高中物理课堂中提高学生实验能力对策的研究

欧焕芳

摘 要：本文提出高中物理实验能力包括编写实验计划的能力、操作能力、记录和数据处理的能力以及分析总结的能力四部分，并结合物理实验课堂教学实践，分析提高每种能力的对策，从而整体上提高学生实验能力。

关键词：高中物理课堂 实验能力

物理实验能力是指与进行物理实验有关的心理特征。进行物理实验活动，要求的不是某一种能力，而是许多相互联系着的能力。高中物理实验能力主要包括编写实验计划的能力、操作能力、记录和数据处理的能力以及分析总结的能力。如何在物理课堂中提高学生的实验能力是本文研究的问题。

一、提高编写实验计划能力的对策

首先要教会学生明确实验目的，结合相关物理知识，利用现有的器材，提出实验原理。例如在测定当地的重力加速度实验中，首先明确实验目的是测定当地的重力加速度，联系到关于重力加速度的相关物理知识有：加速度公式：a=（vt-vo）/t，抛体运动和自由落体运动的加速度都为重力加速度，与重力加速度有关的运动学公式等。如果从加速度的定义式角度出发设计实验，则需要秒表、计算瞬时速度、有速度传感器;自由落体运动是加速度为重力加速度的最简单的运动，相比之下用自由落体运动法测定当地的重力加速度较为容易些。如果实验器材中没有秒表，则考虑用打点计时器和纸带记录物体的运动轨迹，通过纸带分析算出重力速度。理顺基本原理后就可以编写实验步骤了。完成实验操作后，用计算法或图像法处理数据，都可以算出重力速度。学生能将上述过程在大脑里程现出来，但不一定能编写出来。在实验课堂中，就要通过限时训练，将能力练出来。可以引导学生先列出实验计划的提纲，然后再将提纲上的内容补充上去。完成基本内容后，可以反复斟酌，寻求最佳方案。如果坚持每次实验课堂上挤点时间出来让学生编写实验计划，对整体把握实验和理解物理规律都会有很大的帮助。

二、提高操作能力的对策

1.培养学生正确调整和安装仪器，正确连接电路的技能

正确的实验，首先是安装，调整好仪器或正确连接电路。如：在电学实验中，依照电路图连接线路，联线时，应将电路分为主回路和支路;从电源一端开始沿主回路按顺序进行，其次为支路;主回路中必须有开关（先断开）;导线最好選用几种颜色，主、支回路分别用一种颜色。往接线柱上接导线时，应按顺时针方向将导线缠上。电路连接后，必须复查，确认正确后方能通电。这种技能的培养，老师应先有示范，让学生模仿学习，然后逐步提高到由老师讲述方法及注意事项，由学生独立去安装、调整。

2.熟练掌握制作几种常用物理模型的技能

例如安装“长木板——小车——纸带——打点计时器”模型;平衡摩擦力的基本步骤;使用打点计时器的基本步骤;力的图示的基本画法;测弹簧长度时注意事项等等。这些基本物理模型，经反复安装和使用，学生就能熟能生巧，运用自如。

三、提高记录和数据处理能力的对策

1.提高记录数据的对策

新课标要求学生要“学会正确使用仪器进行观察、测量和读数。” 要让学生了解这些仪器的结果、原理、用途，掌握仪器的量程、使用方法和使用原则，以达到熟练地、正确地读数，在介绍这些基本仪器使用方法时，应抓住各种基本测量仪器的共性来加以指导：（1）各种基本测量仪器都有一定的量程。（2）使用测量仪器前通常都要调零，否则测出的数据就不准确。（3）会正确读数。高中物理基本仪器读数都有一定的规则。读数一般由精确值和估读值两部分构成。估读也遵循一定的规律，例如最小刻度值为0.1或0.01则要估读到下一位，如果是最小刻度是0.2或0.02的则无需估计到下一位等。（4）根据仪器的构造原理，掌握它的使用方法和使用规则。

2.提高数据处理能力的对策

高中物理实验中常用处理数据方法有两种，一种是计算法，一种作图法。应用计算法处理数据就要对实验原理理解透彻。例如纸带分析中，计算瞬时速度和加速度的方法，就要求掌握关于匀变速直线运动的两个重要推论;又如测量电源电动势和内阻实验中，就要求能灵活运用闭合电路欧姆定律。在实验课堂中可以采用限时训练的方法，提高学生数学计算能力和单位转化准确率。用作图法处理数据对实验原理的理解程度要求会更高，但可以更加形象地反映物理规律。

四、提高分析总结能力的对策

1.通过对比法提高分析总结能力。

引导学生运用对比法分析实验，更容易找出物理规律。可以将实验结果与预期结果比较，例如在验证力的平行四边形定则实验中，平行四边的对角线（理论值）与真实值比较，是否完全一样，如果不一样，分析出现误差的原因，通过逐一排查，还能找出许多问问题所在。也可以对比分析用同一原理方法不同两组的实验结论。

2.通过大胆假设提高分析总结能力

分析实验时，可以引导学生大胆假设实验在不同的情境下，会出现什么不同的结果。例如在利用平抛运动验证动量守恒实验中，入射小球的质量如果小于被碰小球的质量，结果会怎么样？如要两小球的半径不相等，又会怎么样？为保证入射小球每次从同一高度释放，可以用其他装置代替人工操作吗？解决多几个这样的问号，自然可以使实验报告生色不少。

3.通过细心推敲提升分析总结能力

例如用伏安法测电阻实验中，选择电流表的接法和滑动变阻器的接法过程，就是细心推敲，提升分析总结能力的过程。耐心分析不同接法电流电压关系，电流表、电压表内阻的影响，总结何种情况用内接法，何种情况用外接法。通过细心分析电路和图像，总结滑动变阻器两种接法的利弊，得出最佳实验方案。例如在探究加速度与合外力的关系实验中，要求小车的质量远大于沙和沙桶的总质量，才能使小车所受绳子拉力近似等于沙和沙桶的总重力。如果能直接测出绳子拉力就不需要满足这个要求了。适当引导学生分析问题，寻求解决问题的途径。能否用测力计测出拉力？但要记录运动的测力计的读数并非易事，能解决读数问题吗？用拉力传感器！通过质疑，解疑过程，学生的分析总结能力自然得到提升。

总之，以物理课实验课堂为主阵地，有意识、有规划地培养学生的编写实验计划的能力、操作能力、记录和数据处理的能力以及分析总结的能力，是提高学生物理实验能力主要策略。