操作難點，注意事項，不正確使用儀器會造成事故等重要事宜，都要明文寫出。
4.4 檢驗實驗結果做進一步修正。程序步驟確定之后，要反復操作幾遍。發現實驗中存在的問題，應及時予以改進。
5．設計性大學物理實驗意義
5.1 可以培養學生的逆向思維。
設計性大學物理實驗中，大學生設計出多種大學物理實驗方案。這種由實踐到理論、又由理論到實踐的活動過程能使學生牢固地掌握物理理論知識。在實踐的過程中，引導學生運用因果關系的可逆性解決實驗中的問題。從觀察到的結果去尋找原因。這是一種逆向思維。逆向思維能夠很好地發展學生的創造力，有利于促進事物的變化和發展，比順向思維具有更高的思維品質。
5.2 可以培養學生的獨立分析問題，獨立解決問題的能力。
設計性大學物理實驗使大學生把知識轉化為能力，為作畢業設計、寫出科研成果報告和學術論文作初步訓練。設計性大學物理實驗對激勵大學生的創造性和深入探索精神，培養科學實驗能力以及學生的獨立分析問題，獨立解決問題的能力。提高科學實驗素質均有重要作用。
總的來說，設計性實驗不僅使學生認識儀器的本質．消除對儀器的神秘感而且引導大學生多想、多說、多問和多設。同時鼓勵他們放開思維．發展科學性的幻想并且他們自然會回到現實上而發展他們的思考能力。
參考文獻
［1］宋克威.建立設計性物理實驗室為教學改革創新路、大學物理實驗，1994，第7卷，第2期.
［2］ 高允鋒，賁延萍.論在物理實驗中開設綜合性和設計性實驗的必要；長春師范學院學報，2004年12月第23卷第4期.
［3］ 丁慎訓,張孔時主編.物理實驗教程，清華大學出版社,1994.(2).
［4］ 朱鶴年編著.物理實驗研究，清華大學出版社,1994.(7).
一、理論基礎及架構
物理實驗是既是科學家科學研究過程的濃縮和再現,也是學生重演科學發展歷程體驗科學發現過程的重要手段,更是學生科學思維發展的有效途徑。
早在20世紀初美國教育心理學家杜威就提出:“教學法的要素和思維的要素是相同的。這些要素是:
第一,學生要有一個真實的經驗情境——要有一個對活動本身感興趣的連續的活動;
第二,在這個情境內部產生一個真實的問題,作為思維的刺激物;
第三,他占有知識資料,從事必要的觀察,對付這個問題;
第四,他必須有條不紊地展開他所想提出的解決問題的方法;
第五,他要有機會和需要通過應用檢驗他的觀念,使這些觀念意義明確,并且讓他自己發現它們是否有效?！?/p>
評價課堂實驗的探究質量要抓住幾個重要的要素,諸如情境、問題、方法、操作、檢驗等等。這些要素之間是環環相扣的,有趣的情境激發產生有價值的問題,必要的知識儲備引導得出有效的方法,有質量的操作會檢驗自己的觀點的真偽,理性的評估會促進知識、技能、思想、情感的同步提高。
二、評價標準的研制
筆者根據以上理論對物理課堂實驗的探究質量的評價體系的若干維度的構建做了初步的思考:情境的營造和設計;問題的產生和形成;方案的提出和完善;操作的有效性和科學性;數據的記錄和處理;實驗的總結和改進。
1.情境的營造和設計
教育心理學認為,學習應該發生(或被置于)在真實場景。強調通過擬真的問題情境創設有利于學生理解和掌握知識及技能的“實習場”,以避除以往從學校獲得的往往是無法遷移和應用的“呆滯”知識的弊病。
(1)新奇性。通過一些“新”“趣”“奇”“巧”的小故事、小實驗、圖片、視頻等等,達到“意想不到”的效果。例如:在自感現象的實驗中,教師要求學生注意觀察合上電鍵和打開電鍵時小燈泡的亮度變化情況。可以講,這樣的實驗對學生不具有新鮮感,難以激起探究的興趣。筆者是這樣創設情境的:讓幾個學生手牽手與自感線圈并聯再與3~4節1.5V的干電池并聯,當電鍵閉合后再斷開時,學生的手明顯感到被電麻。問題自然生成:為什么小小的幾節電池(遠比36V安全電壓低)會產生如此神奇的威力?小小的實驗向大家呈現了一個令人困惑或意料之外的情境,由此興趣和欲望被激發,探究動力也就被提起。
(2)真實性。實際的教學中,我們有時是把物理實驗搞成了純科學內容的抽象講解或探究,遠離了學生的生活實際,不能激起強烈的情緒和探究欲望。我們要利用課堂實驗注意情境的創設和背景的有效鋪墊,縮短教材和學生之間的距離,從學生感興趣甚至有爭議的內容出發。使學生對教材由“近”感到“真”,由“真”感到“親”,從而可親、可近、可信。
(3)實效性。課堂實驗要起到動機激發并滿足學生需要的水平層次。在彈性碰撞教學中,我們設計用雙線擺,擺球由兩個質量相同的玻璃球制成。先是把右邊的球拉開,另一球靜止于平衡位置。放下球后,兩球相碰,右球靜止,左球彈起,當左球返回碰撞后,右球又彈起,如此反復,動、靜交替多次。此時我們放上一段丁俊暉打球的視頻,丁揮桿用白球打過去,靶球被撞向前后,白球停在那兒……面對這一有趣的情景.課堂氣氛立即活躍起來,學生躍躍欲試,迫不及待地希望通過數學分析來破解其中的秘密。
2.問題的產生和形成
探究源于困惑。美國心理學家斯滕伯格將發現問題的能力作為創造性智力的根本,認為它是成功智力中的關鍵要素。
(1)自主性。問題或任務大多是由教師指定的,但最好是由教師和學生共同選定或學生自主確定。
(2)生成性。在探究學習過程中,新的問題和困惑也會不時出現。問題除了事先預定的外,還有的是在研究過程中即時產生的,因為問題的目標、初始條件或可能的轉換往往是不確定的。
(3)階梯性。實際上是對探究任務的明確,也是對相關任務的分解,問題的難易、主次、先后等等的思考能夠對實施方案的提出有較強的基礎和充足的準備。
(4)有效性。對所有問題的梳理和篩選,真問題、有效問題的形成(剔除無用信息或從中梳理出有效因素)。
在研究《電阻定律》時,教師引導學生根據已經學過的物理知識和生活經驗大膽猜測導體電阻的各種可能相關量,學生的思維過程一定要得到充分的發揮和自由地展示。教師在帶領學生構建民主開放的物理課堂的同時,不輕易放過某個看似荒誕、離奇的想法,對于其中存在的或多或少的漏洞、偏差,教師要不失時機的加以糾正,引導反思與感悟。在這一節課中,我們引導學生把各種猜測加以概括、總結,剔除干擾因素,提煉出真問題(也即有效問題)即:電阻的三個獨立的主要參量(如顏色、密度、硬度、質地等都與材料有關,質量與材料、長度、橫截面積有關……),并由日常的感性認識進一步猜測了R與三者的關系。
3.方案的提出和完善
所謂實驗方案,其實就是通過抓本質屬性和典型特征,體現設計思想、實驗手段和顯示方法,來建立恰當的實驗模型。提出實驗方案并使之完善,是實驗教學中最能培養想象力和探究能力的環節之一。
(1)方案提出過程中的自主性、合作性。實驗教學的最終目的是培養學生自主探究的能力,所以在實驗方案提出的過程中要盡可能地發揮學生自主、合作的意識,而不是包辦代替。
(2)方案的多向性。方案的提出不僅是學生自主提出,更要是多維的、發散的,要引導學生排除思維的單一性和思維定勢的影響,善于找出實驗中需要解決的重點、 難點和所能解決的問題,嘗試各種可能的思維方法和解決的過程。例如,要測定重力加速度的大小,學生們提出了自由落體法、單擺法、圓錐擺法、機械能守恒法、滴水法等等。
(3)方案的優選性。對所有的實驗方案要有全面的認識,引導學生對其優劣進行比較并使之完善。優選的過程其實也是理性思維上升的過程,是對方案的修正和完善的過程。在這一過程中,要考慮是否服從教學目標、教學要求,儀器裝置是否易于搭配或制作。現象是否清晰、明了,尤其是要考慮學生的認知心理的可接受程度、建構水平的同化順應的適應度。
4.操作的有效性和科學性
(1)器材應該能夠滿足多樣化選擇性的需求,而不是由教師事前已經安排好了的菜單式的提供。學生自主學習和小組合作后制定了實驗方案,教師要盡可能提供他們所需要的實驗器材滿足其探究的需求。在器材的選擇中,要引導學生不要一味追求所謂的高檔儀器(那種全自動、傻瓜式的器材只要讀讀數據就行,使學生偏離了基本的實驗技能的訓練,相當有害。)我們可以用生活中的日常用品甚至包括兒童玩具等來做科學實驗,達到簡單、明了、直觀的效果。麥克斯韋也說過,“一項演示實驗使用的材料越簡單,學生就越熟悉,就越想徹底地獲得所驗證的結果,這種實驗的教育價值往往與儀器復雜程度成反比”。在探究牛頓第二定律規律的實驗中,不少老師采用了先進的DIS技術,幾組數據下來,圖線就出來了,學生還摸不著頭腦。如果我們用傳統的小車、紙帶、打點計時器來做,學生就會對實驗步驟、數據處理、圖像分析等作較為深入的思考。
(2)操作步驟的合理性、科學性要求。無論是技巧性實驗還是一般性實驗,操作在很大程度上影響著實驗的結果。實驗操作時實驗實施的過程,每一步都要能說出其道理,了解其作用以及所產生的后果。操作程序的環環相扣、規范和科學,會有助于相關概念、規律自然地得出。
(3)實驗操作步驟的逐步完善中對實驗能力的培養,諸如儀器的性能和作用、器材的裝配和要領、操作的規范和熟練、如何簡化、方便地操作、如何把隱性現象呈現出來等等。
在研究自感的實驗中,我們就是引導學生不斷在實驗的“失敗”(預想結論的得不出)中完善操作和設計,在探究的層次推進中培養實驗的能力。
①引入性實驗:磁鐵插入線圈過程中閉合回路中產生了感應電流(圖1)。
②產生問題:在圖2中,改變線圈中電流也會引起線圈中磁通量變化,是否產生感應電動勢?實驗如何顯示出來?
③初步分析并驗證:在圖3中,分析可知K閉合時,小燈泡應該滯后發光。實驗發現合上開關,燈泡立即發光。(原因是人的眼睛分辨不出來)。
④深度分析并修正:引導學生采取參比、補償的辦法(通過兩個燈泡來比較發光的先后;調節變阻器使兩燈泡亮度相同),設計出圖4,實驗操作結果表明:比延遲發光。
⑤拓展分析并驗證:在圖4中,如果斷開S,燈泡應該延遲熄滅。實驗發現兩燈泡一起立即熄滅。
⑥深度分析并修正:分析可能是回路電阻太大的原因。修正設計為圖5,實驗證明:當S斷開,燈閃爍一下再熄滅。
⑦其實在實驗中還會遇到很多問題(諸如線圈自感系數大小、電阻阻值大小、燈泡大小等相互的關系),我們要把這些問題抑或困惑轉變成探究的課題(而不是直接告訴學生如何做或者結論),從而可以更好地幫助學生理解相關的知識。
(4)小組合作的情況。為使實驗探究有序進行,相關任務的分工要有預案。例如在運用頻閃照相研究“落體運動加速度”中,學生必須完成以下任務:方案設計(直接測量的物理量是什么?如何測量?);器材的安裝和調試(如何達到簡便、精準?);標尺的制作;實際拍攝(如果用數碼相機,如何達到多次曝光在一張底片上?);照片的分析(建立怎樣的數學模型?);實驗報告。尤其在操作中要做好細致的分工,在每一時段誰干什么、達到什么要求都要很明確,這樣才不至于實驗前茫然無緒,實驗時手忙腳亂,實驗后遺三忘四。
5.數據的記錄和處理
(1)數據記錄表格的設計要讓學生自己完成,應該體現實驗設計的思想,要引導關注實驗目標、研究的對象、收集數據的時段、有關現象的特征以及可能相關的物理量等。在記錄實驗數據的同時還要注意把有些非量化的數據(諸如現象)也要記錄下來。
(2)記錄的忠實性、原始性、重復性。數據記錄要及時、完整,注意有效數字和單位的要求。對于看似不合理數據,可以通過實驗來補測,但不要輕易放棄這些數據(要好好分析其原因,有時需要修正實驗步驟,有時也蘊含著新的現象或規律值得探究),切不可修改數據或編造數據以達到所謂的“準確結果”。
(3)數據處理手段科學、合理。要引導學生對實驗數據要進行理性分析,對相關物理量的關系要做出猜想,嘗試建立起相關的模型和關系,并進一步來驗證。一是可以通過計算法來處理,二是可以通過圖像法來處理數據,圖像法處理數據很直觀,也是常用手段,但往往不太為學生所熟知,教師可以做出示范。
6.實驗的總結和改進
(1)實驗目標實現的達成度。對整個實驗進行評估,預期探究的目標的達成度如何?學生的主動性學習如何?不僅僅是看是否得出了“預期的數據和結果”。
(2)亮點和創新。實驗所體現的原理方法、儀器裝置、步驟流程、數據處理等環節有些什么創新和突破,教師如何利用差異性結果引導學生認知,激發學生探究的欲望。
(3)體現的思想和方法。要引導學生反思實驗所體現的物理思想方法都有哪些(比如常用到的控制變量法、參比對照的方法等等),物理思想方法是比知識和技能更為重要的東西,是物理教育的核心。
(4)不足和改進。引導學生從原理、器材、步驟、處理來分析實驗的不足(包括是否給學生留下足夠的時間和空間等),盡可能提出改進的方法和措施。
