高中物理教學(xué)中創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐探究

摘 要：高中物理是自然科學(xué)的基礎(chǔ)科目之一，是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。高中生的好奇心是很強(qiáng)的，想象力也是非常豐富的。廣大教師必須充分地利用這些特點(diǎn)，通過將各種實(shí)驗(yàn)帶到課堂中來提高學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)欲望，以提高物理教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué)；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

一、物理教學(xué)中創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)

（一）演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是指以老師為主要實(shí)驗(yàn)操作者在課堂中對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行示范演示，將要研究的物理現(xiàn)象通過實(shí)驗(yàn)生動(dòng)地展現(xiàn)到學(xué)生眼前，通過引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的仔細(xì)觀察，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的認(rèn)真思考，之后配合討論、講解等形式，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到自然的規(guī)律。

1.把創(chuàng)新試驗(yàn)引入到課堂，提高學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的探索欲望

真實(shí)、生動(dòng)和形象是創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的一大特點(diǎn)，因此創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生有非常強(qiáng)的吸引力，能夠輕易喚起學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)把創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)引入課堂中時(shí)教師應(yīng)該選擇新奇、有趣的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，營造輕松、愉快的學(xué)習(xí)氛圍，激起學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的求知欲望。

2.依據(jù)演示實(shí)驗(yàn)開展思維訓(xùn)練，并設(shè)置思維沖突，以此鞏固學(xué)生的物理知識(shí)

思維沖突指的是在演示實(shí)驗(yàn)過程中教師通過精心的設(shè)計(jì)使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象跟正常的物理現(xiàn)象相違背，以此吸引學(xué)生思考為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，這個(gè)過程能夠開拓學(xué)生的視野，優(yōu)化他們的理性思維和提高他們的認(rèn)知水平。

3.在實(shí)驗(yàn)中提供感性素材，幫助學(xué)生加深理解和認(rèn)識(shí)規(guī)律，同時(shí)建立起物理概念

演示實(shí)驗(yàn)?zāi)軒椭鷮W(xué)生獲得感性的知識(shí)，使實(shí)驗(yàn)看起來更加生活、有趣，這樣能夠激發(fā)學(xué)生的思維沖突，并為他們建立正確認(rèn)識(shí)物理規(guī)律和概念奠定基礎(chǔ)。重點(diǎn)是那些由幾代科學(xué)家經(jīng)過不懈的努力探索出來的物理規(guī)律，學(xué)生不可能在短時(shí)間內(nèi)就能設(shè)計(jì)得到想要的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和物理規(guī)律，這些教師可以通過演示實(shí)驗(yàn)來向?qū)W生展示。

（二）分組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

分組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是指在課堂中通過教師的指導(dǎo)，學(xué)生親自對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、操作、觀察和測(cè)量獲得資料和數(shù)據(jù)，最后得出結(jié)論，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行交流、評(píng)估和分析。這種方法主要是為了提高學(xué)生的物理應(yīng)用知識(shí)，學(xué)習(xí)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，是對(duì)他們進(jìn)行科研啟蒙的教育途徑。

1.徒手進(jìn)行分組“小實(shí)驗(yàn)”

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)不需任何實(shí)驗(yàn)材料，主要是通過雙手來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這種實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是適應(yīng)性和親近感強(qiáng)且突破了對(duì)實(shí)驗(yàn)材料要求的限制，如把雙手食指同時(shí)伸出，兩食指的指肚正對(duì)用力進(jìn)行擠壓，能夠發(fā)現(xiàn)，兩根指頭的彎曲程度相同，而且手指間的接觸面是平面。因此可得出結(jié)論“力的作用是相互的”。

2.巧妙運(yùn)用日常學(xué)習(xí)中的器具或者物件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

對(duì)這類實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，盡量做到全員參與、操作較為方便、材料盡可能簡單、全員參加。如針對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，可以引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)身邊的物件自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，如用左手在手指間輕輕夾住兩塊橡皮擦，利用右手將其中一塊橡皮擦彈出做平拋運(yùn)動(dòng)，同時(shí)另外一塊作自由落體，依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來說明平拋運(yùn)動(dòng)的特征。這類實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)的材料來自身邊，容易取得，只需要借助其物理特性，不需要對(duì)材料進(jìn)行加工。這種實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)簡單，拓展性與啟發(fā)性都較強(qiáng)。

3.設(shè)計(jì)探究性強(qiáng)，充滿趣味性的分組實(shí)驗(yàn)

這些實(shí)驗(yàn)主要是讓學(xué)生探究整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，從提出問題到假設(shè)猜想之后是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)直到得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最后是進(jìn)行交流和總結(jié)。

在教授“能量守恒”課時(shí)，大多數(shù)教師都會(huì)提到一個(gè)違背能量守恒定律的“怪坡現(xiàn)象”，我們?cè)诮虒W(xué)中可以通過改變教學(xué)方法，讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)“雙椎體上滾”，同時(shí)讓學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，對(duì)怪坡現(xiàn)象產(chǎn)生的原因進(jìn)行探究。

實(shí)驗(yàn)器材：直徑約為2.2厘米的玻璃球一個(gè)，長度大概相差0.4厘米的橡皮兩塊，長約30厘米的玻璃棒兩根。思考應(yīng)如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)可以讓玻璃球沿著靜止的玻璃棒從比較低的橡皮往高的橡皮那邊運(yùn)動(dòng)。學(xué)生經(jīng)過思考操作圓滿完成了實(shí)驗(yàn)，同時(shí)找到了原因，這些看起來是向上的運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上是玻璃球的重心一直是下降的，是一種重力勢(shì)能向動(dòng)能轉(zhuǎn)化的過程。

在經(jīng)歷過類似科學(xué)家對(duì)物理世界的探索過程，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)到了新的物理知識(shí)，加深了對(duì)物理規(guī)律的理解和認(rèn)知，還在實(shí)驗(yàn)的過程中感受到對(duì)未知事物探索的喜悅，一定程度上領(lǐng)悟到了科學(xué)探索的思想和精神，進(jìn)一步培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力與動(dòng)手能力。

二、高中物理教學(xué)中創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)踐

在傳統(tǒng)的高中物理教學(xué)中，老師一般都是借助生活中的事例進(jìn)行分析探討，通過對(duì)學(xué)生的想象力的借用來談實(shí)驗(yàn)，這種情況下的學(xué)生往往只是一個(gè)聽眾，隨著教育事業(yè)的發(fā)展，高中物理教學(xué)方法也應(yīng)該進(jìn)行改進(jìn)，教師可以把實(shí)驗(yàn)帶到課堂中，進(jìn)行演示甚至是讓學(xué)生親自參與到實(shí)驗(yàn)中來，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)中適當(dāng)?shù)卦黾右恍┤の缎?，來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使課堂氣氛變得活潑和有趣，讓學(xué)生在一個(gè)愉悅的學(xué)習(xí)環(huán)境下進(jìn)行學(xué)習(xí)。

在對(duì)高中物理教學(xué)中創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)踐時(shí)，還應(yīng)該注重其科學(xué)性、藝術(shù)性和教育性相結(jié)合的原則，結(jié)合社會(huì)、技術(shù)、生活實(shí)際，創(chuàng)建出一種能讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)物理知識(shí)的氣氛，充分發(fā)揮創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的探索功能在高中物理教學(xué)中的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]季永青.高中物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的探索與實(shí)踐[J].物理教師，2005（11）.

[2]張冬梅.高中物理演示實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法研究與實(shí)踐[D].山東師范大學(xué).2006（12）.

（作者單位 廣東省清遠(yuǎn)市清城區(qū)東城一中）