如何在高中物理教學中實行設計性實驗

額爾登哈斯

摘 要：高中物理涉及大量的理論知識和實驗，并且實驗是貫穿整個物理知識的關鍵點。學生想要學好物理知識就必須攻克實驗的難關。但是在高中物理的教材中很多實驗都是安排好的，相關的理論知識、實驗步驟、實驗結果等都列出來了，這對于培養學生的思維能力、設計能力、分析能力都不利。主要研究如何在高中物理教學中實行設計性實驗，培養學生的綜合能力。

關鍵詞：高中物理；教學；設計性實驗

隨著素質教育和新課改的推行，高中物理的教學模式已經逐漸擺脫傳統教學的束縛，向新型的教育模式轉變。未來教育的發展對于教師的教學方法會提出更高的要求。但是現在很多高中物理教師的教學方法仍然比較落后，只注重書面知識的傳授，忽視了學生的素質培養。高中物理課程設置多以實驗為基礎，實際的教學中卻缺乏對實驗部分的設置，即使設置了實驗，也只是根據課本進行，沒有開拓學生的思維，培養他們的動手能力。而實行設計性實驗可以提高實驗教學的質量，提高學生的學習效率。

一、重視實驗設計的重要性

我國高校的錄取大多看重的是學生的成績，是根據高考的成績來確定招生的。所以教師在進行物理教學的過程中，往往會為了節省時間，豐富學生的理論知識，而把實驗設計簡單化，更有甚者，忽略掉實驗的過程，直接討論實驗結果。因此，創新實驗設計受到了來自各方面的巨大壓力和限制。教師在教學的過程中，要對創新實驗設計予以重視，認識到實驗設計的重要性，注重創新實驗設計對物理教學效率和學習效果的提升作用，并且創造條件，讓學生能進行設計性實驗。

例如，在教學過程中教師可以讓學生進行“玻璃杯罩下的硬幣”的實驗設計，探索實驗過程中會出現的物理現象。學生設計以下實驗：在水槽底部的中央放置一枚硬幣，再用玻璃杯把硬幣罩上，從空間的各個方向對硬幣和玻璃杯進行觀察。觀察看到的物理現象，并記錄下來。分析探討現象出現的條件和原因。學生再改變實驗條件，將杯中的壓縮空氣放掉一些，使杯內水的深度加大。再觀察實驗有哪些物理現象，并記錄下來。對比兩次實驗，探討出相關物理知識。學生通過設計實驗和實踐實驗，掌握了實驗中物理現象出現的原理，一些設計實驗前的理論分析得到了進一步的實驗驗證，培養了學生實驗設計與創新的能力。

二、營造創新氣氛，提高學生實驗設計積極性

要想實行設計性實驗，首先就要尊重學生的主體地位，尤其是在實驗設計中的主體作用。教師營造良好的創新設計的教學氣氛，才能更好地激勵學生，提高他們實驗設計的積極性。教師在教學的過程中要主動引導學生對創新實驗設計進行自主思考、分析和歸納，從而激發學生的實驗設計興趣，促進設計性實驗的實行。

在教學過程中教師可以讓學生根據所學的物理知識自行設計一個物理實驗比賽，比賽的內容和規則由學生自己設計。如，有的學生做了“疊木塊”的比賽設計，要求參賽的學生將五塊木塊在不計算的情況下把它們壘疊起來，要求最上面一塊木塊的俯視投影與最下面的一塊底面不重合，疊放時每塊木塊只能縱向安置，不允許縱橫交錯，看誰疊得最快。比賽時間限定為一分鐘，每位學生都可參加。通過實驗比賽，既激起了學生的興趣，又培養了他們的實驗設計能力。學生在充滿樂趣的課堂上設計實驗，實操實驗，激發思維，同時也提高了他們動手實驗的能力。

三、給予學生自由發揮的空間

傳統的高中物理教學模式更注重對學生理論知識的教學，忽略對學生進行素質教育。在實驗教學中教師也往往是在講臺上操作，學生模仿教師的步驟進行實驗。這樣的教學方法阻礙了學生思維的發展，限制了學生潛在能力的發揮。在實驗教學中只有給學生更多自由發揮的空間，才能有效地培養學生的創新設計能力。給予學生更多自由發揮的空間，可以讓學生成為真正的實驗主體，這樣實驗設計才能起到有效的作用。忽略學生動手和設計實驗的過程將會影響到實驗創新設計教學的推進和發展，所以在教學過程中教師應該注重給予學生自由發揮的空間。

如，在實驗教學中教師可以讓學生根據“飲水鳥”的特征，結合其存在的物理現象來設計實驗，用實驗驗證物理理論。教師不直接參與到實驗當中，而是在旁觀察指導，給予學生更多的自由發揮空間。學生充分發揮，根據濕、溫度下降，壓強減少進行實驗設計，分析“飲水鳥”低頭的原因，得出了p1大于p2→液體上流→重心上移→低頭的結論。通過實驗也了解了“飲水鳥”做持續運動的條件，認識到“飲水鳥”體內的液體是一種易揮發的液體，在高溫里很容易蒸發，而液體的飽和蒸汽所產生的壓力又會隨溫度的改變而改變。這樣它的頭部在受冷，氣壓下降，尾部液體沿頸部被“抬升”至頭部。如此一來，學生在自由發揮中提高了實驗設計的能力，設計性實驗也能在高中物理教學中順利開展。

綜上所述，高中物理教學中設置設計性實驗，可以有效地培養學生的創新能力、動手能力。只要教師能夠給學生提供自由發揮的空間，有效地激起他們的實驗興趣，那么就能有效地實行設計性實驗教學，提高學生的學習能力和學習效率。

參考文獻：

[1]韋葉平.高中物理教學中創新實驗的設計與實踐[J].物理實驗，2012，32（3）：16-18.

[2]鐘武寧.高中物理探究性實驗教學的設計與實踐[J].當代教育科學，2006（5）：60-61.

[3]鐵艷軍.高中物理教學中創新實驗的設計與實踐[J].現代企業教育，2014（18）：277-278.