高中物理课改新教材选修课的探究式实验研究，本文主要内容关键词为：选修课论文,课改论文,新教材论文,实验研究论文,高中物理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
人教版高中物理课程标准实验教材（以下简称新教材）理科选修课共5册19章，编入演示实验48个，实验、探究28个，“做一做”实验38个。与现行教材（以下简称旧教材）相比，新教材形成了以探究式实验和随堂实验为主线，演示实验和课外实验为辅线的教学实验体系。在实验和探究中，随堂实验和小型探究式实验占了绝大多数，比较重要的探究式实验共有6个，现将其中的5个分析如下：
一、探究导体的电阻与其影响因素的定量关系（选修3-1）
实验分析 教材中方案一是将长短、材料、粗细不同的电阻串联在电路中（如图1），利用串联电路的分压特点定量测出电压而得出电阻关系。但实验中要用内阻较大的电压表以减小实验误差。
图1
方案二是根据串、并联电路的特点，利用推理和比例的方法进行研究。将n个长度、材料和粗细都相同的电阻串联，等效于增加导线的长度，从而增大电阻；将n个长度、材料和粗细都相同的电阻并联，等效于增加导体的横截面积，从而减小电阻。在探究出导体的电阻与长度和横截面积的定量关系的基础上，换用不同材料的电阻，探究出电阻的大小与材料的关系。
教法建议 除了利用教材上的两个方案探究外，还可以利用初中研究电阻的决定因素的实验中所用的器材，利用分压接法师生共同探究（如图2）。在实验过程中调节滑动变阻器的阻值，使
表示数不变，分别测出接入导体a、b、c、d时电路中的电流，即可以探究出导体的电阻与长度、横截面积和材料的定量关系。这种方案不仅可以使学生的实验能力和思维能力有较大的提高，还可以测出不同导体的电阻率，提高初中实验的利用率，解决新教材实验器材不足的问题。
图2
二、探究感应电流的方向（选修3-2）
实验分析 教材安排为随堂实验。用条形磁铁插入或抽出闭合线圈时，探究感应电流的方向所遵循的规律。由于本实验探究性较强，笔者建议改为全程探究式实验。
教法建议 将本实验改为全程探究式实验，其一是因为每个学校都有这种学生实验器材，其二是因为这部分内容是物理学的重点和难点，其三是这种探究对学生的思维能力、实验能力和学习能力有极大好处。但在探究之前应查明：一是检流计指针的偏转方向与电流流向的关系，二是螺线管的绕向。探究利用条形磁铁插入或抽出闭合线圈时，感应电流方向与原来磁场关系时，可以让学生设计表格（如表1）进行探究。再利用教材中的表1、表2进行进一步的探究，从而得出结论。
三、探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系（选修3-2）
实验分析 教材利用可拆变压器，它的特点是原、副线圈分开，便于观察，也便于改变匝数。所用的电源是学生电源，电压不高于12V，以保证学生的安全。通常学校买的演示用的变压器不多，最好是买一些随身听的变压器，便于每一组学生都可以做。
教法建议 此探究实验是新加的一个实验（以前各种版本的教材中都没有），建议发动学生利用身边的物体（如随身听、旧收音机、旧录音机的变压器）或外购小型变压器做实验。在做完实验得出定量的结论后，用法拉第电磁感应定律来分析、推理理想变压器的原、副线圈的电压与匝数的关系。
四、探究气体等温变化的规律（选修3-3）
实验分析 教材用U形管，用红色水柱封闭一定质量的空气，用压强公式
（帕）计算气体压强，测出空气柱体积和压强的多组数据，先定性分析气体压强与体积的关系，再作出
图，从而得到P与y的定量关系。
教法建议 方案一：利用气体的压强和体积关系演示仪（2000年配备目录2257，气体定律演示仪），定量地得出对于一定质量的气体在温度一定时压强和体积的关系。
方案二：利用以前学生实验中玻—马定律的实验器材（2000年配备目录2261，气体定律实验器）、注射器、刻度尺、卡尺，进行定量探究，得出一定质量的气体在温度一定时压强和体积的关系。在处理实验数据时，先作出图象，再作出P-V图象分析。
方案三：利用新教材所述的方案。但此方案不便于学生操作，且实验误差较大。
五、探究碰撞中的不变量（选修3-5）
实验分析 新教材一开始是将A、B两个质量相等的钢球悬挂起来，如图3a，使B球静止，拉起A球，放开后A与B碰撞，观察碰撞前后两球运动的变化。由两球上升的高度相同得出，它们交换速度，于是猜想：两个物体在碰撞过程中不变的物理量可能是
，也可能是
，还可能是
，教材中分析得很仔细。实验中有两个难点，一是如何保证是一维碰撞，即碰撞前后两球在同一条直线上，二是如何测量速度。于是教材用气垫导轨和光电计时器，但很多学校没有气垫导轨和光电计时器，所以操作困难。教材的第二种方案就是对开始的引入实验的定量分析，但是由于两物体的质量相等，上述猜想的几种情况仍是不变的，不可能把碰撞中真正不变的物理量找出来。在一维碰撞中，有完全弹性碰撞、完全非弹性碰撞和不完全弹性碰撞。于是在教材参考案例三中用打点计时器研究完全非弹性碰撞中不变的物理量，在问题与练习中的第二题给出具体的数据。可以按照这种思想来探究在完全非弹性碰撞中的不变的物理量。
教法建议 笔者认为引出问题的实验很好，在操作过程中还可以用双线摆，效果会更明显。为了利用现有教材，也为了操作方便和实验误差较小，可以用以下的操作方案来探究：
方案一：用现行实验教材中的验证碰撞中动量守恒的实验，如图3b，可以探究一维碰撞中不变的物理量。
图3
方案二：在新教材的方案三中用打点计时器或电火花计时器，先后在小车后面加上弹簧和橡皮泥来探究一维弹性碰撞和完全非弹性碰撞中不变的物理量。
方案三：用二维电火花描迹仪来探究，效果更好。由于篇幅所限，不再赘述，需要了解的读者可查阅“二维电火花描迹仪使用说明”或与笔者联系。
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