高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的創(chuàng)新方法

李爽

摘要：物理實(shí)驗(yàn)是物理課堂的重要組成部分，也是幫助學(xué)生把握知識(shí)，感受知識(shí)生成過(guò)程的主要手段。在這個(gè)基礎(chǔ)上，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合理的創(chuàng)新，可以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的有效性，進(jìn)一步促進(jìn)課堂教學(xué)質(zhì)量提高，也是提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握能力和實(shí)踐能力的有效方法。所以，圍繞高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)分析實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新策略是我們認(rèn)真思考、值得鉆研的重要課題。

關(guān)鍵詞：高中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

實(shí)驗(yàn)和物理教學(xué)之間是不可分割的姊妹關(guān)系，二者缺一不可。良好的實(shí)驗(yàn)操作可以促進(jìn)教學(xué)活動(dòng)的有效性，可以將知識(shí)的生成過(guò)程清晰而真實(shí)地還原在學(xué)生的面前，全面增強(qiáng)學(xué)生的探究熱情和動(dòng)力。而在這個(gè)基礎(chǔ)上對(duì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)進(jìn)行合理的改良與創(chuàng)新，并間接促發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，不但可以顯著提高課堂的教學(xué)質(zhì)量和水平，還可以增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)造能力和動(dòng)手能力，從而讓他們更加扎實(shí)地掌握物理知識(shí)。尤其是在當(dāng)前的高中物理課堂中，由于實(shí)驗(yàn)方案陳舊、器材缺失和損壞，導(dǎo)致操作局限性過(guò)大，從而降低了實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的質(zhì)量。對(duì)此，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)物理活動(dòng)的創(chuàng)新，便成為廣大物理教師認(rèn)真對(duì)待的一個(gè)問(wèn)題。但是具體該如何落實(shí)這個(gè)方案呢？筆者圍繞多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，談?wù)勛约旱目捶ê徒ㄗh。

一、實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新

實(shí)驗(yàn)器材是幫助教師開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)的主要工具，如果器材出現(xiàn)損壞、缺失等情況，不僅影響整體的實(shí)驗(yàn)效果，還浪費(fèi)了時(shí)間。因此，在研究物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新策略時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行創(chuàng)新是物理教師所要優(yōu)先考慮的方面。對(duì)此，筆者圍繞牛頓管的創(chuàng)新為例展開(kāi)分析。牛頓管是《牛頓管演示自由落體》實(shí)驗(yàn)的重要材具，如果出現(xiàn)缺失或損毀，必然會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的終止。我們可以創(chuàng)造出一個(gè)新型的牛頓管，材料方面需要準(zhǔn)備永久磁鐵、固定鐵環(huán)、透明玻璃管（長(zhǎng)度一米左右）、鐵片和羽毛、密封性良好的物質(zhì)（環(huán)氧樹(shù)脂等）、空氣閥門(mén)開(kāi)關(guān)、膠管、三通連通器。在制作的過(guò)程，可以將準(zhǔn)備好的羽毛、鐵片放到玻璃管當(dāng)中（分開(kāi)放入），然后利用密封良好的物質(zhì)封住玻璃管，并按上空氣閥門(mén)。當(dāng)密封物質(zhì)干涸后，再利用鐵環(huán)和橡膠墊對(duì)玻璃管進(jìn)行固定，然后使用膠管連接三通和兩個(gè)閥門(mén)。這種創(chuàng)新設(shè)計(jì)在實(shí)驗(yàn)中可以最大限度地提高實(shí)驗(yàn)效率，并降低無(wú)關(guān)因素的干擾。為了增強(qiáng)可視性，還可以將材料中的羽毛涂上明艷的色彩。當(dāng)然，除了新型牛頓管之外，還有許多實(shí)驗(yàn)儀器值得創(chuàng)新，比如楞次定律實(shí)驗(yàn)中所要用到的魔術(shù)筒，簡(jiǎn)易電磁波接收演示器等。受篇幅所限，筆者不一一列舉了。

二、實(shí)驗(yàn)方案的創(chuàng)新

（一）革新探究實(shí)驗(yàn)，讓實(shí)驗(yàn)具有創(chuàng)造性

探究實(shí)驗(yàn)具有神秘性和多樣性的特點(diǎn)，其未知因素具有無(wú)盡的魅力，可以讓學(xué)生全身心地投入其中，在參與的同時(shí)增強(qiáng)自身的操作能力。如果對(duì)探究實(shí)驗(yàn)進(jìn)行革新，讓其具有創(chuàng)造性，那么一方面可以提高探究實(shí)驗(yàn)的整體功能和價(jià)值，另一方面還可以有效提高實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣。但具體該如何實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)呢？以《自由落體運(yùn)動(dòng)》為例，在創(chuàng)新階段，教師修改了原實(shí)驗(yàn)的相關(guān)理念和目標(biāo)，讓探究實(shí)驗(yàn)具有了更深層的內(nèi)涵。原實(shí)驗(yàn)中提及：“硬幣和紙片在下落的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)哪些不同的現(xiàn)象？這些現(xiàn)象受到哪些因素的影響？如果將硬幣和紙片都放在真空環(huán)境當(dāng)中，那么將會(huì)出現(xiàn)哪些變化？”經(jīng)過(guò)修改，變成了：“在大風(fēng)天，下落狀態(tài)中的硬幣和紙片會(huì)發(fā)生哪些變化？如果將紙片團(tuán)成一團(tuán)，那么在下落的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)哪些變化？”通過(guò)這樣的整改，不但讓探究實(shí)驗(yàn)更具備了懸念性的特點(diǎn)，而且可以讓高中生感受到挖掘知識(shí)和探究知識(shí)的樂(lè)趣，從而增強(qiáng)他們對(duì)物理的熱愛(ài)情緒。值得注意的是，在修改實(shí)驗(yàn)方案和目標(biāo)方面，教師也可以要求學(xué)生自行改良，目的是為了誘發(fā)學(xué)生潛意識(shí)中的探究積極性，間接增強(qiáng)他們觀察事物和挖掘問(wèn)題的良好習(xí)慣。

（二）修改演示實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生提供參與機(jī)會(huì)

高中物理教材中包含了許多演示實(shí)驗(yàn)，通過(guò)組織這些演示實(shí)驗(yàn)可以有效加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握能力。但是在傳統(tǒng)課堂中，這些演示實(shí)驗(yàn)都是由教師在課堂中完成，而學(xué)生只能機(jī)械地觀看，偶爾配合教師進(jìn)行思考。這種方法不僅局限，而且不利于學(xué)生操作能力的提高。對(duì)此，讓學(xué)生成為演示實(shí)驗(yàn)的操作者，由教師配合指導(dǎo)，這樣不僅提高了學(xué)生的手感，還加強(qiáng)了學(xué)生操作能力。以《牛頓管演示自由落體》為例，在這次實(shí)驗(yàn)中，教師改變以往的實(shí)驗(yàn)規(guī)則，由學(xué)生在臺(tái)下進(jìn)行自主操作，觀察實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，以及出現(xiàn)了哪些情況和問(wèn)題。筆者觀察發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在操作期間興致都非常高昂，雖然他們出現(xiàn)了不少的錯(cuò)誤，但經(jīng)過(guò)老師指點(diǎn)，他們都能快速發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤、修改錯(cuò)誤。期間，為了讓學(xué)生進(jìn)一步把握知識(shí)，還可以延伸性地提出一些問(wèn)題。比如，如果不存在空氣阻力，所有的物體都只會(huì)受到重力的作用，不同物體從同一高度同時(shí)由靜止下落會(huì)出現(xiàn)哪些結(jié)果？由此點(diǎn)燃學(xué)生的探究熱情。綜上可見(jiàn)，學(xué)生在親身經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)之后，他們對(duì)知識(shí)的把握能力將會(huì)得到提高。期間，哪怕出現(xiàn)了一些問(wèn)題，在經(jīng)歷改良后，他們也會(huì)及時(shí)地把握重點(diǎn)。

總之，實(shí)驗(yàn)是物理課堂的重要組成部分，它的作用和功能在物理課堂中不可或缺。合理地對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新，可以讓嚴(yán)謹(jǐn)、抽象的物理知識(shí)變得更具直觀性、具體性和可視性，可以讓學(xué)生在身臨其境中把握知識(shí)的運(yùn)作規(guī)律和原理，從而達(dá)成“看得到、摸得著”的效果。但是，如何完成創(chuàng)新，如何保證創(chuàng)新后的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)具有價(jià)值，這卻是一個(gè)難點(diǎn)中的難點(diǎn)，也是對(duì)廣大物理教師專業(yè)技能和素養(yǎng)的綜合性考驗(yàn)。