物理学科学生分组实验的教学策略研究.doc

物理论文之学生分组实验的教学策略研究 　　学生分组物理实验，是指老师依照课程标准，有计划地设计实验内容、系统地训练学生的实验技能和适应的教学方式分组实验中，学生在老师的指导下，独立完成实验操作，处理实验数据，得出实验结论学生分组实验是培养学生实验才能和科学态度的主要途径，也是开展学生制造思维和进展科研启蒙教育的重要途径　　学生分组实验的目的如下：　　（1）理解根本实验仪器的构造、原理，学会根本仪器的使用；　　（2）探究和验证物理规律；　　（3）培养学生独立实验的才能　　按实验内容不同，学生的分组实验能够分为：　　测定性实验：以测定物理量值和常数值为主要目的的实验如测量玻璃的折射率等　　训练性实验：以掌握仪器的功能和使用方法，提高操作技能为主要目的的实验如伏-安法测电阻等　　验证性实验：以验证已学过的物理规律为主要目的的实验如牛顿第二定律的验证等　　在分组实验中，学生既是实验的主体，又是观察的主体多人一组进展实验，会出现许多情况，需要老师进展各方面的预备和指导关于学生分组实验，教学的根本要求如下：　　（1）实验要确保平安性，无人身危险，操作不宜过繁要尽量减少和操纵干扰要素仪器要比拟结实设计实验时应留意让根本仪器在不同实验中重复出现，增加学生的练习时机。

　　（2）要求学生在实验前明确实验目的、原理及现象发生的大概情况，实验完毕后，要求写出实验报告　　（3）引导学生理解观察内容的真实性，鼓舞学生发觉和分析意外现象及异常情况所发生的缘故　　（4）注重引导学生从观察的直截了当兴趣转入操作兴趣，进而通过研究实验和分析实验体会物理本身的规律　　一、以老师设计为主的探究性实验策略　　以老师设计为主的探究性实验指的是：在实验教学中，为了引导学生探究、发觉物理规律，获取新的物理知识，由老师提出或在老师引导下由学生提出咨询题，设定好实验方案，让学生本人动手，通过一系列的观察测量活动去探究研究，从而归纳总结，得出结论简要地说，是“老师和学生共同提出咨询题、设计方案，学生操作，观察探究，共同分析”在这类实验中，学生在实验之前并不明白会有怎么样的结论，而是在老师的引导下，通过亲身动手、考虑、总结，发觉规律　　探究性实验一般可分为三个阶段，即预备阶段、实验阶段和总结阶段　　1.预备阶段　　探究性学生实验要冒一定的风险，实验有可能失败，得不出应得的规律，不利于教学工作顺利进展因而，实验的预备工作特别关键预备实验时应当考虑到各种可能出现的情况和妨碍实验的要素　　首先要选题适宜。

并不是所有的实验都能够作为探究性实验所选的应是那些操作方便、涉及理论易明白、实验误差小的实验其次是设计实验的程序实验程序尽可能简单一些，只要能让学生由此得出规律来就行了，不必面面俱到设计实验程序时，老师必须与学生一起一边设计，一边亲身动手实验，不断从中发觉咨询题，逐步改良最后是实验的预备老师要对实验器材认真检查、选择，为学生顺利进展探究做好预备　　2.实验阶段　　进展教学时，老师先依照教学内容和目的、要求，启发学生提出咨询题，进展猜测和假设，使学生明确所要探究的内容；接着老师引导学生考虑处理该咨询题将要采纳的实验方法和手段，必要时做一些示范，或强调一些考前须知；然后学生在老师的指导下，本人动手做实验，观察实验现象并记录实验数据，同时在头脑中对掌握的感性材料做初步的分析、处理　　3.归纳阶段　　进展探究式实验的目的确实是为了获取新的知识但由于学生的思维才能还比拟有限，归纳和总结都可能比拟片面因而做完实验后，最好是在老师的引导下让学生对实验现象或数据进展考虑分析，进展归纳和总结，得出相应的物理规律，使学生完成从感性认识到理性认识的飞跃　　例如，探究决定平行板电容器电容的要素的实验，就能够按以下步骤进展。

　　在老师引导启发下提出咨询题：平行板电容器的电容与哪些要素有关　　猜测与假设：电容器的电容只与其本身构造有关因而平行板电容器的电容可能与其板的面积，有无介质，两板的间距有关学生可能会提出多种猜测，老师要留意与学生一起分析，排除无关的猜测　　让学生设计实验：依照 ，保持电容器所带电荷不变，分别改变平行板电容器的相对面积，两板间距等，用静电计测量其板间电势差的变化　　搜集证据：保持正对面积S不变，改变两板间间隔d，如图1所示结果是：电容器两极板间的电势差随两板间间隔减小而 ，随两板间间隔增而 　　图1　　图2　　图3　　保持两极板间的间隔d不变，改变两极板的正对面积S，如图2结果是：电容器两极板间的电势差随正对面积减少而 ，随正对面积的增大而 　　保持正对面积S和板间间隔d不变，在两极板间插入玻璃板或硬纸板等电介质，见图3结果是：电容器两极板间的电势差在两极板间插入电介质时减小　　分析与结论：通过上面的实验能够得出，平行板电容器正对面积越大，电容越大；两极板间间隔越小，电容越大；有电介质时电容变大　　通过准确的实验和理论的论证可得出：平行板电容器的电容跟正对面积成正比，跟两极板间间隔成反比，跟极板间电介质的介电常数成正比。

　　计算平行板电容器的电容的公式是　　式中k为静电力常量， 是电介质的介电常数　　二、以学生设计为主探究性实验策略　　学生是实验教学的主体在课堂教学中，由老师或学生提出咨询题，让学生自行制定实验计划，设计实验方案，选择实验器材，动手操作，搜集并处理数据，进一步归纳得出结论的实验，能够称为以学生设计为主的实验这品种型的实验能够促使学生开动脑筋，灵敏运用所学知识，关于开展学生的科学探究与实验才能和创新思维有着重要的作用　　进展科学探究是获取新知识的重要方法，关于物理学来说，实验则是探究物理世界规律的重要手段中学物理涉及的内容大多比拟简单，但关于学生来说是能够探究的“未知”领域为了让学生更好地理解概念、规律的来龙去脉，理解、掌握相应的物理规律，能够由老师创设一定的物理情境，引导学生（或老师）提出与教学内容有关的物理咨询题，让学生本人开动脑筋进展猜测和假设，制定计划，设计实验，选择器材，进展实验，搜集证据，分析论证，探其终究，进而得出结论简单地说确实是：“学生（或老师）提出咨询题，学生设计，学生操作，探究考虑，学生分析”在此过程中，老师的主要任务则是提供仪器设备，解答学生的疑咨询，进展一定提示或启发，但决不能代替学生设计或操作实验。

　　例如，在学习“电阻定律”时，老师能够引导学生提出咨询题：电阻是导体本身的特性，它的大小由什么来决定呢？学生开动脑筋考虑，进展一系列的猜测他们可能会认为电阻的大小与导体的大小有关（长短、粗细），与导体的材料有关等等接下来，学生能够本人选择各种电阻，设计实验方案并进展实际测量，用实验数据来检验本人的猜测大多数学生会用伏安法测出电阻的大小，然后再分析所测的电阻值与本人设定的妨碍要素之间的关系也许不同的学生注重的是不同的要素：有的测的是长度的妨碍，有的测的是粗细的妨碍，有的测的是材料的妨碍等等最后，老师组织学生进展交流讨论，分析评估不同的情况，得出正确的结论　　又如，在学习“单摆”时，老师能够给学生展示各种摆线长短不同，摆锤轻重不一的单摆引导学生考虑：单摆摆动的快慢与什么有关？学生可能会认为与摆线长短有关，与摆锤的质量有关，与摆锤的大小有关等等，然后让学生本人动脑设计实验方案，选择适宜的仪器并操作施行，记录好有关数据在这个过程中，学生需要开动脑筋，设计实验时不得不考虑到应当测量不同摆长、不同摆锤、不同大小的单摆的摆动周期，同时需要运用操纵变量的方法，才能够对不同的摆进展比拟最终老师组织学生进展分析讨论，发如今一定的误差范围之内，单摆摆动的快慢只和摆线的长度有关，而且摆线越长，单摆摆动得越慢（周期越大）。

此外，还能够对不同学生所用的方法和所得出的结论进展评估和分析　　通过让学生设计并施行探究性实验，学生从被动地接受知识转变为主动地获取知识他们经历了“咨询题——猜测——设计——施行——分析——结论”的类似科学家探究物理世界的过程，不仅学习到了新的知识，而且加深了对物理规律的理解和信任，同时也体验到了科学探究的乐趣，领悟到一定的科学思想和精神通过探究性实验不仅能够特别好地锻炼学生的动手才能，而且还能进一步培养学生归纳、概括的才能　　为了到达良好的探究效果，以学生设计为主的探究实验应当留意以下几点：　　1.选题要适宜　　让学生进展科学探究是为了激发学生的兴趣，培养学生热爱科学的情感以及对科学的探究兴趣，因而，所选的咨询题应当比拟有趣考虑到中学生的思维水平还比拟有限，以学生设计为主的探究实验应当比以老师设计为主的探究实验简单一些：所涉及的物理量不宜过多，实验仪器和操作应比拟简单，实验的时间也不宜太长　　2.注重过程和方法　　中学生进展科学探究，不一定总能得出完全正确的结论，有时结论也许是片面的甚至是错误的老师应鼓舞学生积极大胆地参与实验探究，让学生通过探究的过程体验到科学的乐趣重要的是让学生经历探究的过程，学习和体会科学的方法，不应过分苛求结果。

　　3.注重讨论、交流和评估　　以学生设计为主的探究性实验，不同的学生（或不同的组）也许会采纳不同的方法，得出的结论也可能有一定的差异因而，讨论和交流是必不可少的环节在此过程中，学生既能够有依照地发表本人的意见，又能够听取别人的见解，与此同时，评估的工作也就自然地开展起来通过讨论和评估，能够使学生本人区分优劣，分清正误，更好地理解探究的方法和结论。