如何創(chuàng)新設(shè)計(jì)高中物理實(shí)驗(yàn)

李月東

【摘 要】實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中物理的重要內(nèi)容，縱觀高考，實(shí)驗(yàn)題是高中學(xué)生學(xué)習(xí)中的難題，特別是創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)題，學(xué)生很難獲得高分；并且學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能及素養(yǎng)不高。因此，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)與創(chuàng)新能力，任重而道遠(yuǎn)。設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)效果。本文就如何創(chuàng)新設(shè)計(jì)高中物理實(shí)驗(yàn)作扼要闡述。

【關(guān)鍵詞】高中物理實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新設(shè)計(jì)；多媒體；教學(xué)情境

一、高中物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重要性及意義

教育者必須具有創(chuàng)新精神！目前，隨著新課程改革的推進(jìn)，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，雖然取得一定的效果，但是，部分教師認(rèn)識(shí)不夠，實(shí)施教學(xué)時(shí)把學(xué)生實(shí)驗(yàn)變成了演示實(shí)驗(yàn)，課堂演示實(shí)驗(yàn)變成了理論教學(xué)，沒(méi)有認(rèn)真組織學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)，并且實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段單一，沒(méi)有足夠的吸引力；而學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課中，探究過(guò)程馬虎、懶動(dòng)手、不動(dòng)腦，被動(dòng)性強(qiáng)，主動(dòng)性弱，實(shí)驗(yàn)意識(shí)不強(qiáng)！因此，圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，提高學(xué)生的探究熱情，就顯得非常必要了。

二、如何進(jìn)行創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

創(chuàng)新需要豐富的創(chuàng)造力，教師要不斷的學(xué)習(xí)，認(rèn)真研究課本，提高自身知識(shí)儲(chǔ)量和創(chuàng)新思維能力，掌握實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法?，F(xiàn)從三個(gè)方面著重談創(chuàng)新設(shè)計(jì)高中物理實(shí)驗(yàn)的方法。

（一）為幫助學(xué)生突破學(xué)習(xí)難點(diǎn)而創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)和目標(biāo)及學(xué)生學(xué)習(xí)中遇到的難點(diǎn)，有目的去創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生解惑，克服學(xué)習(xí)中的困難。如：《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》中，如圖甲實(shí)驗(yàn)裝置：

教材設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中，細(xì)繩對(duì)車的拉力認(rèn)為等于配重（即鉤碼）的重力，而鉤碼是做加速運(yùn)動(dòng)的，因此，兩力并不相等，會(huì)造成系統(tǒng)誤差。為減小誤差，此實(shí)驗(yàn)的條件是：鉤碼的質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量。這是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，相信教師當(dāng)時(shí)也用整體法和隔離法推導(dǎo)出這個(gè)條件，但效果不理想，學(xué)生在處理與這個(gè)條件相關(guān)的問(wèn)題時(shí)，還是易混淆、出錯(cuò)。如圖乙，如果在細(xì)線和小車之間接一個(gè)力的傳感器，此時(shí)，實(shí)驗(yàn)還需要這個(gè)條件嗎？明顯不需要，因?yàn)閺牧Φ膫鞲衅魃峡梢灾苯幼x出細(xì)繩對(duì)小車的拉力。因此，根據(jù)實(shí)驗(yàn)不足和學(xué)生學(xué)習(xí)遇到的困難，設(shè)計(jì)合理的過(guò)程，幫助學(xué)生解惑、克服困難是我們的首要任務(wù)！解決措施：如果我們同時(shí)把這兩個(gè)裝置的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程上，讓學(xué)生分3-5小組分別探究完成，然后小組間交流討論，教師再總結(jié)強(qiáng)調(diào)上述的條件，通過(guò)這樣靈活設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，協(xié)助學(xué)生突破了學(xué)習(xí)難點(diǎn)，從而達(dá)到我們要實(shí)現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)。

（二）利用多媒體的直觀功能創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)

受客觀、主觀等條件的限制，高中物理實(shí)驗(yàn)效果往往不夠理想，特別是單一的演示實(shí)驗(yàn)或純粹的實(shí)物操作實(shí)驗(yàn)，而利用多媒體設(shè)計(jì)動(dòng)畫、錄入聲音等元素，能激發(fā)學(xué)生的探究熱情、求知欲望，促使他們主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)，提高課堂效率。例如：在《研究自由落體運(yùn)動(dòng)》時(shí)，由于兩物體下落時(shí)間極短，學(xué)生難以觀察到兩物理是否同時(shí)到達(dá)地面。如果利用頻閃照相機(jī)拍攝物體的下落過(guò)程，然后通過(guò)多媒體再展示給學(xué)生觀看，同時(shí)可控制畫面的播放與暫停、快和慢，學(xué)生就很清楚的看到物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，記住物體自由下落的特點(diǎn)：同時(shí)到達(dá)地面。又如：在研究《平拋運(yùn)動(dòng)》時(shí)，學(xué)生通過(guò)探究，用描點(diǎn)法作出物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，然后按效果找到它水平、豎直方向的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，用化曲為直的理念研究它的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，從而得到物體作平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及兩個(gè)推論。然而，學(xué)生在這里會(huì)遇到兩個(gè)困難：水平、豎直分運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性理解及物體運(yùn)動(dòng)到某點(diǎn)時(shí)豎直分速度的求解。如果教師在組織學(xué)生探究這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，配以電腦制作的flash課件，把兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性展示給學(xué)生，課堂實(shí)驗(yàn)效果將會(huì)事半功倍。

（三）圍繞創(chuàng)設(shè)最佳教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

環(huán)境造就人才，良好的學(xué)習(xí)、教學(xué)環(huán)境，是教師施教、學(xué)生學(xué)習(xí)成功的重要一環(huán)，因此，教師應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究目標(biāo)創(chuàng)設(shè)最佳的教學(xué)環(huán)境。如：《探究功與速度變化的關(guān)系》是一節(jié)典型的科學(xué)探究課，通過(guò)探究，學(xué)生不但能掌握操作技能，還能使學(xué)生更加重視實(shí)驗(yàn)中的科學(xué)思想的學(xué)習(xí)，不斷培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和動(dòng)手實(shí)踐能力。本節(jié)課的難點(diǎn)是：如何計(jì)算功？怎樣確定小車速度？如圖裝置：

如何創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生突破難點(diǎn)？我們可以從四個(gè)方面來(lái)創(chuàng)設(shè)最佳的實(shí)驗(yàn)環(huán)境來(lái)展開(kāi)教學(xué)：（1）創(chuàng)設(shè)平等、民主的教學(xué)情境：課前給每位學(xué)生發(fā)兩根相同的橡皮筋，要求他們自制紙質(zhì)彈丸，分別用一根、兩根橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)彈丸的飛行速度跟什么有關(guān)？（2）設(shè)計(jì)合理的問(wèn)題創(chuàng)設(shè)情境：?jiǎn)枺?研究對(duì)象是什么？.是否要平衡摩擦力？如何調(diào)節(jié)？.怎樣計(jì)算功？怎樣確定小車的速度？每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋是否應(yīng)拉到同一位置？利用記錄的數(shù)據(jù)作w-v圖像，判斷兩者的關(guān)系？實(shí)驗(yàn)的主要誤差在哪里？通過(guò)一系列問(wèn)題的提出，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，帶著問(wèn)題去探究；（3）創(chuàng)設(shè)師生互動(dòng)的活動(dòng)情境：實(shí)驗(yàn)小組分別交流討論，分享實(shí)驗(yàn)的心得體會(huì)；（4）設(shè)置開(kāi)放性問(wèn)題：依據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，作w-v圖像，問(wèn)：圖像是直線嗎？?jī)烧哂惺裁搓P(guān)系？又如何尋求它們之間的關(guān)系？通過(guò)這四個(gè)方面的有機(jī)結(jié)合，開(kāi)發(fā)了學(xué)生的發(fā)散思維，也體現(xiàn)課堂探究實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)探究是無(wú)止境的。

由上述可見(jiàn)，物理實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新并不難，關(guān)鍵是要有勇氣，要敢于扭轉(zhuǎn)思路，利用學(xué)校的資源，靈活選材、巧妙設(shè)計(jì)，將它們有機(jī)地融入教學(xué)實(shí)踐中，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情，只有這樣，我們的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)才有活力，教學(xué)效果才會(huì)有更大程度的提高。

三、創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要注意的事項(xiàng)

創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法、途徑很多，教師要認(rèn)真研究教材，了解學(xué)生，善于整合數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)，總之，創(chuàng)新的思路是無(wú)窮無(wú)盡的。但是，要考慮設(shè)計(jì)是否合理、恰當(dāng)，避免盲目的、毫無(wú)意義的設(shè)計(jì)，應(yīng)在安全性、新穎性、科學(xué)性、可操作性上設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使教學(xué)目標(biāo)得到很好的體現(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

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