高中物理教學中創新實驗的設計與實踐探究

摘 要：高中物理是自然科學的基礎科目之一，是一門以實驗為基礎的學科。高中生的好奇心是很強的，想象力也是非常豐富的。廣大教師必須充分地利用這些特點，通過將各種實驗帶到課堂中來提高學生對物理知識的學習欲望，以提高物理教學效率。

關鍵詞：物理教學；創新實驗；實驗設計

一、物理教學中創新實驗的設計

（一）演示實驗設計

演示實驗設計是指以老師為主要實驗操作者在課堂中對實驗過程進行示范演示，將要研究的物理現象通過實驗生動地展現到學生眼前，通過引導學生對實驗過程的仔細觀察，對實驗結果的認真思考，之后配合討論、講解等形式，讓學生認識到自然的規律。

1.把創新試驗引入到課堂，提高學生對物理規律的探索欲望

真實、生動和形象是創新實驗的一大特點，因此創新實驗對學生有非常強的吸引力，能夠輕易喚起學生的物理學習興趣。當把創新實驗引入課堂中時教師應該選擇新奇、有趣的創新實驗，營造輕松、愉快的學習氛圍，激起學生對物理知識的求知欲望。

2.依據演示實驗開展思維訓練，并設置思維沖突，以此鞏固學生的物理知識

思維沖突指的是在演示實驗過程中教師通過精心的設計使實驗現象跟正常的物理現象相違背，以此吸引學生思考為什么會出現這樣的現象，這個過程能夠開拓學生的視野，優化他們的理性思維和提高他們的認知水平。

3.在實驗中提供感性素材，幫助學生加深理解和認識規律，同時建立起物理概念

演示實驗能幫助學生獲得感性的知識，使實驗看起來更加生活、有趣，這樣能夠激發學生的思維沖突，并為他們建立正確認識物理規律和概念奠定基礎。重點是那些由幾代科學家經過不懈的努力探索出來的物理規律，學生不可能在短時間內就能設計得到想要的實驗結果和物理規律，這些教師可以通過演示實驗來向學生展示。

（二）分組實驗設計

分組實驗設計是指在課堂中通過教師的指導，學生親自對實驗進行設計、操作、觀察和測量獲得資料和數據，最后得出結論，同時對實驗過程進行交流、評估和分析。這種方法主要是為了提高學生的物理應用知識，學習科學的實驗方法，是對他們進行科研啟蒙的教育途徑。

1.徒手進行分組“小實驗”

在進行實驗時不需任何實驗材料，主要是通過雙手來進行實驗，這種實驗的特點是適應性和親近感強且突破了對實驗材料要求的限制，如把雙手食指同時伸出，兩食指的指肚正對用力進行擠壓，能夠發現，兩根指頭的彎曲程度相同，而且手指間的接觸面是平面。因此可得出結論“力的作用是相互的”。

2.巧妙運用日常學習中的器具或者物件進行實驗設計

對這類實驗進行設計時，盡量做到全員參與、操作較為方便、材料盡可能簡單、全員參加。如針對平拋運動進行分組實驗的時候，可以引導學生依據身邊的物件自行設計實驗，如用左手在手指間輕輕夾住兩塊橡皮擦，利用右手將其中一塊橡皮擦彈出做平拋運動，同時另外一塊作自由落體，依據實驗現象來說明平拋運動的特征。這類實驗的特點是實驗的材料來自身邊，容易取得，只需要借助其物理特性，不需要對材料進行加工。這種實驗結構簡單，拓展性與啟發性都較強。

3.設計探究性強，充滿趣味性的分組實驗

這些實驗主要是讓學生探究整個實驗過程，從提出問題到假設猜想之后是設計實驗、進行實驗、分析實驗數據直到得出實驗結果，最后是進行交流和總結。

在教授“能量守恒”課時，大多數教師都會提到一個違背能量守恒定律的“怪坡現象”，我們在教學中可以通過改變教學方法，讓學生觀察實驗“雙椎體上滾”，同時讓學生進行分組實驗，對怪坡現象產生的原因進行探究。

實驗器材：直徑約為2.2厘米的玻璃球一個，長度大概相差0.4厘米的橡皮兩塊，長約30厘米的玻璃棒兩根。思考應如何設計實驗可以讓玻璃球沿著靜止的玻璃棒從比較低的橡皮往高的橡皮那邊運動。學生經過思考操作圓滿完成了實驗，同時找到了原因，這些看起來是向上的運動，實際上是玻璃球的重心一直是下降的，是一種重力勢能向動能轉化的過程。

在經歷過類似科學家對物理世界的探索過程，學生不僅學習到了新的物理知識，加深了對物理規律的理解和認知，還在實驗的過程中感受到對未知事物探索的喜悅，一定程度上領悟到了科學探索的思想和精神，進一步培養了學生的團隊協作能力與動手能力。

二、高中物理教學中創新實驗設計和實踐

在傳統的高中物理教學中，老師一般都是借助生活中的事例進行分析探討，通過對學生的想象力的借用來談實驗，這種情況下的學生往往只是一個聽眾，隨著教育事業的發展，高中物理教學方法也應該進行改進，教師可以把實驗帶到課堂中，進行演示甚至是讓學生親自參與到實驗中來，同時在實驗中適當地增加一些趣味性，來提高學生的學習積極性，使課堂氣氛變得活潑和有趣，讓學生在一個愉悅的學習環境下進行學習。

在對高中物理教學中創新實驗的設計和實踐時，還應該注重其科學性、藝術性和教育性相結合的原則，結合社會、技術、生活實際，創建出一種能讓學生主動學習物理知識的氣氛，充分發揮創新實驗的探索功能在高中物理教學中的作用。

參考文獻：

[1]季永青.高中物理實驗設計的探索與實踐[J].物理教師，2005（11）.

[2]張冬梅.高中物理演示實驗的設計方法研究與實踐[D].山東師范大學.2006（12）.

（作者單位 廣東省清遠市清城區東城一中）