新课程背景下高中物理实验的开发与改进

新课程背景下高中物理实验的开发与改进

作者：李久成

来源：《文理导航·教育研究与实践》2013年第12期

【摘 要】物理学是一门以实验为基础的自然科学，实验在物理教学中占有重要的地位，是课堂教学的重要组成部分，但仅仅限于实验室里的器材辅助课堂教学还远远不够。应该把身边的某些物品搜集起来做物理演示实验，也体现了新课程中要发挥学生的创新精神的要求。笔者结合自己的教学案例，从两个方面阐述了开发与改进物理实验，提高物理课堂教学的方法。 【关键词】新课程；实验教学

随着新一轮课程改革的实施，对处于一线教学的物理教师提出了新的挑战。我们知道，物理学是一门以实验为基础的自然科学，实验是了解、研究自然规律的重要方法。普通高中《物理新课程标准》指出：在高中物理教学中，“应该重视学生对物理实验的理解”，“重视学生实验技能的提高”。要求教师“积极开发适合教学的实验项目，充分利用实验资源做实验”。鼓励教师“将电子计算机等多媒体技术应用在物理实验中，同时提倡使用身边随手可得的普通物品做物理实验”。伟大的物理学家爱因斯坦有句名言：“兴趣，是最好的老师”。充分发挥物理实验魅力激发学生学习兴趣，是能否引导学生积极思维和具有求知欲望的重要前提。所以一个物理教师要充分发掘物理演示实验中巧妙的构思和方法，要根据教材内容创新开发物理实验，尤其是使用身边的物品进行实验，并以实验为依托，拓宽学生学习思路，使学生原有的认知结构与物理规律更加贴近。通过形式多样的实验活动，消除学生对物理现象的神秘感，顺应学生爱玩、爱动的天性，使其“玩入物理世界，探究物理规律”，从而培养学生的创新能力。笔者认为可从以下二个方面开发与改进物理实验，提高物理课堂的教学效率。 一、开发新型实验，突破教学难点

在新课程人教版课本中大多数章节演示实验较多，效果也较明显，操作方便，在课堂上演示效果也很理想。但有些章节涉及的实验很少，单靠书本上的那几个实验，或者实验室里的一些实验器材是远远不够的。因此，根据教材内容，选择适当的时机用身边熟悉的用具创新开发演示实验，开拓学生的创新思维，激励学生敢于标新立异，提出富有新意，与众不同的实验方案，有利于激励学生的创新意识，培养学生的创新能力。

如：在讲《力的分解》时，老师常常多次给学生讲力的分解的重要性，并且强调力的分解应该按力的实际效果来分。但就是有一部分学生不能理解，他们很难搞清楚这个力到底产生什么效果，如人拉动木块。在这个过程中绳子对木块施加了一个斜向上方的拉力作用，那么这个拉力产生了什么样的效果？我在讲解的时候，拿来一个电子秤，这是学生很熟悉的称量工具，当我把电子称拿到讲台上时，同学们很好奇，都不知道到底葫芦里卖的什么药。接下来我把一个木块放在电子称上（如图1），斜向上拉动木块，构建成一个物理模型，然后让学生观察电子称读数变化，和木块运动情况。从实验中学生很容易观察出拉力F产生了两个效果，一个是

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向上提物体的效果（电子称读数减小），另一个是向前拉动物体的效果（物块向右运动）。根据实际效果我们就把力F分解到水平向右和竖直向上这两个方向上，其力的分解如图2所示。求得：F1=F·cosθ，F2=F·sinθ

接着提出问题“如果物体在斜面上运动，重力又会产生怎样的效果？”然后通过变式问题的讨论，把一系列物理模型都展示出来，使学生对这个知识点的学习很顺畅，也很容易接受。 二、改进演示实验，提高教学效果

演示实验，能帮助学生直观、生动、形象、深刻地理解物理概念和规律，是学生获得感性认识的重要源泉。教师应该经常对课本中介绍的演示实验进行分析研究，不断改进实验装置，并且要尽可能地巧用身边之物创新实验教学，设计出一些材料易找、装置简单、易于操作、可见度大、直观性强、现象明显的出乎学生意料的新奇的实验，增强演示实验的可见性、真实性和趣味性，以利于调动学生学习积极性，帮助学生正确建立物理模型和物理概念，正确理解定律和公式的物理意义，力争使每一个演示实验都能达到预期的效果。 1.借助多媒体课件使实验效果更加直观形象

在讲运动的分解时候，教材中有一个演示实验（如图3），即观察蜡块在玻璃管中的运动情况，做这个实验时，学生很难观察到教材中描述的效果。我就借助多媒体课件将两个分运动和合运动直观形象的表达出来，让学生既看清水平和竖直方向分运动情况，又能看清蜡块实际的运动（合运动）情况（如图4），从而达到让学生比较直观的“知其所以然”的效果。 2.用身边普通物品替代正规教具，增加演示的趣味性

例如关于超重、失重现象，教材中虽然有“一个人站在体重计上，下蹲、起立时看到的超重、失重现象”演示，后来在曲线运动一章也讲了航天器中的失重现象。但学生对完全失重现象还是无法体会和理解。我就利用身边材料，在课堂上做过这样一个完全失重演示实验：先找一个用过的饮料瓶子，在靠近底部的侧面打个洞，用手指按住洞，在里面装上水。移开手指，水就从洞中射出来（如图5）。如果放开手，让罐子自由下落，在下落的过程中，水将不再从洞中射出。接下来可以让学生思考为什么会有这样的现象呢？学生很感兴趣，开始讨论，有的同学甚至要到前面演示。老师适时设疑，让学生猜想讨论，然后与师生一起分析原因，加深学生对失重现象的理解。

3.借助新型的科技类商品，提高实验的可见度

目前市场上有许多科技类产品和玩具，它们有些是根据物理学的某些原理制造出来的，如磁悬浮飞碟、伯努利球等，我们课堂上如能恰当地出示这类可见度较大的物品作为演示教具，可以极大地增强学生的学习兴趣，加深对物理原理的理解。

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如在讲授磁现象和磁场时，可以先出示并演示磁悬浮飞碟玩具（如图6），以激发学生的好奇性和求知欲，接着再讲授新课知识，效果会更好。

总之，只要教师依据创新教育的理念，对每个演示实验认真分析、处理，尽量应用身边的用品开发演示实验，尽可能确定每个实验要着重培养学生哪方面的能力，就一定能在培养发展学生的实验技能和创新能力的教学中取得良好的效果。