淺析高中物理教學(xué)中創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

湯勇

（福建省順昌縣第一中學(xué)）

摘 要：在高中新課程改革過程中，物理學(xué)也必須進(jìn)行相應(yīng)的課程改革，越來越多的人開始重視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。為了讓學(xué)生提高動(dòng)手能力，提出新的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新理念，對(duì)現(xiàn)有的高中物理課程進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，讓創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)真正在實(shí)際教學(xué)中應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；創(chuàng)新；動(dòng)手；精神

物理課程是一門比較重要的基礎(chǔ)性學(xué)科，設(shè)置物理課程的初衷是為了增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，提高他們的創(chuàng)新思維能力。筆者在高中物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)中以學(xué)生為本，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，拓展學(xué)生思維，讓學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)中養(yǎng)成實(shí)事求是的踏實(shí)精神，養(yǎng)成發(fā)散性思維的探索精神，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)中學(xué)物理課程的教學(xué)目標(biāo)。

一、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的作用

創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的演示主要由教師來操作，在實(shí)驗(yàn)過程中不斷引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察，不斷地提出問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考和觀察，并得出相應(yīng)的結(jié)論。在演示實(shí)驗(yàn)中，教師要將理論知識(shí)同實(shí)驗(yàn)緊密結(jié)合，不斷督促學(xué)生進(jìn)行觀察記錄，讓他們養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，對(duì)已經(jīng)學(xué)過的物理概念和知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深刻的理解。

1.創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可以增強(qiáng)學(xué)生主動(dòng)參與性

采用創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可以緊密地圍繞課題進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，與實(shí)踐生活相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)可以提高學(xué)生自主探究能力，激發(fā)學(xué)生活力，最終實(shí)現(xiàn)物理學(xué)習(xí)效率的提升。例如，在摩擦力的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中，由于所采用的器材比較簡單和安全，完全可以由學(xué)生主動(dòng)參與完成，在實(shí)驗(yàn)中讓小車通過不同材料的路面，通過觀察和記錄小車的滑行速度與增加重量后小車的速度變化，讓學(xué)生綜合對(duì)比出與摩擦力相關(guān)的因素，最終引出摩擦系數(shù)這一概念。學(xué)生的主動(dòng)參與可以激發(fā)學(xué)生的動(dòng)手能力，又可以讓學(xué)生在觀察和實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)。

2.創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可以提高學(xué)生動(dòng)手能力

在物理課程中引入創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可以提高他們的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力。例如，在求證壓縮氣體做功產(chǎn)生內(nèi)能的實(shí)驗(yàn)中，可以讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)，讓壓縮空氣引燃沾有酒精的棉花。在實(shí)驗(yàn)中學(xué)生用手擊打大活塞的上端，讓活塞延豎直方向進(jìn)行空氣壓縮，在裝置下端可以發(fā)現(xiàn)棉花瞬間被點(diǎn)燃。在老師的引導(dǎo)下學(xué)生多次實(shí)驗(yàn)，得出了“壓縮氣體可以做功來增加空氣熱能”的結(jié)論。

3.培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在一定意義上可以轉(zhuǎn)換學(xué)生固有的思維模式。學(xué)生不再只是掌握課本知識(shí)，更多的關(guān)注于思維創(chuàng)新。在確保實(shí)驗(yàn)安全的前提下可以讓學(xué)生自主改變實(shí)驗(yàn)環(huán)境或者是環(huán)節(jié)，讓學(xué)自己觀察其中的現(xiàn)象，尋找背后的原理。

二、創(chuàng)新演示實(shí)驗(yàn)的功能和設(shè)計(jì)

1.實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入課堂，激發(fā)學(xué)生活力

演示實(shí)驗(yàn)的主要作用是將所研究的物理現(xiàn)象直觀地展示在學(xué)生眼前，引導(dǎo)學(xué)生觀察和思考，再加之必要的討論和講授，讓學(xué)生建立新的概念和規(guī)律的認(rèn)知。演示實(shí)驗(yàn)必須有直觀性、生動(dòng)性、形象性。教師在導(dǎo)入課程的時(shí)候可以選擇一些新奇的演示實(shí)驗(yàn)，營造愉悅的學(xué)習(xí)氛圍。例如，在牛頓第一定律的教學(xué)伊始，采用吹乒乓球的方式進(jìn)行導(dǎo)入。教師事先將小鋼珠放進(jìn)乒乓球里，一個(gè)身體柔弱的小女生可以吹動(dòng)乒乓球，而身材高大的男生卻吹不動(dòng)特質(zhì)乒乓球，學(xué)生的注意力一下被吸引過來，都在思考這一問題的原因。在教師講授完“質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度”之后，學(xué)生才恍然大悟，心中疑團(tuán)得以解開。這種作法讓學(xué)生將無意注意變?yōu)橛幸庾⒁?，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。再例如，在作用力和反作用力的演示實(shí)驗(yàn)中以卵擊石是教師經(jīng)常提到的例子，由于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的課堂效果非常好，學(xué)生的注意都特別集中，一個(gè)簡單的操作卻引發(fā)了明顯的現(xiàn)象，增加了教學(xué)的有效性和可操作性。

2.分組實(shí)驗(yàn)的功能與設(shè)計(jì)

分組實(shí)驗(yàn)是在教師的指導(dǎo)下學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行觀察記錄并得出結(jié)論的實(shí)驗(yàn)形式，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行分析和交流，教師通過這種實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行科研啟蒙教育，同時(shí)，實(shí)驗(yàn)也是學(xué)生學(xué)習(xí)應(yīng)用物理知識(shí)的重要途徑。分組實(shí)驗(yàn)可以是徒手做實(shí)驗(yàn)也可以是自組物件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。徒手實(shí)驗(yàn)不需要實(shí)驗(yàn)材料，利用雙手就可以完成實(shí)驗(yàn)，這樣可以突破材料限制，每個(gè)學(xué)生都可以做，例如，我們把雙手的食指伸出，指肚正對(duì)并相互擠壓，在這個(gè)過程中我們兩個(gè)食指都是相似彎曲且接觸面平直，由此可以說明“作用力和反作用力是方向相反且相等”。再例如，我們可以伸出并攏的手掌對(duì)照日光燈觀察衍射現(xiàn)象。這樣的徒手實(shí)驗(yàn)簡單方便，人人都可以操作，在實(shí)驗(yàn)中要經(jīng)常倡導(dǎo)。在自組物件實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中我們力求器材操作簡單方便，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，在平拋實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生左手兩個(gè)手指夾著兩個(gè)并列的象棋子，右手用手指用力彈開一個(gè)象棋子，另外一個(gè)象棋子做自由落體運(yùn)動(dòng)，用這個(gè)實(shí)驗(yàn)來說明平拋物體在豎直方向的特征。這種實(shí)驗(yàn)操作簡單，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，啟發(fā)性和拓展性強(qiáng)。

利用身邊小的物體引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的案例還有很多，如果教師可以把這些操作簡單且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯的實(shí)驗(yàn)用于課堂實(shí)驗(yàn)，必然會(huì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性。教師在設(shè)計(jì)與實(shí)踐創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)時(shí)，要注重科學(xué)性和藝術(shù)性的結(jié)合，最大限度地發(fā)揮創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在物理教學(xué)中的作用。

編輯 張珍珍