“探 做 析”实验教学法在高中物理的教学实践

黄振

【摘要】“探、做、析”实验教学模式，旨在改变实验教学的组织形式，把科学探究的思想方法运用于中学物理实验教学的组织程序中，探索科学的实验教学操作方式和教学策略，对实验教学的组织过程进行规范和引导，提高中学物理实验教学的有效性，培养学生的科学探究能力和科学素养。

【关键词】实验探究   匀变速直线运动   探做析

【中图分类号】G633.7【文獻标识码】A【文章编号】1992-7711（2020）27-103-01

【学情分析】

本实验是学生在已经掌握匀变速直线运动理论规律基础上的一节内容，是对理论的实践检验，也是理论指导实践的典型实例。为进一步挖掘实验对学生创新思维能力，分析综合能力的培养，特采用“探 做 析”三环节实验教学法，重在落实“探”环节。

【教学过程】

环节一、联系实际  问题导入

师：请学同学举物体做变速直线运动的实例？ 学生举例中物体都做变速直线运动，但是还无法确定是否为匀变速直线运动。今天，我们一起设计方案研究匀变速直线运动。

环节二、小组合作  设计方案

师1：结合匀变速直线运动的特点，思考如何判断物体是否在作匀变速直线运动？

师2：各组遵循实验设计的安全性、精确性、可行性、简便性原则，设计判断和研究匀变速直线运动的实验方案。

师3：根据实验方案选定实验器材对实验必备物理量的测量？画出实验设计草图（填写实验设计记录单1）。

生：分组合作讨论，设计实验方案。

环节三、交流展示  优选方案

师1：各小组派代表上台展示解说本组设计的方案（用实物投影仪把学生写在纸上的方案投影出来），小组间进行交流，从实验的准确性、可行性、方便性等方面展开讨论，修正设计方案，从各组中挑选出最优方案。

生：学生代表上台展示，评价小组点评方案，提出质疑。

师2：请各组根据修正后的实验方案，准备实验器材、操作流程、数据采集以及注意事项等（填写实验设计记录单2）

环节四、数据处理  理论提升

示例1 某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中，所用电源频率为50 Hz.如图所示，取一段实验纸带，从0点开始每5个点取一个计数点，分别记为1、2、3、4，各计数点到0点的距离已在图中标出.则相邻计数点间的时间间隔为       s，小车到计数点2时的瞬时速度v2=       m/s，根据数据可求得小车的加速度a=       m/s2.（结果保留2位有效数字）

示例2 某实验小组利用如图所示的实验装置来测量匀加速直线运动的加速度。

（1）实验时用游标卡尺测得遮光条的宽度d，将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt，则滑块经过光电门时的瞬时速度为       .在本次实验中还需要测量的物理量有             （文字说明并用相应的字母表示）。滑块运动的加速度a=           （用已知量的字母表示）。

（2）如果在步骤（1）后从左向右改变光电门的位置，然后重复步骤（1），并且每次都将滑块从同一位置释放，则数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt将会       （填“增大”“减小”“不变”），记录每次实验的数据，建立         图象，通过图象的斜率来表示加速度。

师：请同学们以小组为单位，交流实验数据的处理方法，并思考实验误差可能来自于那些方面？有什么减少误差的方法？

生：小组合作利用计算法和图解法处理数据，展示交流。

环节五、课堂小结   拓展提升

【学生展示】

在“探  做  析”三环节教学实施过程中，在实验理论依据的提出、实验方案的设计、小组间的评价质疑中学生积极参与，主要展示方案如下：

（1）重物拉动物体小车在水平面上运动。

选用打点计时器打出纸袋，纸带上选取计数点，利用Sn-Sn-1=aT2和vn=                =               判断运动性质和计算v、a.

（2）重物拉动物体小车在气垫导轨上做匀加速直线运动。

在气垫导轨上安装两个光电门，带遮光条的小车经过两光电门，利用v=     ，vt2-v02=2as求得v、a.

（3）重物自由下落，利用频闪照相记录物体位置，利用Sn-Sn-1=aT2和Vn=                =               判断运动性质和计算v、a .

（4）滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移-时间（s-t）图象和速率-时间（v-t）图象。利用图像的斜率求的v、a .

【反思小结】

本节课着力落实“探、做、析”实验教学模式的探”环节，引导学生在简便性、精确性、可行性原则，以探原理、探器材（装置）、探步骤、探证据记录为目标，对研究匀变速直线运动实验方案进行设计，在组内合作、组间评价中完善方案充分调动学生学习兴趣，培养学生推理论证的学科能力和勇于质疑、大胆创新的科学探究素养。

【参考文献】

[1]陈立润.陕西省十一届基础教育研究成果《中学物理“探、做、析”实验教学实践性研究》.

[2]孙宏涛.核心素养下物理“探 做 析”实验教学实践初探 .