高中物理實驗教學(xué)探索

袁玉梅

在長期的物理教育教學(xué)過程中，我們發(fā)現(xiàn)物理實驗教學(xué)中對于現(xiàn)有資源的運用不夠，新課改以來實驗資源十分缺乏嚴重影響了物理實驗教學(xué)展開和教學(xué)目標的實現(xiàn)，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，影響了學(xué)生動手操作能力的培養(yǎng)。新課程標準中提出了許多與以往不同的新理念，注重讓學(xué)生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考。而在實踐這些目標過程中，會遇到有一部分演示實驗無法展開，有一些實驗設(shè)備存在一些設(shè)計不合理的情況、趣味性差等問題，同時實驗教學(xué)視頻少的問題。如果能在已有的實驗條件基礎(chǔ)上做出一些教學(xué)資源開發(fā)，也可以實現(xiàn)教學(xué)目標。

物理實驗教學(xué)資源開發(fā)改進眾所周知，在物理學(xué)領(lǐng)域有分兩類研究方向——理論和實驗。而在物理教學(xué)的啟蒙階段，重點是學(xué)習(xí)前輩的研究方法和研究成果，采用的方法主要是通過實驗探究的手段，學(xué)習(xí)物理學(xué)的理論知識。同時，實驗是物理課的魅力所在，在物理教學(xué)中有著不可替代的重要地位。通過實驗，不僅僅是提高了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)了他們的實踐能力、分析能力，更重要的是可以形成他們嚴謹?shù)?、實事求是的世界觀。因此，物理實驗就成為激發(fā)學(xué)生理論知識的學(xué)習(xí)興趣、提高教學(xué)效果的重要手段。下面，我把我最近開發(fā)的幾個例子列舉下來，供大家參考。

一、改變經(jīng)典實驗的操作方法，提高實驗的精度

教材中有些傳統(tǒng)實驗的設(shè)計本身存在較大的系統(tǒng)誤差，只要我們稍加改進其操作方法，就能達到理想的效果。

在《驗證牛頓第二定律》這個實驗中，有條件的學(xué)?？梢圆捎脷鈮|導(dǎo)軌，以便減小實驗誤差。傳統(tǒng)的做法是采用斜面、小車、打點計時器等完成。但這樣的做法在教材中給出的實驗原理，必須滿足兩個條件：（1）平衡掉小車的摩擦力;（2）砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上，利用小車的合力近似等于砝碼和砝碼盤的總重力來進行驗證。裝置如下圖1，由于這個實驗設(shè)計本身就采用了近似處理，所以存在較大的系統(tǒng)誤差。我們只需對它做少許操作上的改動就可以避免這種系統(tǒng)誤差。

方法如下：

其實驗裝置如上圖2所示，操作步驟如下：

A.按圖乙中所示安裝好實驗裝置;

B.調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下做勻速運動;

C.取下細繩和砝碼盤，記下砝碼盤及盤中砝碼的總質(zhì)量m;

D.先接通電源，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求得小車的加速度 a;

E.重新掛上細繩和砝碼盤，改變砝碼盤中砝碼質(zhì)量，重復(fù)B～D步驟，求得小車在不同合外力 F作用下的加速度。

按上述方案做實驗，就不需要砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量這個條件，能更加精確地測量小車所受的合力F=mg，避免系統(tǒng)誤差。

二、一材多用——一臺微風(fēng)電扇解決多個電學(xué)實驗

在高中物理《電磁感應(yīng)》這一章的教學(xué)中，線圈是一個必不可少的高頻率使用器材。在我們的生活中，微風(fēng)吊扇可以充當這一角色。下面介紹幾個應(yīng)用于教學(xué)的例子。

1.演示“磁生電”以及“電動機和發(fā)電機的關(guān)系”

常見的微風(fēng)電扇的電動機，其轉(zhuǎn)子在外層，由八對磁極組成：定子在內(nèi)層，由線圈組成，通以交流電后，外層的轉(zhuǎn)子（磁極）轉(zhuǎn)動，將將電能轉(zhuǎn)換為機械能。發(fā)電機是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的，當線圈在磁場中做切割磁感線運動時，線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。若使微風(fēng)電扇電動機的轉(zhuǎn)子（磁極）繞定子（線圈）旋轉(zhuǎn)，線圈就會因切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，使電動機變成一“發(fā)電機”。

A.如圖所示，用手緩慢撥動微風(fēng)電扇帶動轉(zhuǎn)子（磁極）轉(zhuǎn)動，將手指同時觸及插頭的A、B兩端，能感到明顯的“電震”。

B.在電扇插頭處并接一個多用電表，將電表撥到交流100伏檔，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，觀察電表指針變化。發(fā)現(xiàn)電表指針有偏轉(zhuǎn)，且該“發(fā)電機”產(chǎn)生電壓的最大值可達50v以上。

2.顯示交流電的產(chǎn)生及有關(guān)特性

A.按圖右圖所示連接電路，該電路用作電流方向顯示器，其中Dl和D2為2只分別發(fā)紅光和綠光的發(fā)光二極管（本實驗中因電源內(nèi)阻較大，約為300歐，故線路中未接人限流電阻）。將a、b兩端依次接直流電源、超低頻交流電源和頻率較高的交流電源，觀察D1、D2的變化。發(fā)現(xiàn)a、b兩端接直流電源時，當a端接正極，只有D1導(dǎo)通，發(fā)紅光;當b端接正極，只有D2導(dǎo)通，發(fā)綠光。a、b兩端接超低頻交流電源時，D1和D2交替導(dǎo)通，交替發(fā)出紅光和綠光。a、b兩端接頻率較高的交流電源時，由于人眼視覺的暫留效應(yīng)，看到2只發(fā)光二極管“同時”發(fā)光。

B.將圖右圖所示的電流方向顯示器并接在微風(fēng)電扇的插頭上，轉(zhuǎn)動電扇的轉(zhuǎn)子，觀察D1、D2的發(fā)光情況。發(fā)現(xiàn)當轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速比較慢時，Dl和D2交替發(fā)光;當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速加大時，2只發(fā)光二極管交替發(fā)光頻率亦加快。

上述現(xiàn)象表明，轉(zhuǎn)動電扇產(chǎn)生的是交流電，且該交流電的頻率隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的增大而增大。

三、通過簡單的常用儀器，創(chuàng)設(shè)物理情景讓學(xué)生印象深刻

在物理知識的學(xué)習(xí)過程中，若能通過實驗教學(xué)，讓學(xué)生留下深刻的印象，那么對知識點的掌握是大有好處的。因此，為了能讓他們能留下深刻的印象，我們有必要在實驗器材的選擇上突出簡單二字，以期許達到四兩撥千斤的效果。

例如，在上自感這節(jié)課時，如何創(chuàng)設(shè)物理情景讓學(xué)生印象深刻？利用千人震這個實驗，可以達到這樣的效果。當學(xué)生在這樣震撼的場景中，就會在好奇心的驅(qū)動下，積極思考、主動探究。教師通過設(shè)疑、解惑，將課堂推向高潮，從而對自感現(xiàn)象產(chǎn)生深刻的認識。

四、自制使用頻率高的教學(xué)圖片，節(jié)約畫圖時間，提高課堂效率

作為一名物理老師，在教學(xué)生涯中一定會在黑板上畫無數(shù)幅圖，有些圖是不斷地重復(fù)畫;在每個學(xué)年度的教學(xué)中，我們往往都會承擔多個教學(xué)班的教學(xué)任務(wù)，準備的一節(jié)課的內(nèi)容，有時會在三四個班級重復(fù)。如果遇到在黑板上畫圖，我們就得重復(fù)三四次，甚至更多次。這樣很浪費課堂上寶貴的教學(xué)時間，因此，我們可以自制一些重復(fù)度高的教學(xué)圖片，節(jié)約畫圖時間，提高課堂效率。

五、收集生活用具和兒童玩具，用生活用具和玩具替代常規(guī)的演示儀器

日常生活中的用具、兒童玩具往往包含著豐富的物理知識，能為我們的實驗教學(xué)提供新的思路。

例如：在進行靜摩擦力的方向教學(xué)中，學(xué)生通常很難理解“與相對運動的趨勢方向相反”這樣的語言描述。我們可以利用洗衣服的刷子直觀地演示。

1.將一把洗衣刷如圖放置在桌面上，用手斜向右下推，不要推動它，觀察刷子毛的彎曲方向，就可以解釋刷子毛與桌面間的靜摩擦力方向。

2.將兩把洗衣刷按如圖所示放置于水平桌面上，用手斜向右下推上面的刷子，不要推動它們，觀察兩只刷子毛的彎曲方向，就可以很好地解釋這兩只洗衣刷之間的靜摩擦力的方向。

五、沒辦法做的實驗，可以充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，收集實驗教學(xué)視頻

如今，多媒體教學(xué)已經(jīng)可以在大多數(shù)學(xué)校使用。對于實驗條件有限或者有一定危險的實驗，可以借助網(wǎng)絡(luò)資源，收集實驗教學(xué)視頻后進行播放。如：光的本性，分子間作用力，原子物理等方面。

總之，只要我們用心思考，就可以通過改變經(jīng)典實驗的操作方法、改造已有的實驗器材、自制使用頻率高的教學(xué)圖片、用生活用具和玩具替代常規(guī)的演示儀器、利用網(wǎng)絡(luò)資源收集實驗教學(xué)視頻等多種手段解決實驗資源缺乏的問題。只要我們一心想著讓學(xué)生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考，培養(yǎng)學(xué)生的能力，就會充分挖掘每一次實驗的功能及價值，使物理課教學(xué)達到事半功倍的效果。

參考文獻：

[1]鄧克.驗證牛頓第二定律實驗的改進.物理教師，1992，（6）.

[2]臺州市實驗中學(xué)課題組.高中物理演示實驗改進的研究.教學(xué)與管理，2009，（3）.