让高中物理实验做出新意来，本文主要内容关键词为：新意论文,物理实验论文,高中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
物理学是一门以实验为基础的自然学科，物理实验是物理学的有机组成部分，它为学生学好物理提供了丰富的感性材料，创设了良好的物理环境。但是目前在应试教育的影响下，物理实验教学难以发挥它应有的作用。一些教师很少做实验，怕麻烦、图省事，不愿花时间从事实验教学，实验只被作为收集数据，验证理论，应付考试的工具。实验教学形成了教师讲，学生做，教师示范，学生模仿的教学。部分学生重结果而轻过程，为了得到期望的结果，甚至修改实验数据，没有养成实事求是的科学态度，没有学会解决问题的科学方法，缺乏主动探究的欲望和热情。那么我们物理教师如何在物理实验教学领域中，寻找到更多更好的支点和平台？如何让物理实验做出新意，加快实现全面素质教育，从而满足跨世纪人才培养的需要，同时我们教师也在新颖而又寓于创新的物理实验教学中，享受到一份快乐和满足呢？对此，笔者把学习和教学实践的一些做法和体会述之以交流。
一、师生角色互换，变传统演示实验为学生参与实验
演示实验是教师的一份“责任田”，学生作为观众欣赏教师的表演，结果是教师唱独角戏，处于主体地位，学生被动接受知识，容易遗忘。课后与学生交流时，学生的话提醒了我，他们说：“老师，我看到你在前面娴熟的实验演示，就觉得你像魔术师，看着看着，有时会觉得可能是假的，如果让我们做才可信呢。”试想：如果学生潜意识中认为实验现象是假的，他们又怎能透过现象看本质呢？当然实验效果就可想而知了。由此我上课要做的演示实验，除去有危险性的，都让部分学生演示完成（难度较大的操作教师适当指导）。尽管只有几个学生在做实验，对于其他学生来讲是自己的同学在做实验，实验结果更令同学们信服。同时也调动了学生学习的积极性，加深了对相关知识的理解。学生的独立演示，使其对存在的问题能够积极主动思考，甚至提出更好的演示方案，进而进入研究流程。
二、进行合理分工，生生角度互换，让学生全员参与
通过分组把优生和差生分在一组，但我发现在组内仍然是优生唱主角，差生唱配角，有时差生仅是观众。这样的参与对于差生来说仍是假性参与。为了提高学生参与的有效性，我把组内角色进行明确分工：先让优生操作，差生记录，并要求优生边操作边讲解，然后互换。如做伏安法测电阻的实验时，三次测量可以让组内的学生每人各测一次。这样动手能力强的同学带动动手能力差的同学，思考能力强的带动思考能力差的，真正起到“互补帮扶”作用，真正做到共同学习，共同提高，共同发展，并且促进了学生的协作与交流。
三、多增加新奇趣味性实验，激发学生的好奇心理和探索欲望
根据学生求动、求知、求趣、求异、求新等心理特点，精心组织和设计实验内容，把课本知识和生活实际联系起来。例如，在解释“光路可逆”时，可让学生拿出自己的小镜子，通过镜子偷偷地观看同桌的同学，此时镜子中看不到自己，同桌的同学却可以通过镜子看见自己。学生参与该实验后都说这个实验很有趣，很好理解光路可逆。在讲“摩擦起电”时，把实验改成用毛皮摩擦过的橡胶棒不吸引碎纸屑，而吸引一小撮棉花。用力将棉花甩出，这时可以用橡胶棒控制棉花在空中运动的方向，即看到“棉花飞舞”，学生感到非常奇妙和疑惑不解，学生的思维活跃起来，有的猜想棉花飞舞的原因，有的急切等待老师揭秘，学生对摩擦起电产生了浓厚的学习兴趣。又如在摩擦力教学中，教师做“筷子提米”实验，初看似乎像变魔术一般，“这是什么原因呢？”在教师的引导又经过一番思考后，学生对静摩擦力的存在也就确信无疑了。在讲授静电屏蔽时，教师可以演示课本图片上的“鸟笼静电屏蔽”实验，让学生产生好奇心理。在“静电植绒”实验中，启动手摇感应起电机时，下极板上的小纸屑不断地飞舞粘附在涂有胶水的上极板上，形成美丽的图案，而对这一美妙神奇的现象，学生对知识的探索欲望油然而生。学生看到这些奇妙的动感实验，就像看魔术表演一样，既刺激又新奇，笑声欢呼声一片，从而调动学生参与的积极性，增加“实用时间”，激发学习兴趣，唤起对知识的渴望，变被动学习为主动学习，提高了学习效果，这才真正做到在“玩”中学，在学中“玩”。
四、用具有惊险性且出乎学生意料之外的实验，激发学生的学习兴趣
具有惊险性的刺激能够很好地引起学生好奇心，从而培养学生学习的兴趣，促进知识的掌握。培养学生好奇心的关键在于使新信息的刺激走出学生已有的“认知结构”，即出乎学生的意料之外。例如，在讲授机械能守恒定律时，可以让学生自己动手制作一个简单的单摆来做实验。方法是：先将摆球拉一个较大的角度使之贴近眼睛，人站着不动，然后放手，使单摆摆动起来。很多学生都替自己的眼睛担心，生怕摆球会碰到自己的眼睛。实验结果却出乎学生的意料之外。通过实验，教师把学生的注意力集中起来，为下一步解决“为什么”做好准备。再如，在进行力的合成教学时，为了说明分力可能大于合力，教师可设计演示实验：让两个力气大的学生对拉直径约1mm的铁丝，学生无法拉断；而把铁丝拉紧拴在教室两边窗口的铁栏杆上，从中点使劲一拉，铁丝则很容易拉断。
通过对比，教师再结合力的图示，就能清楚地说明分力比合力大的原因。
五、倡导利用日常器具做实验，让学生体会生活即实验
实验室的课程资源不仅仅限于实验室的现有设备，学生身边的物品、平时用的器具也是重要的实验资源。教师不能怕麻烦图省事，要动脑筋想办法，像朱正元教授倡导的那样，“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”，如在光的双缝干涉的实验中，用原有的仪器做双缝干涉实验，现象不明显，教师可以利用激光的单色性和相干性，用玩具激光枪做光源，墙做屏幕，直接照射双缝，可以得到双缝干涉条纹。在课后，学生也可利用激光枪做光的直线传播、光在水中的折射、光在玻璃砖中的侧移、光的全反射实验等；利用医用废旧的盐水瓶做匀速水流原理的演示器，可以演示平抛运动、斜抛运动；在洗干净的塑料油壶底面上放置几粒小泡沫塑料，且竖直倒放在收音机的喇叭上，当喇叭发声时，小泡沫塑料随之上下跳动，说明空气能传播声音，而且得到声波是纵波的结论；在演示失重问题时，利用一个下端开有小孔的易拉罐、塑料瓶，在装满水后的自由下落来呈现水在下落过程中的失重现象；学习“声波”时，引导学生用八只相同的玻璃杯（或空酒瓶），细心调节杯中的水量，并按水深由低到高排列，后用细棒敲打杯口便会听到不同声音，这个实验不仅使学生对声学的基础知识理解深刻，而且对我国古代编钟能奏出美妙音乐的原理也就容易理解了；用一根跳绳可研究机械波特点、用两支铅笔可研究光的衍射现象等等，这些好的“土仪器”操作简便，现象明显，能揭示物理本质，加深物理实验与现实生活的联系，且在引发学生兴趣，提高教学效果，培养学生的创新意识方面有它的独到之处。可是课堂时间有限，但体验和探究无限。例如，学生在家里可体验和探究物体的平衡，在电梯中体验和探究“超重和失重现象”，体育课上体验和探究“力与运动的关系”，上学的路上体验和探究“路程与位移”概念的不同等等，学生实验的体验得到了加强，实验的情感得到了升华，实验的兴趣发生质的飞跃，学生的探究能力就会迅速得到提升。
六、利用通俗易懂的口头语言类比实验，提高学生联想能力
例如，在讲势能时，可向学生说，当天花板上有一根鸡毛向你头顶上落下时，你将怎样？学生肯定会说：“这有什么可怕的”。如再问，若你头顶上的电风扇落下呢？学生肯定会下意识地手捂头顶说道：“那还不快跑。”这个例子说明物体的势能和质量有关。在讲势能和相对高度有关时，可以用从课桌上跳下来和从三楼上跳下来进行比较，肯定会收到良好的课堂效果。又如，在讲到一定质量的气体压强与气体的体积之间的关系时，可这样类比：你们班60人，在教室里显得很挤，容易产生碰撞；而当把你们放在大礼堂时，碰撞的机会就减小了。又如，在讲“核外电子离核越远能量越高”时，向学生打比方：这好比你们还是婴儿时，你父母将你抱在怀里；你学会走路了，你父母将你牵在手上；你再大一点，你父母则会说：“走，外面玩去。”又如，在讲理想气体等温变化的微观解释时，也可将气体压强与气体体积的关系形象地比作成一定人数的同学在教室（体积小的容器）和在礼堂（体积大的容器）两种环境下的情形，这样，能形象地将分子运动与体积的关系表现出来。
七、设计开放的探究性实验，培养学生探究意识
探究性实验的特点是学生自主选择器材，可设计不同的方案解决同一问题，或同一器材解决不同问题，如设计测量某幢楼的高度实验时，有的学生准备足够长的绳子直接测量；有的学生从大楼上用长绳系下一重物做成单摆，根据单摆周期算出楼高；有的学生根据自由落体时间算出楼高，且为了提高时间的测量精度，用电子表、继电器设计了简单的自动控制计时装置，并设想如果不知道当地的重力加速度，可将物体先从已知高度落下，再从待测大楼落下，根据h正比于
算出楼高；还有的学生建议用平面镜成像或拍照片算出楼高……再如做测定重力加速度的实验时，要求人人动手动脑，根据实验的目的和原理，自己设计出有别于书本上的实验方法，这时学生表现出极大的兴趣，通过思考、讨论，设计出用单摆周期公式法、重锤拖纸带法、滴水法、自由落体法、天平弹簧秤等方法来测量，有的平时物理成绩比较差的同学，却设计出了很多的方法，笔者及时加以鼓励，这些同学看到了自己的长处，尝到了成功思考的快乐，提高了学习物理的兴趣。可见探究实验这种开放性和探究性的特点，再加上每个学生独特的思考方法和不同的解决问题的途径，得出的结论可能百花齐放，又由于这些方案源于学生，相互之间更容易交流与沟通，同时引发学生相互竞争，每个同学都争着设计更多更好的实验方案。这样通过实验成果的交流，不同层次的学生都有一个展示成果的机会而产生兴奋感、增强自信心，提高内部动机。同学的启示和点拨相互开阔了思路，启迪了思维，通过交流，每个同学对问题的理解更加全面和深入，对实验的原理和操作有了本质上的理解，实验能力从本质上得到了极大的提高，从而获得终身受用的基本能力、创新精神和创造能力。
八、设计对比、破坏性实验，强化学生认识
设计对比性实验使学生印象深刻，如在发音喇叭两端并上一只47μF左右的电解电容器，喇叭的高音及声强明显减弱，若并上一只电感线圈，则喇叭的低音减弱，这样使学生明显感受到电容有通高频阻低频的作用，而电感有通低频阻高频的作用，设计对比性实验还可提高实验效果，如在演示线圈的通电自感时，可先观察开关闭合瞬间与线圈串联的灯泡延迟亮度的现象，但不明显；然后观察不断迅速打开、闭合开关，则可明显看到那只灯泡反应“迟钝”及延迟亮度变化。
破坏性实验似乎违背了实验操作规程，但给学生更切身的体验，“刺激性”更强，避免以后更大的破坏。当然，这样的实验必须在老师指导下进行。如阻值相同的电阻器，材料不同，其额定功率不同，许多学生不能理解。不妨将“470Ω 
”的碳膜电阻和“470Ω 1W”的线绕电阻并联，用学生电源逐步提高加在电阻两端的电压，同时让学生分别触摸，发现碳膜的温度较高，为什么？有的学生说，两种材料比热容不同，还有的学生补充说碳膜涂在电木上不易散热，而线绕电阻易散热。只要产生的电热大于散出去的热，温度就持续升高，到一定温度时就会烧毁。当电压提高到12V左右时碳膜电阻烧毁，线绕电阻安然无恙，学生从实验中体验到额定功率的含义。
九、采用放大改进的方法，使学生对物理现象更清楚
演示实验的成功与否在很大程度上取决于实验现象是否清楚。为了让全班学生都能看清楚教师的演示，要求仪器的尺寸应尽可能做得大一些，原则上能采用大型仪器演示的绝不换用小的。而一些物理现象所能显示的变化本来就很微小，为了使演示实验现象清楚，就有必要采用各种机械放大、光放大、电放大装置等间接显示的方法。在演示电场线、磁感线、水波的干涉、衍射等现象时，一般都只能在水平面上进行。为了能让学生看得清楚，常常把这些实验用投影仪投射在屏幕上。许多电学演示实验，如果线路都平摊在桌面上，那么各种元件及仪表的连接方法学生就看不清楚。为此，采用平面镜反射的方法就不如采用竖直放置示教板的方法，因为它可以使现象更清楚。如条件许可，示教板可做成多功能的或拼装式的，便于一物多用，充分发挥其效益。示教板上的一些关键部件不必要预先连接好，应该在演示时当堂边讨论边连接，以提高演示效果。
十、运用多媒体优化演示，使学生更直观地认识物理现象
合理利用多媒体辅助教学，是教学现代化的重要标志，也是教学改革的重要组成部分。因为多媒体把文字、图像、声音融为一体，代替了抽象、枯燥的物理课本，展示课堂实验无法演示的宏观的、微观的、极快的、极慢的物理过程，从而突破时间以及空间的束缚，达到逼真的模拟，灵活地放大或缩小物理场景，进而将物理过程生动形象地展现于学生眼前，使学生认识加强，理解透彻。如核裂变、天体的运动、波的形成、波的叠加用多媒体显示在学生眼前极大地激发了学生的求知欲望，学生学习兴趣也随之得到提高。如在分析“LC电磁振荡电路”的振荡过程中，也可应用计算机的动画功能，展现随着电容器充放电的进行，LC回路中的电场能和磁场能之间的周期性变化，振荡电路的电流大小和方向周期性变化的全过程，演示安全逼真，激发了学生的学习兴趣，使学生在学习过程中保持精力高度集中，思维高度活跃，求知欲高度旺盛的状态。
总之，在物理教学中，老师的解颐笑语，有深入浅出、雅俗共赏、智中见智的特点和功能。而生动有趣的实验，更有利于把“外在”的信息，即物理课题以实验方式展示在学生面前，使课堂气氛活跃，引人入胜。几乎人人都会动手动脑去设法完成这些有趣的学习和实验，真正追求寓教于乐、寓教于新、寓教于创造。任何事情，干过总比看过记得牢，理解得清楚，是理论与实践相结合。这就更有可能激发出学生更多的创造力和想象力，从而培养学生的学习兴趣，并在乐趣中获得知识，巩固知识，也许课后学生们还会有兴趣设计出更多的新内容新项目，去验证、去试验，大胆地去完成他们自己的想法，在实验中获得新知。这才真正做到让学生以“物”思“理”、以“理”悟“物”，在实验中感受“快乐”，在“快乐”中提高“兴趣”，在“兴趣”中探究“创新”，在“创新”中挖掘“潜能”，在“潜能”中找到“自信”，在“自信”中获得“成功”。