高中物理教學中創(chuàng)新實驗的有效應用

王智榮

(華東師范大學鹽城實驗中學 224041)

由于物理是一門典型的自然科學類科目，不少知識原理都是前人經(jīng)過反復實驗探究而得出的，這充分表明實驗教學的重要性，做好同理論教學的補充工作，讓兩者相互促進與發(fā)展，建立起完善的教學體系.高中物理教師應以新課標為導向創(chuàng)新實驗教學的內(nèi)容與方式，把抽象的物理知識變得具象化，由此降低學生的理解難度，促使他們高效率的學習物理知識.

一、精心設計趣味實驗，逐步提升操作難度

高中物理教材中安排的實驗形式比較單一，還較為枯燥，教師創(chuàng)新實驗時，首先應提升實驗教學的趣味性，以調(diào)動學生學習興趣為出發(fā)點，使其自覺參與到實驗中.同時，高中物理教師需認識到培養(yǎng)學生的實驗興趣與提升動手能力是一個漫長過程，不能操之過急，要由淺及深逐步提升操作難度，以免他們產(chǎn)生懼怕心理，使其在創(chuàng)新實驗下循序漸進的學習.

比如，在開展“自由落體運動”教學時，教師利用區(qū)位小實驗開展教學：準備一根20厘米的塑料直尺，邀請一名學生用兩根手指捏住直尺一端，使得直尺處于豎直下垂狀態(tài)，另外一名向?qū)W生將直尺夾在拇指和食指之間，做好隨時捏住直尺的準備，保證手的其他位置不觸碰直尺，當松下直尺時，另一名學生立即捏住直尺，觀察是否可以捏住直尺.經(jīng)過學生的嘗試，不少學生都無法捏住直尺，結合這樣的現(xiàn)象設置疑問：那么拇指和食指在什么位置可以捏住直尺？學生結合剛才的實驗及生活經(jīng)驗思考與討論，讓他們進入到新課學習中.接著，教師利用羽毛和鐵片，向?qū)W生演示空氣中的自由下落實驗，通過觀察可以得知鐵片的下落速度比羽毛快，思考原因后普遍認為原因是鐵片的質(zhì)量比羽毛大，借機講述“兩個鐵球同時著地”的故事，并且演示真空中鐵片和羽毛的自由下落實驗，引入相應的問題：在真空中，鐵片和羽毛下落的速度是一樣的，那么為什么在空氣中鐵片比羽毛下落的快呢？通過學生猜測做出回答，是由于空氣的阻力原因.之后，教師轉(zhuǎn)動牛頓管的抽氣嘴控制閥，讓空氣進入牛頓管，能夠發(fā)現(xiàn)短暫的氣流聲，羽毛也被吹到空氣另一端，引導學生開展討論活動，加深物理知識理解和掌握.

針對本節(jié)課教學，教師在新課導入環(huán)節(jié)利用有趣的游戲?qū)嶒灒瑯嫿▎栴}教學情境，引導學生思考和討論，實現(xiàn)學生思維碰撞，激發(fā)學生自主探究意識，借助相應的對比實驗，引起學生認知沖突，讓學生從視覺和聽覺兩個角度感受空氣的存在，幫助學生更好地理解鐵片和羽毛同時下落的影響因素.

二、善于利用沖突思維，促使學生深入探索

在高中物理教學中有效應用創(chuàng)新實驗時，教師可以分解實驗過程，目的是輔助學生深化理解相關理論知識，掌握物理原理、規(guī)律或性質(zhì)的本質(zhì)，使其把所學知識同實驗現(xiàn)象有機整合，提升他們的邏輯思維水平.不過在這一過程中，高中物理教師需善于利用學生的沖突思維，使其對整個實驗流程時時刻刻都保持高度集中的注意力，讓他們深入探索物理科學.

例如，在進行“楞次定律”教學時，教師先演示環(huán)跳實驗，詢問：金屬環(huán)為什么會跳起來？學生在思考與回答問題過程中，可能會提到感應電流問題，追問：感應電流的方向同什么因素有關？有什么關系？鼓勵他們大膽想象，逐個評價，確定最有可能的一個猜想：感應電流的方向和磁通量的變化有關，設計銜接語：原磁場的方向和運動對磁通量的變化有著直接的影響，那么感應電流的方向與其有著怎樣的關系？感應電流方向和原磁場方向是兩個不同的物理量，思考如何建立聯(lián)系，指出可通過感應電流磁場的方向和原磁場的方向做比較.接著，在教師的指導下，讓學生根據(jù)實驗要求利用靈敏電流計、標明導線繞向的線圈、條形磁鐵和導線等器材，做好實驗電路圖設計，完成實驗記錄表格，明確實驗步驟和操作過程.根據(jù)疑問做出猜測，如可能利用從磁鐵運動來改變線圈磁場，或者通過電磁鐵代替磁鐵，利用電磁鐵的運動、滑動變阻器滑動等方式，對磁場變化進行控制.教師需要做好課堂觀察，選擇具有典型的方案，讓學生進行介紹和說明，并且通過投影儀進行展示，師生一起討論和完善一個簡單易做的實驗方案，使其根據(jù)具體方案連接電路圖與操作實驗，完善實驗現(xiàn)象記錄表格.之后，教師和學生共同分析，總結其中的共性特點，使其總結感應電流產(chǎn)生磁場的方向與原磁場方向的規(guī)律，隨后繼續(xù)通過實驗引領他們探究感應磁場總是阻礙原磁通量的變化.

如此，教師指導學生運用創(chuàng)新性實驗，對感應磁場和原磁場方向之間的關系開展探究活動，對感應磁場對原磁通量變化的阻礙進行歸納總結，使其進一步利用實驗理解楞次定律中“阻礙”兩字的意思，在閉合回路中，穿過的磁通量增加時，感應電流磁場和原磁場相反；當穿過的磁通量減少時，則是同向，即為“增反減同”，讓他們加深探索楞次定律.

三、適當創(chuàng)新原有實驗，強化實踐能力訓練

在高中物理教學過程中，要想更好的應用創(chuàng)新實驗，教師就要對教材中安排的實驗，或者以前經(jīng)常操作的實驗進行適當創(chuàng)新，讓實驗現(xiàn)象更加直觀，或者操作變得簡便，結果更為精準等.高中物理教師可從原有實驗裝置、所用器材、研究對象、探索范圍等方面加以創(chuàng)新，吸引學生的研究，使其主動參與實踐操作、動腦思考與動口交流，提升他們的實踐能力.

雖然教材中的實驗取材方便、構思巧妙，但是操作不易，還無法正確顯示出加速度與力、質(zhì)量的關系，教師指導學生利用氣墊導軌以及光電門來完成此實驗，使其進行大膽猜想，設計實驗，由于操作簡單，能激起他們對物理知識的探究興趣，而且效果非常好，這樣就能夠完全克服教材實驗方案中的缺陷，學生得出的實驗結果在誤差范圍內(nèi)，與猜想結果吻合.

高中物理課堂教學中，教師應當重視實驗教學活動，對原有的實驗教學模式與內(nèi)容進行反思，加以創(chuàng)新和改進，彌補以往實驗教學的不足之處，做到同新課標、素質(zhì)教育等理念相契合，吸引學生全身心的參與到實驗設計、操作、完成、討論與思考之中，使其從實驗中收獲更多物理知識及能力，提升學習成效，繼而推動他們?nèi)姘l(fā)展.