淺析高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新型設(shè)計(jì)

摘 要：高中物理教學(xué)主要是建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過一些創(chuàng)新型的實(shí)驗(yàn)方案，激發(fā)學(xué)生興趣，也能提高他們的實(shí)踐能力，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的提升?；诖耍疚氖紫群?jiǎn)要的介紹了高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新型設(shè)計(jì)的意義，接著分析了當(dāng)下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，最后重點(diǎn)提出了一些有效的設(shè)計(jì)方案，以期為高中物理教師教學(xué)提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：高中物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué);創(chuàng)新型設(shè)計(jì)

物理課程是一門實(shí)踐性、生活性比較強(qiáng)的學(xué)科，部分理論知識(shí)是從以往的生活和實(shí)驗(yàn)總結(jié)而來(lái)的，那么教師在設(shè)計(jì)一些創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，更應(yīng)該提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新思維。由于高中物理本身就具備一定的難度性，學(xué)生在掌握的時(shí)候顯得比較困難，對(duì)此，教師借助實(shí)驗(yàn)，將學(xué)生放于中心，按照實(shí)驗(yàn)的要求和目的，增設(shè)條件和場(chǎng)景，用于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，達(dá)到一個(gè)最佳的優(yōu)化效果。

一、 高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新型設(shè)計(jì)的意義

傳統(tǒng)化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中過于形式、片面化，學(xué)生往往只有觀察到實(shí)驗(yàn)的變化，才能更為全面的去思考這些物理問題，可是課堂上的時(shí)間有限，如若教師將實(shí)驗(yàn)長(zhǎng)時(shí)間放置在課堂上，這樣往往會(huì)影響后續(xù)教學(xué)工作的順利實(shí)施，也無(wú)法提高整體的教學(xué)效果。因此，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新型的設(shè)計(jì)，改變?cè)镜慕虒W(xué)弊端，使得教學(xué)工作能夠滿足新課改的相關(guān)要求，借助全新的實(shí)驗(yàn)思路去引導(dǎo)學(xué)生自主性的學(xué)習(xí)。

二、 高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新型設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀分析

（一） 高中生的主體性無(wú)法得到體現(xiàn)

高中物理教學(xué)中，如若教師仍舊是采用以往的教學(xué)方法，將知識(shí)點(diǎn)作為核心，忽視了學(xué)生在整個(gè)過程中的重要性，那么這樣的教學(xué)效率是非常低下的。即便是在一些具體的實(shí)驗(yàn)過程中，部分教師也是采用先示范，接著讓學(xué)生模仿操作，這樣無(wú)法詮釋出學(xué)生的主體地位，也會(huì)制約實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的發(fā)展。

（二） 忽視了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段的重要性

物理知識(shí)是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上去進(jìn)行必要的歸納和整理。但在實(shí)際教學(xué)中，仍舊是教師講述、學(xué)生記筆記形式居多，忽視了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性，教師就應(yīng)該意識(shí)到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段的重要性，以重力加速度的知識(shí)點(diǎn)為例，在簡(jiǎn)述這一章節(jié)的知識(shí)時(shí)，為了讓學(xué)生更為清楚的掌握和認(rèn)識(shí)到相關(guān)的概念和公式，設(shè)計(jì)一些小球單擺的實(shí)驗(yàn)。借助這個(gè)小實(shí)驗(yàn)，讓每位學(xué)生都能主動(dòng)的參與到其中，理解物理的概念和公式，充分體會(huì)到這門學(xué)科的趣味性和實(shí)踐性。

（三） 創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)缺乏實(shí)踐性

高中物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新型設(shè)計(jì)的時(shí)候，理應(yīng)包含一些實(shí)踐元素，這就要求學(xué)生去實(shí)行自主性的設(shè)計(jì)和思考，盡量讓每位學(xué)生都能積極的參與到其中，加深對(duì)理論、概念等內(nèi)容的理解。但是在實(shí)際的高中物理教學(xué)中，受到一些客觀因素的影響，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容無(wú)法得到有效的更新，使得實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方案在本質(zhì)上沒有產(chǎn)生任何的變化，學(xué)生的個(gè)人發(fā)展空間也受到了嚴(yán)重的限制。

三、 高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新型設(shè)計(jì)的主要策略

（一） 構(gòu)建創(chuàng)新型的實(shí)驗(yàn)思路，引導(dǎo)學(xué)生自主性的設(shè)計(jì)

物理實(shí)驗(yàn)的過程在于主動(dòng)去探索和發(fā)現(xiàn)，將創(chuàng)新思想看作是實(shí)踐的先導(dǎo)因素，這樣才能確保實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中涵蓋了創(chuàng)新型理念。對(duì)此，教師就應(yīng)該意識(shí)到學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中的主體地位，肯定他們的實(shí)驗(yàn)成果，這樣不僅會(huì)增強(qiáng)學(xué)生的信心，還能構(gòu)建一個(gè)平等的師生關(guān)系。而教師在整個(gè)過程中，主要是起到一個(gè)引導(dǎo)性的作用，突破常規(guī)思維的束縛，調(diào)動(dòng)學(xué)生的科學(xué)文化知識(shí)，實(shí)現(xiàn)理論向?qū)嵺`的有效轉(zhuǎn)換。首先，對(duì)教材中已經(jīng)給出的一些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)馗淖兒蛣?chuàng)新，以便達(dá)到一個(gè)最優(yōu)化的教學(xué)效果，例如在驗(yàn)證“動(dòng)量守恒”的實(shí)驗(yàn)中，物理課本上的實(shí)驗(yàn)主要是采用彈簧、小車的方法，在分析小車運(yùn)動(dòng)距離的過程中，利用公式，計(jì)算出運(yùn)動(dòng)的速度，接著掌握到其中的數(shù)量關(guān)系。而在創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)思路下，教師就可以將“動(dòng)量”的關(guān)系轉(zhuǎn)變成“定量”，將小車轉(zhuǎn)成小球，借助平拋的方法去求得速度。其次，借助實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證一些物理習(xí)題，例如過山車完成圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)最高點(diǎn)的臨界速度是多少？可以分為三種情況，v=v臨界、vv臨界，要想保證過山車能夠到達(dá)最高點(diǎn)，那么它的速度就必須要大于臨界的速度。最后，借助物理實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證生活中的一些問題，如遠(yuǎn)距離輸電，按照學(xué)生自行設(shè)計(jì)的線路圖，教師在多媒體上展示實(shí)驗(yàn)方案，介紹其中的工作原理和相關(guān)構(gòu)造，讓同學(xué)們?nèi)ミM(jìn)行自主性猜測(cè)和驗(yàn)證，不要將思路停留在理論階段。演示實(shí)驗(yàn)結(jié)束以后，小組內(nèi)要進(jìn)行相應(yīng)的反思、總結(jié)，這有助于培養(yǎng)學(xué)生在科學(xué)探索中的實(shí)驗(yàn)態(tài)度。

（二） 按照物理實(shí)驗(yàn)的要求，注重對(duì)數(shù)據(jù)的創(chuàng)新

傳統(tǒng)化的實(shí)驗(yàn)分析中，需要學(xué)生手寫記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)處理的效率非常低，而且實(shí)驗(yàn)的直觀性和競(jìng)爭(zhēng)性無(wú)法得到有效的體現(xiàn)。信息化時(shí)代下，教師在教學(xué)中也應(yīng)該有所創(chuàng)新和發(fā)展，借助仿真實(shí)驗(yàn)軟件，利用軟件數(shù)據(jù)處理、整理和分析這些數(shù)據(jù)，將物理實(shí)驗(yàn)同信息技術(shù)有效的結(jié)合在一起，幫助學(xué)生從中學(xué)到更多的知識(shí)。例如在“單擺的周期實(shí)驗(yàn)”中，讓學(xué)生結(jié)合公式去計(jì)算單擺的周期，這時(shí)候需要應(yīng)用到兩組數(shù)據(jù)——擺線的長(zhǎng)度、擺動(dòng)的時(shí)間。當(dāng)學(xué)生在確定了實(shí)驗(yàn)的思路以后，教師引導(dǎo)他們利用pasco傳感器和相關(guān)的組件來(lái)完成這一實(shí)驗(yàn)，這是學(xué)生需要重點(diǎn)關(guān)注的部分，當(dāng)傳感器在發(fā)出信號(hào)的時(shí)候，雷達(dá)接受到以后，會(huì)反映出位置、方向和速度等，接著給出一系列的數(shù)據(jù)。從整個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)而言，需要利用到的器材如表1所示：

教師應(yīng)該為學(xué)生提供簡(jiǎn)單的設(shè)備，確保每位學(xué)生都能看到一個(gè)完整且準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)過程，然后從中分析出相應(yīng)的物理規(guī)律，完成了實(shí)驗(yàn)以后，借助pasco軟件中數(shù)據(jù)分析功能，計(jì)算出單擺周期。從這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的應(yīng)用情況而言，學(xué)生應(yīng)該學(xué)會(huì)自己利用仿真軟件去進(jìn)行分析和記錄，將記錄的數(shù)據(jù)以最為直觀的方法展現(xiàn)出來(lái)，然后應(yīng)用圖形化的方法去分析這些數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)形象思維的有效轉(zhuǎn)換。同時(shí)，學(xué)生也可以自主、反復(fù)的去進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從中摸索出一定的物理規(guī)律，將高中物理實(shí)驗(yàn)的數(shù)字化和信息化特點(diǎn)充分展現(xiàn)出來(lái)。

（三） 增設(shè)條件和情境，確保創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐性

物理實(shí)驗(yàn)的情境和條件對(duì)于實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行具備促進(jìn)作用，有些實(shí)驗(yàn)往往需要在一些特定的環(huán)境下才能進(jìn)行，盡量減少外界因素對(duì)此的干擾，確定實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)需要的基礎(chǔ)設(shè)備。教師要充分意識(shí)到實(shí)驗(yàn)器材存在的作用在于讓學(xué)生親自去體驗(yàn)，然后運(yùn)用這些理論性的知識(shí)點(diǎn)解決學(xué)習(xí)上遇到的重難點(diǎn)問題。以高一《生活中的圓周運(yùn)動(dòng)》為例，物理教學(xué)中提供洗衣機(jī)脫水、汽車轉(zhuǎn)彎等生活中比較常見的案例，主要目的在于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知和理解。

第一，教師為其提供實(shí)驗(yàn)的器材，按照小組合作的方法，準(zhǔn)備一個(gè)直徑是4cm的小球，對(duì)小球進(jìn)行穿孔處理，還有50cm的細(xì)線，橡皮繩，

25cm的鋼絲。第二，讓學(xué)生去展開體驗(yàn)式的活動(dòng)，分析小球下擺時(shí)處于超重還是失重的狀態(tài)，將鋼絲套在小球上，保持豎直，小球靜止，感受到食指的拉力大小，接著抬高一段距離以后釋放;另一種是小球在下擺的時(shí)候感受到手指受到的拉力。先后兩次的實(shí)驗(yàn)中，一致認(rèn)為第二種手指受到的力更大，整個(gè)過程中，學(xué)生的手、腦都被調(diào)動(dòng)起來(lái)，學(xué)習(xí)的興趣也會(huì)增加，最終會(huì)結(jié)合牛頓第二定律去進(jìn)行綜合性的分析，真正在創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的過程中，增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐能力。

物理是一門綜合性非常強(qiáng)的學(xué)科，將實(shí)驗(yàn)作為一種手段去提高學(xué)生的創(chuàng)新、探究能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)真理的不斷探索。而教師在組織實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的時(shí)候，也應(yīng)該將創(chuàng)新性理念融入其中，借助多種教學(xué)方法，讓學(xué)生主動(dòng)參與到其中，真正掌握和領(lǐng)悟到知識(shí)在形成過程中的獨(dú)特性，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)“自我”的不斷超越。

作者簡(jiǎn)介：張志杰，福建省漳州市，福建省漳浦道周中學(xué)。