實驗在物理教學中的有效性探討

楊紅芳

摘要：物理實驗是高中物理的核心組成部分，新課改明確提出了實驗在物理的重要地位。新課改下我們需要重新轉變思維，換眼看世界，重新領會物理實驗的核心作用，并課堂中加以運用，發揮物理實驗教學在教育和培養人的情感態度和思維的作用。新課改以來，我積極的學習新課改的理念，和學生積極交流對話，和同事積極研究討論。在研究過程中，我根據研究目的設計了學生調查問卷，并多次積極觀摩其他老師的實驗教學，實驗課后對學生針對性的解惑和自我反思，獲得第一手的研究資料和數據。在多年實驗教學中進行積極探索和實踐，成效顯著，以下是我的一些嘗試和探索。

關鍵詞：高中物理;實驗教學;方法

一、變演示物理實驗為探究性實驗，充分利用學生的好奇心驅動實驗教學

物理課本中楞次定律的教學中，我們將它巧妙的設計成一個探究實驗“感應電流的方向由誰決定”，問題提出后，學生反響強烈，課堂中聲浪一波高出一波。不少同學認為與“與原磁場的方向”、“磁場變大或者變小”、“面積變大變小”、“磁鐵的形狀”等因素有關，并展開激烈的討論。公說公有理，婆說婆有理，于是最終決定設計實驗方案驗證猜想。我們通過控制變量法進行實驗：第一組同學控制其他變量相同，對比N級拔出和S級拔出線圈的不同過程中感應電流的方向;第二組控制其他變量相同，驗證N級拔出和N級插入線圈不同過程中感應電流的方向;第三組，改變線圈的面積進行實驗;第四組，控制其他變量相同，研究不同形狀的磁鐵對實驗的影響。分組實驗中，學生互相合作，實驗后四個組讓組長展示楞次定律實驗成果。很多學生反映楞次定律兩年之后還記憶猶新，物理實驗挺有趣味性的，也形成了正確的科學觀和科學素養。

二、開放實驗室，以實驗考核為目標驅動學生課余開展實驗

高中的每個學期期末，利用晚自習時間，以班級為單位開展個人實驗考核。考核分為以下幾步：第一步學生準備階段，網上下載考核資料和視頻讓學生利用課余時間觀看學習討論，同時開放實驗樓物理實驗室，學生可以在課余時間進行實驗;第二步，老師準備階段，統一協調各位老師的工作并制定考核標準;第三步，學生實驗考核階段，每位老師負責6到7個學生的考核;第四步，實驗考核總結階段，統計實驗考核結果，對優秀學生班上和學校廣播表揚，在宣傳欄貼上學生實驗考核優秀照片，實驗考核暴露出的問題再加以強調和實驗教學上的改進，并個別實驗暴露問題進行重難點突破。有了實驗考核，很多學生也有了明確的目標和動力。同學們在老師的資料指導下很好的完成了自主實驗操作，學生的實驗操作取得了巨大的進步。

三、將物理原理拓展為物理小游戲，方便學生理解

我們可以將部分物理規律制成“小游戲增加物理的娛樂性，同時也可以達到深入的了解物理原理的目的。這樣同時也可以將物理理論和原理升華，讓物理原理不在高高在上，更加貼近生活貼近實際。比如說，在學習完勻速圓周運動時，我們可以利用原理設計出一個“杯口移球”的小游戲。游戲規則如下：參與者用杯子將球從一個桌面移到另一個桌面，移動過程中杯口需一直朝下，杯口必須豎直向下或者傾斜向下，此過程中球不能落地。每人擁有五次機會，成功者獲得“倒杯移球大師”。本實驗的原理是球受到重力和杯的彈力作用下做勻速圓周運動，于是小球不會掉下來。通過這次實驗，極大的激發了學生學習圓周運動的熱情。又比如，在機械能守恒中，我們可以設計一個有懸念的實驗，“大鐵球會撞壞鼻子么？”我們可以在鐵架臺上掛一個大鐵球，給學生以震撼。人的鼻子處于和小球等高的地方，讓大鐵球掉下來，觀察老師我的鼻子會被撞變形么？一個震撼性的實驗小游戲恰到好處的解決了學生的疑問。

四、利用物理實驗將物理現象形象生動呈現給學生

比如在牛頓第三定律中，“任何狀況下作用力與反作用力等大反向”學生不易理解。我們可以用DIS實驗技術，用兩個力學傳感器同一直線上，用變力拉伸，在加速、勻速、減速情況下通過觀察力的傳感器的數值，學生通過電腦直觀觀察到這兩個數值是相等的。于是學生很容易就形成結論：任何情況下，無論是恒力還是變力、加速或是減速過程中，相互作用力總是等大反向的。又比如學習楞次定律的過程中，為了讓學生真實深刻的理解阻礙的物理意義，可以使設計一個實驗“兩塊磁鐵同時落地么”。在這個實驗中，我們用到兩根除材料不同其他完全相同的空心鋁管和玻璃管，讓兩塊相同的磁鐵從同一高度自由下落，讓同學猜測兩塊磁鐵同時落地？很多同學認為是同時落地的，于是我們開始實驗，讓學生聽到哪個球先落地的聲音。實驗現象證明兩塊磁鐵不是同時落地，玻璃管中的磁鐵先落地，同學們很震撼也提出了疑問“伽利略不是做過比薩斜塔實驗，兩個小球同時落地？”后面老師引導學生思考：磁鐵下掉的過程是一個電磁感應的過程，有感應電流產生么？感應電流有什么效果？通過實驗很多同學恍然大悟，清晰的看到了“阻礙”，起到了良好的效果。

五、利用其他器材設計創新實驗，以達到一實驗多變、舉一反三的效果。

比如說氣墊導軌和光電門的組合可以減少空氣阻力，減少實驗誤差。在實驗課中我們可以拓展，巧設問題：“如果把氣墊導軌用在牛頓第二定律實驗中，還用不用平衡摩擦力？實驗誤差會減小么？”以此類推，采用發散性思維繼續拓展“動能定理實驗中可以用氣墊導軌改進么？”“機械能守恒也可以這樣改進么？”當學到力的傳感器，我們也可以將其用到以上實驗中更準確的測量合力。通過橫向與縱向的聯系和拓展，學生對物理實驗原理形成更深刻的理解。

結語

在實驗教學中，我們遇到物理概念的難點可以巧用物理實驗來突破，通過實驗形象生動的展示給學生。當然也可以開展趣味實驗和物理小游戲給學生不間斷鼓氣，讓學生認識到學習物理是一件充滿樂趣的事情。

參考文獻：

[1]駱錦義.實驗在物理教學中的有效性探討[J].課程教育研究，2019（40）：200.

[2]張列梅. 高中物理實驗有效性教學的實踐[D].內蒙古師范大學，2015.

[3]許靚婷. 高中物理實驗教學有效性的研究[D].貴州師范大學，2014.

[4]顧培琳. DIS實驗在高中物理教學中的優化應用及有效性研究[D].上海師范大學，2012.

[5]方道余.高中物理教學中如何提高學生實驗的有效性[J].新課程研究（上旬刊），2012（01）：161-162.