新課程背景下物理實驗的改革與創新

王榮娟

【摘要】物理學是一門實驗性特強的科學。物理實驗是我們取得感性的材料、探究物理規律，同時認識物理世界的基本手段，也是檢驗其理論的唯一的標準。由于物理學來自于生產、生活和科學實驗，所以學習和研究物理最基本的方法是觀察和實驗，通過物理教學及其相應的實驗，可以更好地培養學生的觀察思維能力、實際動手操作能力、分析并解決問題的能力和創造創新能力。同時，更能培養學生樹立實事求是的科學態度、形成良好的學習習慣和濃厚的學習興趣。

【關鍵詞】高中物理 實驗教學 教學改革

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）04-0038-02

物理是一門主要建立在觀察和實驗基礎上的學科，同樣也是研究物質的運動規律以及基本結構及其應用的一門理論性很強的學科。其中，物理實驗則是研究和學習物理知識最基本的方法和最有效的途徑之一。實驗是物理知識的源泉，無論是物理概念的建立還是物理中一些規律的探索與論證都是離不開實驗的。物理實驗在高中物理教學中扮演著很重要的角色，是整個物理教學體系中不可缺少的一部分教學內容。

一、積極開展探究性實驗教學

在做實驗之前，教師要研究教材中哪些地方學生感到抽象、容易混淆、理解困難，并結合教學實際，研究解決的方法，努力開發一些直觀的演示來展現給學生，這就是演示實驗，雖然演示實驗能使學生獲得感性認識，也能培養學生的觀察能力和思維能力，引起學生的興趣，同時也能對培養學生的實驗操作能力起到一定的示范作用。但它以教師為主體，學生也僅僅是旁觀者，沒有直接參與，不利于其創新能力的培養。盡可能的將演示性實驗轉變為探究性實驗，學生可以在自己探索物理規律的實驗過程中把動手與動腦結合起來，鍛煉并培養自己的創新意識。這就需要教師對實驗進行創新設計，包括教具的改進，實驗過程的安排，問題的設置及解決的辦法等。這種創新設計對學生將是一種很好的示范，對學生創新能力的培養將起到潛移默化的作用。

例如在高一物理教材中，我們可以嘗試將“力的合成”改為“探究合力與分力的關系”。在實驗中，可以先讓學生自己動手，通過觀察實驗現象、分析及處理實驗數據，總結出力的平行四邊形定則，這樣讓學生在實驗中先獲得感性認識，再上升到理性認識，比起單純地教師演示、講解的效果，學生對學習物理的興趣更強，對物理規律的理解也更加深刻。在實驗教學中，學生可能有更容易讓自己接受的方法，教師可因勢利導，及時對學生中那些方法獨特、標新立異的做法予以肯定和幫助，鼓勵學生用自己的頭腦思考問題，不人云亦云，敢于另辟蹊徑，勇于探索，不斷創新，從而調動起學生的積極創新意識。

二、有效強化課堂實驗創新設計

物理實驗的優化與創新既包括以新的視角對原有實驗的思考，找出不足或缺陷給予矯正，也包括根據一定的實驗目的通過探究來確定實驗儀器、裝備和操作方案等。主要有實驗方式的改進和實驗裝備、實驗方案的改進。高中物理教材上的實驗有些地方可能比較抽象或者與現實有偏差，加之大部分學生過分依賴教材中說明的材料用具、方法步驟等原因，在一定程度上影響了學生創造性思維的發揮。因此在教學過程中要注意實驗的創新設計，鼓勵他們善于發現問題，并敢于提出問題，對現有實驗進行大膽創新。我們可在原有實驗的基礎上，適當改變實驗方法、實驗裝置，優化原有的實驗，進行新的實驗。

例如在高一物理教材“探究加速度與力、質量的關系”這一節的實驗教學中，課本上參考案例所給出的前提條件是水平板必須光滑，但是在實際的實驗操作過程中，摩擦是不能忽略的，在這種情況下，學生通過實驗，結果用拉力來表示小車受到的合力，實驗不能驗證這三個物理量的關系，學生由此提出疑問，在有摩擦力的情況下，又如何用拉力來表示小車受到的合力呢？提出解決的辦法，再次實驗。通過這樣的一個教學過程中，學生能掌握科學知識和科學方法并養成良好的科學態度，這對激發學生思維、培養學生創新能力具有極其重要的意義。

三、積極鼓勵自主設計生活實驗

要真正塑造創造型的人才，教師在教學中必需要鼓勵學生勤于觀察、敢于質疑、勇于發問，即便對那些已成定論的東西也不妨去重新審視或爭論一番，使之不成為僵死的教條。誠如笛卡爾所說：“科學產生于懷疑”。充分利用設計性實驗，是培養學生創新能力的有效途徑。以測量性實驗為例，由于每一種測量儀器都有其基本的固定的作用，如用刻度尺測長度、用天平測質量等，但如果要求突破測量儀器固有的功能（局限性）去測量一些看似沒有因果聯系的物理量，這對培養學生的求異思維品質無疑是一條“綠色通道”。

例如：試用一根卷尺估測一堆砂粒間的動摩擦因數。初看本題，可能無從下手，因為卷尺測得的長度與砂粒間的動摩擦因數似乎是風馬牛不相及的兩碼事。但是，我們可以這樣來思考，要測定砂粒間的動摩擦因數，必須讓砂粒間發生相對運動；再聯想到力學中一個常見的斜面模型，如圖a，逐漸增大斜面傾角θ使木塊在斜面上將要發生相對滑動，受這一模型的啟發，我們可將題給的一堆砂從高處慢慢漏下，在地面上形成一個圓錐體，并不斷增高以至高得不能再高，即表面砂粒將要開始滑動。如圖b，此時的砂堆不就構成一個“蠢蠢欲動”的斜面了嗎？隔離出其表面的任一顆砂粒，不就相當于斜面上的一木塊了嗎？這樣一來，通過θ這個中間變量即可把動摩擦因數μ的測量轉化為可用卷尺測量的長度（圓錐的高h和周長l ）。在物理實驗中，將不易直接測量的物理量轉化為另一種易觀測的物理量進行測量的方法，稱為轉換法。

總之，在新課程標準理念的倡導下，高中物理實驗的考核也不再是簡單地沿用傳統教學的考核方式，需要結合物理教學內容和學生們的實際學習情況，從多個方面進行有效的考核改革。只有這樣，才能為物理實驗教學的有效開展提供可能性，為提高高中物理實驗教學的效率奠定堅實的基礎。