关于高中物理新课程实验教学的角色转换
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作者: 贾斌武
物理是以实验为基础的自然科学。通过这几年的高中物理教学和高考命题要求，我深深地感觉到了高中物理教学中实验的重要性，也决定了物理在高考中的成败。因此，物理实验是学生获取知识、进行知识创新的重要手段，是培养学生的科学兴趣、科学态度和提高学生终身学习能力的重要途径。因此，在新课程实施中就不得不重视发挥物理实验在提高学生科学素养及终身学习中应有的作用。
一、由验证实验向探究实验的方向发展
物理实验是进行科学研究的重要方式，科学探究作为课程改革的突破口，将实验教学跟探究学习融合起来，不但让学生获得知识、获得技能，而且使学生学到了获得知识的过程与方法，让学生受到科学方法、科学思维的训练，形成科学精神和科学品德，发展学习的兴趣，这是新课程的显著特征。
［案例］探究加速度与物体质量、物体受力的关系。
（1）提出问题：物体受力后会改变物体的运动状态，如原来静止在桌上的小车，用力推小车，小车就会动起来，说明力是改变物体运动状态的原因。用大一点的力推小车，小车运动状态变化快，用相同的力作用在两辆质量不同的小车上，它们运动状态变化快慢不一样（教师演示）。小车运动状态变化的快慢就是小车运动的加速度，那么物体运动的加速度跟哪些因素有关？
（2）提出假设：学生通过教师的演示，提出：物体运动的加速度与物体的受力有关，与物体本身的质量有关。
（3）实验验证：学生动手做实验。
a.平衡摩擦力，使小车在运动方向上只受一个合外力作用，在垂直运动方向上受力平衡。
b.小车质量m一定的情况下，探究小车的加速度a与合外力F的关系。
c.小力受合外力F一定的情况下，探究小车的加速度a与小车的质量m的关系。
（4）得出结论：学生通过a-F图像得到在小车质量m一定的情况下，小车的加速度a与所受合外力F成正比关系。通过a-1/m图像，得到在小车所受合力F一定的情况下，小车的加速度a与其质量m成反比关系。
二、由“照方抓药”向实验设计方向发展
实验设计是对学生实验基础知识和实验技能的综合体现。只有对实验目的、原理、器材的选择与操作、数据的记录、处理和得出实验结论等诸方面掌握得好，才能顺利完成设计性实验。由于设计性实验题有利于开发学生智力，有利于激励学生的发散思维，能有效地培养学生的创造性思维能力。教材在原来的测定性实验、验证实验基础上增加了设计性实验，这是新课程的另一特征。
［案例］要求学生用自由下落的重物和打点计时器验证机械能守恒（忽略空气阻力，重物下落过程中只有重力做功）。
（1）讨论：①你是怎样理解机械能守恒定律的条件“只有重力做功”的？②当物体沿光滑斜面下滑时，它的机械能守恒吗？③弹簧下挂着的砝码上下振动，砝码在运动过程中机械能守恒吗？
（2）提示：纸带上两点之间的距离等于重物下落的高度。选定几个记数点，测出它们之间距离和重物在各点的速度。
（3）学生设计实验方案并做实验。
三、由纯学科内容向贴近学生生活的方向发展
新课程倡导从学生和社会发展的需要出发，发挥学科自身优势，通过物理实验拉近学生的生活与物理的距离，让学生体验到知识的实用性和价值性。在实验教材的实验中，像“通过实验，认识超重和失重现象”“制作水火箭”等实验，使学生真切感受到物理就在我们身边，物理与我们的生活与社会发展密切相关。同时，新课程注意引导学生关心自己身边的事物，观察和探究身边的常见现象，从中发现问题、解释问题，不断增强学生对生活中物理问题的好奇心和探究欲望。
例如，在比较灯“220V 60W”与“220V 100W”哪只亮时，学生往往不假思索地认为“220V 100W”的灯较亮。但通过探究，学生对两只灯进行串联及并联的两种不同连接方式的实验后，很快发现自己的猜测是不正确的，这样就培养了学生具体问题具体分析的思维习惯，从而激发学生进一步探索的动力，提高学生思维的深刻性。同时引导学生注重生活现象与物理知识的联系，提高学生对物理知识的理解。
四、由静止对照向互动交流方向发展
过去的教材中对实验现象和实验结论都给出了答案，在教学中无论是演示实验还是学生实验，完成实验后学生都会对照教材的标准答案，并将教材的答案背下来，甚至可以不做实验。实验教材在实验设计上将现象、分析、结论等环节的内容由学生自己来完成。这样在学生完成探究实验后，学生将观察到的现象、分析的思路，以及得到的结论进行相互交流、展开讨论，对出现错误和偏差的实验进行分析和总结，找出失败的原因，然后得出正确结论。培养了学生在合作交流中获得物理知识和方法的能力，有利于学生对物理规律的掌握。
［案例］牛顿第三定律。
（1）提出问题：力是物体对物体的作用，力的作用是相互的，那么物体间相互作用力的大小和方向存在怎样的关系？
（2）提出假设：相互作用力大小是否相等？方向会不会相反？
（3）实验验证：学生实验操作，将两把相同的弹簧秤的挂钩相互钩住，在水平方向上沿相反的方向用力对拉，观察实验现象，记录实验结果。
（4）得出结论：学生先交流各组实验结论，后讨论是否具有共性，最终得到结论：物体间相互作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，并且分别作用在两个物体上，这就是牛顿第三定律的内容。
总之，在新课改的浪潮中，我们要不断改进实验教学，培养学生的创新精神、科学的思维能力和终身学习的能力，使学生成为学习的真正主人。我们一定要做好新课程下的实验转型性教学，打破传统教育原有的单一、教条的教学模式，构建以人为本、百花齐放的新型教学体系。
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