導(dǎo)語：物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:物理實(shí)驗(yàn)是物理教育與物理研究的重要手段和組成部分，中學(xué)物理教育中對物理實(shí)驗(yàn)的重視程度直接關(guān)系到學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣及物理研究思維、能力的高低．從美國的主流高中物理教材《物理原理與問題》一書中我們可以清晰地看出這個(gè)全球領(lǐng)先的教育大國對物理教育中物理實(shí)驗(yàn)的重視程度，并由此得出此書中的物理實(shí)驗(yàn)無論在數(shù)量還是在質(zhì)量上都有著我們可以借鑒的地方．

關(guān)鍵詞:中美教材;《物理原理與問題》;實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

《物理原理與問題》是一部依據(jù)“美國科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)”而編寫優(yōu)秀高中教材，也是當(dāng)今美國高中主流的理科教材，全書共分為上中下三冊，知識體系與內(nèi)容與我國的傳統(tǒng)物理教材并無太大的區(qū)別，但《物理原理與問題》教材中的實(shí)驗(yàn)部分內(nèi)容無論從數(shù)量上還是質(zhì)量上都高于我國的傳統(tǒng)物理教材，筆者就此書上的幾個(gè)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和設(shè)置來談?wù)勛约旱母惺埽⒄瘴覈私贪娴奈锢斫滩南嗨撇糠肿饕员容^．

1《物理原理與問題》學(xué)生實(shí)驗(yàn)的設(shè)置

《物理原理與問題》中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)部分分為“起步實(shí)驗(yàn)”、“物理實(shí)驗(yàn)”、“迷你實(shí)驗(yàn)”三種類型，共計(jì)90個(gè)平均分布在全書30個(gè)章節(jié)之中．“起步實(shí)驗(yàn)”設(shè)置在每一章的開始部分，是導(dǎo)入本章學(xué)習(xí)內(nèi)容的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，縱觀全書，此類實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)比較通俗易懂，對實(shí)驗(yàn)器材的要求不高且趣味十足，為提高學(xué)生對本章的學(xué)習(xí)興趣奠定了一定的基礎(chǔ);“迷你實(shí)驗(yàn)”一般貫穿在學(xué)習(xí)章節(jié)的中部，是對本章的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容的探究性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、操作都比較簡單;“物理實(shí)驗(yàn)”則安排在一章的結(jié)束部分，是對本章學(xué)習(xí)內(nèi)容的一個(gè)總結(jié)性探究實(shí)驗(yàn)．這類學(xué)生實(shí)驗(yàn)相對前兩類實(shí)驗(yàn)而言比較復(fù)雜，由具體的問題、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、安全警示、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、分析、結(jié)論與應(yīng)用、進(jìn)一步探索、生活中的物理學(xué)九個(gè)部分組成．并且可以分為互聯(lián)網(wǎng)式的觀察實(shí)驗(yàn)，以計(jì)算器為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)室(CBL)的數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)以及設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)為代表的三種類型．

2《物理原理與問題》學(xué)生實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)分析

《物理原理與問題》學(xué)生實(shí)驗(yàn)的與我國高中傳統(tǒng)教材中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)相比較而言有著很多的特點(diǎn)與特色，具體表現(xiàn)如下:2.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)簡單易懂，一般不需要復(fù)雜的專業(yè)實(shí)驗(yàn)器材以第一章的“起步實(shí)驗(yàn)”為例，在探究物體下落的速度是否相同實(shí)驗(yàn)中，課本只用了五枚硬幣和一小截透明膠帶就完成了實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程，學(xué)生在觀察中很容易發(fā)現(xiàn)兩組硬幣是同時(shí)落地的，且對亞里士多德的觀點(diǎn)會產(chǎn)生懷疑．在第二章運(yùn)動的描述“起步實(shí)驗(yàn)”中，用兩個(gè)不同玩具小車的比賽來比較兩車的運(yùn)動情況，并讓學(xué)生收集相關(guān)的數(shù)據(jù)(尺子和電子表)來驗(yàn)證自己的觀察．第二章“迷你實(shí)驗(yàn)”中“瞬時(shí)速度矢量”實(shí)驗(yàn)中用一個(gè)1米長的細(xì)繩系住一個(gè)小重物，然后使重物擺動起來，讓學(xué)生觀察幾個(gè)來回?cái)[動中物體的運(yùn)動、速度以及方向．停止物體的擺動，請學(xué)生畫一幅圖，表示擺動的最高點(diǎn)，最高點(diǎn)和最低點(diǎn)之間的中點(diǎn)，擺動的最低點(diǎn)，最低點(diǎn)和最高點(diǎn)之間的中點(diǎn)，以及回到擺動的最高點(diǎn)的瞬時(shí)速度矢量．最后要求學(xué)生分析:(1)何處物體的速度最大?(2)何處物體的速度最?。?3)解釋如何利用所畫的矢量圖求出物體的平均速率．以上所介紹的三個(gè)小實(shí)驗(yàn)中沒有一個(gè)用到了專業(yè)的實(shí)驗(yàn)儀器，大多數(shù)器材都是來自生活中的日常用品，這對鍛煉學(xué)生的動手能力和觀察能力提供了很大的方便．2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大多來自日常生活中的現(xiàn)象，與學(xué)生的社會生活緊密相連第一章結(jié)束部分的“物理實(shí)驗(yàn)•互聯(lián)網(wǎng)”欄目“對運(yùn)動中的物體的探究”的實(shí)驗(yàn)是一個(gè)以觀察互聯(lián)網(wǎng)上錄像片素材的觀察測量實(shí)驗(yàn)，錄像片中的場景是在美國中西部接近中午時(shí)段所拍攝的公路上行車的情況，并介紹了許多州在進(jìn)行空中觀測車速的辦法是以公路右側(cè)邊緣處每隔0.322km的白色長方形為標(biāo)記的方法，這個(gè)實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生利用手表記錄錄像片中車輛經(jīng)過公路上兩個(gè)白色標(biāo)記的時(shí)間間隔，以此計(jì)算車輛在公路上的平均速度，在實(shí)驗(yàn)的分析部分要求學(xué)生定性、定量的總結(jié)出觀察結(jié)果并可以繪制和運(yùn)用速度時(shí)間圖象．第四章結(jié)束部分“電梯里的力”這一實(shí)驗(yàn)是利用生活中常用的箱式電梯來做實(shí)重和視重(超重、失重)的區(qū)別實(shí)驗(yàn)，用到的器材都是如電梯、盤式體重計(jì)、彈簧秤等日常生活用品，實(shí)驗(yàn)操作簡單易懂，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也容易獲得．從這些實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和操作我們可以發(fā)現(xiàn)《物理原理與問題》中的實(shí)驗(yàn)十分注重物理學(xué)和日常生活、生產(chǎn)的相結(jié)合，實(shí)驗(yàn)器材大都來自于生活用品之中，這無形中就拉近了物理和學(xué)生生活的距離，也提高了學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)的積極性．2.3實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的自主性強(qiáng)、角度多維化，具有高度的開放性第六章“二維運(yùn)動”中結(jié)束部分的物理實(shí)驗(yàn)“射中目標(biāo)”主要是探究拋體運(yùn)動的相關(guān)規(guī)律和應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)中所使用的器材有:小塑料管(吹氣管)、橡皮筋、紙、膠帶、木塊、釘子、剪刀、衣架、細(xì)鋼絲、鋼絲鉗等等．實(shí)驗(yàn)的步驟1首先讓學(xué)生想象列舉出可能影響到拋體路徑的各種因素;步驟2讓學(xué)生利用這些器材設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)射器并確定兩個(gè)對拋體飛行路徑影響最大的兩個(gè)因素;步驟3與老師討論上述問題并改進(jìn)后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．最后收集相關(guān)的數(shù)據(jù)．在這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)中我們可以發(fā)現(xiàn)這是一個(gè)開放性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以依據(jù)實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)和器材來自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的裝置和操作，充分發(fā)揮了學(xué)生作為一個(gè)獨(dú)立個(gè)體的能動性，鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新思維．3對《物理原理與問題》學(xué)生實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)感受眾所周知，物理是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)．實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性對物理教育本身有著不可替代的功能性和主體性，是培養(yǎng)學(xué)生物理素養(yǎng)和自然科學(xué)素養(yǎng)的有效手段．因此，中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的數(shù)量以及質(zhì)量對學(xué)生學(xué)好物理，提高對物理學(xué)習(xí)的興趣至關(guān)重要．《物理原理與問題》一書中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)部分對我國中學(xué)物理教育者來說的確有著很多的啟示．首先，它在物理實(shí)驗(yàn)的數(shù)量上真正體現(xiàn)出了物理實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)習(xí)與研究的重要組成部分，而我國傳統(tǒng)的物理教材對物理理論與物理規(guī)律的學(xué)習(xí)過于偏重，在繁雜的物理規(guī)律學(xué)習(xí)中，學(xué)生漸漸地就偏向了機(jī)械式的記憶學(xué)習(xí)模式，最終喪失對物理學(xué)習(xí)的興趣，好在我國新一輪的物理教材改革也逐漸注意到了這個(gè)弊端，也做出了相應(yīng)的改革，但從現(xiàn)行教材來看，實(shí)驗(yàn)的數(shù)量還是偏少，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容質(zhì)量顯得傳統(tǒng)而呆板，并且對物理教師的實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)工作也做得不夠到位．其次，它在物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的質(zhì)量上也體現(xiàn)出了物理和生活、生產(chǎn)的密切聯(lián)系性．我們可以在實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)中看出實(shí)驗(yàn)本身就是對日常生活和生產(chǎn)中的物理現(xiàn)象及規(guī)律的研究，實(shí)驗(yàn)的器材也大都來自與生活用品，學(xué)生隨手可得，實(shí)驗(yàn)的地點(diǎn)也不僅僅限于實(shí)驗(yàn)室之中．

這樣就給了學(xué)生廣闊的實(shí)驗(yàn)時(shí)空，這就對學(xué)生今后在日常生活生產(chǎn)中不自覺地使用物理知識進(jìn)行研究和探索打下了基礎(chǔ)．而我國的中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)在這方面做的很少，大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)還停留在實(shí)驗(yàn)室中，需要專業(yè)的物理實(shí)驗(yàn)器材才能完成，這對學(xué)生的動手實(shí)驗(yàn)無疑設(shè)置了很多的障礙．楊振寧在對比中、美兩國學(xué)生物理素養(yǎng)的時(shí)候指出:“中國的學(xué)生學(xué)習(xí)非?？炭啵A(chǔ)知識豐富、扎實(shí)，且善于考試．但他們卻普遍存在動手能力差，不善于提出問題等缺陷．它山之石，可以攻玉．筆者結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對美國物理教材實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)部分和我國現(xiàn)行物理實(shí)驗(yàn)教育的一點(diǎn)對比．相信只要我國廣大的物理教育者充分發(fā)揮“瓶瓶罐罐做實(shí)驗(yàn)”、“生活生產(chǎn)皆研究”的精神，我國的物理實(shí)驗(yàn)教育一定會有質(zhì)的突破，為我國的物理教育的突破奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．

參考文獻(xiàn):

［1］科學(xué)發(fā)現(xiàn)者［M］.《物理原理與問題》(美)．齊澤維茨等著浙江教育出版，譯，2008.8．

［2］普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書．物理(必修1)［M］．人民教育出版社，006．

作者:張勇 單位:長豐縣第一中學(xué)