淺談物理實(shí)驗(yàn)之后的反思學(xué)科論文
以往的教學(xué)比較注重的是實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)中的操作，而忽視了實(shí)驗(yàn)后的反思和總結(jié)。教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思，對(duì)進(jìn)一步理解實(shí)驗(yàn)、深化實(shí)驗(yàn)、完善實(shí)驗(yàn)起著重要的作用。通過(guò)反思可總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，揭示實(shí)驗(yàn)本質(zhì)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果。那么，物理實(shí)驗(yàn)之后應(yīng)反思些什么呢？
一、反思實(shí)驗(yàn)原理
圍繞實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行反思，可變通實(shí)驗(yàn)原理公式，使實(shí)驗(yàn)方案更為簡(jiǎn)潔，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更為準(zhǔn)確。例如，“測(cè)量滑輪組機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)原理公式是η＝Gh/Fs，需用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出重物的重力G，繩子自由端的拉力F，用刻度尺測(cè)出重物提升的高度h，繩子末端移動(dòng)的距離s。若反思一下實(shí)驗(yàn)原理公式可變通為：η＝Gh/Fs＝Gh/Fnh＝G/nF此時(shí)可只需用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出重物的重力G，繩子自由端的拉力F，觀察承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)，即可方便地測(cè)出滑輪組的機(jī)械效率。
二、反思實(shí)驗(yàn)方法
引導(dǎo)學(xué)生思維求異，尋求多種實(shí)驗(yàn)方案，然后對(duì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行反思，找出其特點(diǎn)和不足，從而優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，選取最佳策略。例如“測(cè)鹽水密度”實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生可探求以下多種方法。
方法一：⑴用天平稱出空燒杯的質(zhì)量m1；⑵燒杯內(nèi)倒入鹽水稱出總質(zhì)量m2；⑶把燒杯內(nèi)的鹽水全部倒入量筒中，讀出鹽水的體積v；⑷計(jì)算：ρ＝（m2－m1）/v。
方法二：⑴用天平測(cè)出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m1；⑵把燒杯內(nèi)的水全部倒入量筒內(nèi)讀出鹽水的體積v；⑶用天平稱出空燒杯的質(zhì)量m2；⑷計(jì)算：ρ＝（m1－m2）/v。
方法三：⑴用天平稱出空量筒的`質(zhì)量m1；⑵量筒內(nèi)倒入適量的鹽水，讀出鹽水的體積v；⑶用天平稱出量筒和鹽水的總質(zhì)量m2；⑷計(jì)算：ρ＝（m2－m1）/v。
方法四：⑴用天平測(cè)出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m1；⑵把燒杯內(nèi)的鹽水倒入量筒中一部分，讀出鹽水的體積v；⑶用天平稱出燒杯和剩余鹽水的質(zhì)量m2；⑷計(jì)算：ρ＝（m1－m2）/v。
引導(dǎo)學(xué)生對(duì)以上四種方法進(jìn)行反思，方法一中，燒杯內(nèi)鹽水倒入量筒時(shí)，燒杯壁上沾有鹽水，使測(cè)出的鹽水的體積變小，密度變大；方法二中，燒杯內(nèi)鹽水倒入量筒后，燒杯內(nèi)壁沾有鹽水，用天平稱得空燒杯的質(zhì)量變大，算出鹽水的質(zhì)量變小。從而使所求鹽水的密度變小；方法三中，由于量筒高，放在天平上稱量易發(fā)生傾斜、歪倒，容易損壞儀器，不便于操作；方法四棄掉了以上三種方法弊端，使測(cè)量簡(jiǎn)潔而又準(zhǔn)確，確為最佳策略。
三、反思實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
針對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到的現(xiàn)象，進(jìn)行深入地反思，可加深對(duì)物理規(guī)律的理解，增強(qiáng)學(xué)生分析判斷能力。例如“組成串、并聯(lián)電路”實(shí)驗(yàn)中，兩燈泡串聯(lián)時(shí)發(fā)現(xiàn)一只燈泡亮，另一只燈泡暗，學(xué)生提出疑問(wèn)：“串聯(lián)電路中各處的電流相等，兩燈泡會(huì)同樣亮，怎么會(huì)一只亮一只暗呢？”為此，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思，決定燈泡亮暗的是燈泡的實(shí)際功率。根據(jù)P＝I2R，串聯(lián)電路中電流相等，功率的大小取決于燈泡電阻的大小。一亮一暗是因?yàn)閮芍粺襞莸碾娮璨煌�，亮的燈泡電阻大，暗的燈泡電阻小。如果其中一個(gè)燈泡電阻很小，實(shí)際功率很小，達(dá)不到亮的程度，則出現(xiàn)一亮一滅的現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)上述現(xiàn)象的反思，使學(xué)生加深了對(duì)決定燈泡亮暗的是實(shí)際功率，而不單是電流或電阻大小的理解。
四、反思實(shí)驗(yàn)規(guī)律
讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作的基礎(chǔ)上，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因，深入反思實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的變化，總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，加深對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用。例如在研究“凸透鏡成像”的實(shí)驗(yàn)中，把蠟燭放在2倍焦距以外，觀察到“倒立縮小的實(shí)像”，把蠟燭放在1倍焦距和2倍焦距之間，觀察到“倒立放大的實(shí)像”，把蠟燭放在焦點(diǎn)以內(nèi)，觀察到“正立放大的虛像”。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生反思，可總結(jié)出以下規(guī)律：⑴物體由2倍焦距向焦點(diǎn)移動(dòng)過(guò)程中，像逐漸變大。⑵物距小，像距大，像變大，反之亦成立。⑶2倍焦距是成放大與縮小像的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，1倍焦距是成實(shí)像與虛像、正立與倒立的分界點(diǎn)。以上規(guī)律化的知識(shí)，學(xué)生印象深刻，為知識(shí)的遷移和靈活運(yùn)用打下了良好的基礎(chǔ)。
五、反思實(shí)驗(yàn)異同點(diǎn)
對(duì)多個(gè)實(shí)驗(yàn)，可進(jìn)行聯(lián)系與比較，反思實(shí)驗(yàn)異同點(diǎn)，更易使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)，理解實(shí)驗(yàn)規(guī)律，鞏固知識(shí)與技能。例如做過(guò)“伏安法測(cè)電阻”，“伏安法測(cè)電功率”實(shí)驗(yàn)后，提出以下問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生反思：⑴兩實(shí)驗(yàn)根據(jù)的原理各是什么？⑵兩實(shí)驗(yàn)的電路圖是怎樣的？⑶兩實(shí)驗(yàn)共同用到的實(shí)驗(yàn)儀器有哪些？⑷兩實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的相同物理量是什么？通過(guò)以上問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑，發(fā)表見(jiàn)解，展開(kāi)討論，分析對(duì)比尋找異同點(diǎn)，有效地培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性和批判性。
六、反思實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都有其操作的注意事項(xiàng)，引導(dǎo)學(xué)生圍繞實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)進(jìn)行反思，認(rèn)清錯(cuò)誤操作的危害，從而規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，為順利完成實(shí)驗(yàn)奠定了良好的基礎(chǔ)。例如“用電流表測(cè)電流”實(shí)驗(yàn)中，注意事項(xiàng)為：正負(fù)接線柱接法要正確，電流表串聯(lián)在電路中。讓學(xué)生反思：若正負(fù)接線柱接反了會(huì)產(chǎn)生什么后果？若電流表并聯(lián)在燈泡的兩端，會(huì)造成什么后果？
總上所述，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)，積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行全方位、多角度反思，對(duì)深化實(shí)驗(yàn)，完善實(shí)驗(yàn)，拓展實(shí)驗(yàn)，活化實(shí)驗(yàn)，形成實(shí)驗(yàn)操作的技能與技巧有著重要的作用。教學(xué)中，教師注重引導(dǎo)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的發(fā)思和總結(jié)，不斷創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)，努力提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。
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