設計開放實驗，提升物理素養

汪蘭平●

江蘇省海門市四甲中學(226141)

設計開放實驗，提升物理素養

汪蘭平●

江蘇省海門市四甲中學(226141)

開放性實驗徹底打破了傳統實驗的限制，從實驗設計到實驗方法再到實驗過程都充滿了較大的開放性和不確定性.本文主要從以下幾個方面入手來培養學生們的開放式實驗意識，鍛煉其動手能力和創新能力：立足生活，強化應用；就地取材，廢物利用；二次設計，另辟蹊徑；改進裝置，不斷完善.在這種教學模式下學生們的物理素養會得到全面提升，有助于其成長為全方面發展的人才.

開放實驗;物理素養;立足生活;就地取材

開放性實驗是一種極其新穎的實驗類型，它徹底打破了傳統實驗的拘泥于課本拘泥于形式的限制，從實驗設計到實驗方法再到實驗過程都充滿了較大的開放性和不確定性.與此同時它也對學生們的動手能力和創新能力提出了更高的要求.

一、立足生活、強化應用

物理是一門來源于生活的學科，許多偉大的物理學家們都是就生活中的某些物理現象進行深入思考，然后進行探索和實驗驗證進而總結出的物理規律.

二、就地取材、廢物利用

其實，很多學生都會認為實驗就是在實驗室里按照老師的要求和實驗書的步驟按部就班的一步步的做下去，其實不然，生活中處處都是實驗，“廢物都是放錯了地方的資源”，要讓學生們學會就地取材，將廢物有效利用.

比如在教學物理《楞次定律》這一章節的實驗時，為了增強實驗的趣味性和簡潔性，同時也是為了能夠有效的進行廢舊物品的回收和利用，我們用易拉罐、吸管和廢燈泡等對該實驗的規律進行了驗證.我們首先將易拉罐剪成兩個鋁圈并將其中一個鋁圈剪斷，接下來我們將兩個鋁圈用膠帶粘在吸管上，再將這根吸管放在廢燈泡上，這樣再加上一塊強磁鐵我們就可以進行楞次定律的實驗了，事實證明相比于實驗室中儀器裝置，這種實驗裝置說的通俗一點就是更接地氣、更容易激發起學生的興趣，學生們通過自己尋找材料、動手制作和進行驗證這整個過程，都能夠得出楞次定律“來拒去留”的規律，更重要的是，我們在學到知識的同時也有效的將廢舊物品二次利用，為建設資源節約型和環境友好型社會做出了自己應有的貢獻.

三、二次設計、另辟蹊徑

在教學過程中，有時可能會發現有些實驗雖然是經典實驗，但是由于學生們對器材等不是很熟悉所以導致實驗的趣味性降低學生們的積極性也不高，所以這就需要我們另辟蹊徑，重新設計更加新穎的實驗，以此來讓學生們積極地參與到實驗中來.

熟悉物理的人都知道，高中物理力學這一模塊最常見的模型便是斜面模型，我們高中階段的很多經典實驗也都需要借助于此模型，所以很多學生在接觸多了之后就感覺失去了趣味性，在做實驗時氣氛十分沉悶，所以我決定另辟蹊徑，徹底打破這一模型設計一個全新的實驗.我讓學生們利用生活中非常常見的砂粒來代替斜面，再加上卷尺等輔助器材去估測出沙粒間的動摩擦因數.這種全新的實驗充分調動了學生們的積極性和創造性，課堂氣氛更是變得異常活躍.學生們將沙粒堆成一個圓錐體，并不斷將其增高，直到表面上的沙粒馬上將要開始滑動為止，這樣隔離出的表面上的任何一個沙粒都相當于一個滑塊模型，通過受力分析：mgsinα=μmgcosα便可以得出μ=tanα這個結論，之后便將問題轉化成了求沙堆傾角α的問題了，這個問題也在學生們的認真思考下解決了，通過用卷尺測量沙堆的高和周長便可以很容易的就得出α的大小了.

四、改進裝置、不斷完善

對于有些物理實驗來說，由于其成立的條件較為苛刻，比如需要在真空中進行，或是需要速度嚴格一致等，我們在正常實驗條件下實現起來可能會有困難，所以在這個時候就需要我們對實驗裝置來進行改善，以便達到更好的實驗效果.

比如在教學牛頓管這個實驗時，在傳統的實驗條件下我們不能嚴格保證鐵片和羽毛同時下落，所以我在教學這個實驗時對傳統的實驗裝置進行了改善，我將玻璃管的頂端安裝上一個可以自由取放磁體的裝置，然后底端安裝上了一個抽氣裝置，然后我們需要在羽毛上粘上微小鐵屑.這樣一個改進后的牛頓管的實驗裝置就誕生了.這種新的實驗裝置不僅可以控制下落時間，嚴格保證鐵片和羽毛同時下落，更可以觀察在真空和空氣這兩種條件下下落情況的對比.通過這個實驗裝置我們可以清楚地得到實驗結論：在真空條件下兩者同時下落,在空氣中鐵片先下落.除此之外，我們還可以將實驗器材做一些微小的改動以使得實驗效果更佳明顯，比如我們可以將羽毛和鐵片都染成不同的醒目的顏色，這樣不僅能夠克服玻璃管反光的效果，還可以使實驗效果更佳明顯.

我們都知道，物理是一門基于實驗的學科，所以我們在教學時必須給予這一部分足夠的重視.然而我們不能只在傳統的教學模式下只為學生們演示課本中的實驗，我們需要有意識的培養學生們的開放式的實驗思維，激發他們的創造性，使他們能夠將如火的熱情投入到物理實驗的學習中，只有這樣學生們的動手能力和創新能力才會有質的飛躍，學生們的物理素養才會提升至一個全新的高度.

[1]陳鵬.高中物理實驗開放式教學研究[J].吉林教育，2010(07).

[2]王吉科. 高中物理實驗課開放式教學模式的探索 [J].湖南中學物理，2013(08).

G632

B

1008-0333(2016)34-0076-01