在高中物理教學(xué)中運用實驗培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

摘 要：高中物理教學(xué)不應(yīng)當(dāng)是繁雜公式與理論的羅列，還應(yīng)當(dāng)穿插進去很多有趣的實驗。這些物理實驗不僅能夠幫助學(xué)生們更好的理解物理原理，更能促進學(xué)生通過自主動手操作，進一步培養(yǎng)創(chuàng)新能力，為今后的物理學(xué)科素養(yǎng)提升打下堅實的基礎(chǔ)。本文通過一些具體的實驗教學(xué)實例，利用高中物理教學(xué)中較為重要的幾個物理實驗，闡述物理實驗在高中物理教學(xué)中是如何提升學(xué)生創(chuàng)新能力的，以期望促進高中物理教學(xué)更加生動化、創(chuàng)新化、實踐化。

關(guān)鍵詞：高中物理；實驗；教學(xué)；創(chuàng)新能力

一、高中物理實驗教學(xué)的意義

物理不同于數(shù)學(xué)的很大一點在于，物理往往能夠在生活或生產(chǎn)中找到模型的原型，是利用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的一門學(xué)科。作為一門與生活息息相關(guān)的學(xué)科，物理教學(xué)絕不應(yīng)當(dāng)照本宣科、停留于課堂表層。實驗是物理教學(xué)的靈魂，一個合格的物理教學(xué)者，應(yīng)當(dāng)做到能夠啟發(fā)學(xué)生通過觀看演示實驗、自主動手操作實驗、撰寫實驗報告等方式，培養(yǎng)學(xué)生對物理學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣，在參與實驗的過程中培育創(chuàng)新能力。高中物理實驗的教學(xué)，是對于書本上理論知識與公式的補充、豐富與完善。

二、高中物理實驗是學(xué)生對疑惑的一次自主解答嘗試

在力學(xué)引入的最初，高中物理課本中提到了幾個概念——距離、位移、時間、速度以及加速度，對于前面的四個概念，在生活中是相對直觀的，學(xué)生也比較容易理解；但是加速度的概念較為抽象，且高一接觸加速度時并非利用“求導(dǎo)數(shù)”的方式引進，在數(shù)學(xué)上沒有一個有力的支撐，學(xué)生在初次接觸時的理解困難程度較大。在高中物理常見的一個實驗“探究速度與時間變化關(guān)系（打點計時器使用）”中，學(xué)生可以自主的調(diào)整小車行駛速度，在多次動手實驗與實驗數(shù)據(jù)處理中，更好的認識“加速度”這一物理量，在釋放小車時，“速度越來越快了”就意味著“加速度為正數(shù)，速度增加”，在小車因為摩擦力與空氣阻力逐漸停下來時，“速度越來越慢了”就意味著“加速度為負數(shù)，速度減小”。通過反復(fù)的實驗，學(xué)生能夠自主解答很多對于抽象概念的疑惑，這種自主動手操作、自主解答問題的過程，是對于高中生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，有助于學(xué)生打下良好的研究基礎(chǔ)。

三、物理實驗方式多樣化，幫助學(xué)生打破常規(guī)思維

學(xué)習(xí)電磁學(xué)的過程中，如何測量一個未知電阻，是我們物理教學(xué)實驗環(huán)節(jié)的一大重要問題。學(xué)生們往往接觸到的最常規(guī)的方法是“伏安法測電阻”，分別通過測量到的電壓與電流，多次實驗后計算得到電阻的值。我們物理教學(xué)者或許可以嘗試向?qū)W生們提出這樣一個問題：“除了常見的伏安法測電阻之外，大家還有沒有其他的創(chuàng)新方法，也能夠較為精確的測出電阻呢？”，學(xué)生們會反復(fù)思考測電阻的原理，并在綜合運用前面所學(xué)的各種物理知識的基礎(chǔ)之上，融會貫通，自主查閱資料并設(shè)計實驗。在創(chuàng)新實驗方式的過程中，有學(xué)生可能會提出“歐姆表測電阻”的新方法，認識到了一種新的物理實驗儀器。還有學(xué)生可能會猜想到對“伏安法測電阻”實驗的改進，只用電壓表，不用電流表，也能完成電阻的測量。這些學(xué)生往往會引入一個已知的定值電阻，與未知的待測量電阻一同串聯(lián)在電路中，將一只電壓表兩次分別接到這兩個不同的電阻上，利用分電壓的相關(guān)公式推導(dǎo)出待測電阻的值，這種方式被稱為“伏伏法”。又有同學(xué)可能會提出，這樣兩次接電壓表，增加了實驗的復(fù)雜程度，能否只接入一次電壓表呢？這也是可以具體實踐操作的，引入一個滑動變阻器，通過改變滑動變阻器串聯(lián)接入電路的電阻值，達到不同的分壓效果，這種測量未知電阻的方法也稱為“伏阻法”。除此之外，高中物理實驗中還有很多類似的例子，多數(shù)實驗的方法并不是唯一的，作為教師應(yīng)當(dāng)善于引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成舉一反三的好習(xí)慣，對于接觸到的傳統(tǒng)物理實驗大膽創(chuàng)新、不斷改造，打破常規(guī)思維，通過多樣化的實驗方式真正培養(yǎng)物理創(chuàng)新能力。

四、物理選修與競賽教學(xué)，適當(dāng)?shù)囊雱?chuàng)新實驗拓展

高中物理的教學(xué)并不能滿足全部同學(xué)的求知需求，很多學(xué)有余力的同學(xué)會選擇報名物理競賽，或者選擇繼續(xù)閱讀選修課本乃至高等教育階段的物理專業(yè)書籍。對于這部分求知欲望強烈、基礎(chǔ)知識扎實、創(chuàng)新能力強的學(xué)生，作為教師應(yīng)當(dāng)發(fā)現(xiàn)人才并積極引導(dǎo)，不妨適當(dāng)?shù)囊雱?chuàng)新實驗進行知識的拓展。例如，在后繼課程統(tǒng)計熱力學(xué)中，“粘度系數(shù)實驗”是作為初始章節(jié)的引入性實驗出現(xiàn)的，難度適合學(xué)有余力的高中學(xué)生。這個實驗也有很多種方式，物理實驗室只需要配備基礎(chǔ)器材，就可以引導(dǎo)學(xué)生做落球法測量粘度系數(shù)的實驗，對小球稱重后在待測液體中央放置，令其緩緩落下并在達到穩(wěn)定狀態(tài)時開始計時，在遮擋發(fā)光點時停止計時，通過公式可計算出待測液體的粘度系數(shù)。如果實驗室有足夠的條件，還可以購置奧氏粘度計作為實驗器材，并讓學(xué)生通過實驗自主分析奧氏粘度計兩個玻璃泡的作用。這些拓展性實驗，可以作為高中物理教學(xué)實驗環(huán)節(jié)的補充，更能調(diào)動學(xué)生的創(chuàng)新能力。

參考文獻

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作者簡介：

王照標(biāo)（1986-），男，土家族，重慶市北碚區(qū)，一級教師，研究生，重慶市江北中學(xué)校 400714，研究方向：高中物理教學(xué)

（作者單位：重慶市江北中學(xué)校）