恰當的物理實驗方法 激發學生的創新精神

摘 要：面對高中物理實驗的多與難，本論文主要總結了這幾年物理實驗中的幾種實驗方法。在教學中會發現實驗方法的正確選擇對學生實驗的成敗有特別重要的作用，也可以激發學生的創新精神。

關鍵詞：高中物理實驗；控制變量法；觀察法；創新精神

物理學是一門自然學科，本學科是建立在實驗基礎上的，因此要搞懂物理，較基礎的方法是利用物理實驗來進行物理教學，這樣學生更容易掌握。因為它有著獨異的教學功能：首先物理實驗提供學生學習的感性材料，使學生進一步掌握物理定律和規律；接著憑借科學的思維方法，基本知識的認知程度進一步加深；最后激起學生的學習興趣，提高了學生的動手能力和探索能力。

初中物理要求學生觀察實驗，套用公式去驗證，但高中物理則要求學生能分析出具體的物理過程。因此高中物理課本中設置了許多演示實驗、課內外小實驗等習題。這些物理中小而易懂的實驗占了物理教學總課時的10%左右。實驗一般由：觀察→實驗→控制條件→測量→記錄→數據處理和解釋→分類→抽象、推理→發現規律性→模型化→提出假說→驗證假說等諸多環節組成。在此過程中，最重要的是實驗方法的選擇。接下來我將從兩個方面來闡述：

一、 恰當的物理實驗方法

恰當方法的選擇，加深了學生對基本知識的掌握程度，激發學生的學習興趣。下面我將介紹最近幾年教學中總結出來的幾種實驗方法：

（一） 控制變量實驗方法

此方法是中學物理實驗中非常重要的方法，對于物理學中常含有多個變量的情況時，通常采用控制其他變量，改變一個變量的方法，這樣就把多因素的問題變成多個單因素的問題，進而變為研究某一個因素對事物變化的影響，接著分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法。此方法是初高中物理實驗中常用的探索問題和分析問題的科學方法。例如：探究蒸發快慢的影響因素、探究滑動摩擦力大小的影響因素等實驗。

（二） 累積實驗法

往往在一些數據的測量時，使用儀器一次性測量時會產生很大誤差或者很難測量。一般采用常規儀器進行多段或者多次準確測量，然后按照一定計算方法求得精確的數值，這種方法叫做累積法，此方法不僅可以提高測量的準確程度，還能減小誤差。例如：滴水法測重力加速度、測量均勻細金屬絲的直徑、分析打點計時器打出的紙帶、測量單擺的周期等實驗。

（三） 等效替代實驗法

對于有些物理量不易測量且不直觀的情況，我們在具體實驗中可以利用較直觀、較易測量而且又有等效果的量來代替，這樣能夠大大簡化問題。例如：在力的合成與分解實驗中，一般利用物體所受的合力來代替物體所受的幾個分力，因為它們作用效果相同；對于驗證動量守恒實驗，一般利用水平位移代替相應的水平速度等。

（四） 轉換實驗法

對于研究的物理量或者物理現象，直接研究比較困難，我們可以轉變成其他相關物理量，使研究結果更直觀，這種方法叫轉換法。例如：對于電場，一般常采用轉換為電流產生的效應來研究；對于磁場，一般轉換為地磁場的基本性質來研究；將測量不規則小石塊的體積轉換成測量石塊排開水的體積等。

（五） 留跡實驗法

對于有些物理實驗，由于實驗過程進行得太快，對于研究造成一定的困難，因此研究這些需要利用某種方法記錄下來軌跡，發揮照相機似的記錄功能，這種實驗方法叫做留跡法。例如：用打點計時器記錄物體位置、沙擺描繪單擺的振動曲線等。

（六） 觀察實驗法

在物理實驗中，學生根據研究目的，按照實驗的外部表現，用自己的感官和輔助工具有目的、有計劃地觀察、記錄結果，進而解釋物理概念的形成，幫助理解物理知識、揭示物理規律，這種方法叫做觀察實驗法。例如：在密度的學習時，先讓學生從顏色、狀態、軟硬等來觀察區分銅塊、鐵塊、石塊、酒精、水等物質，進而提出問題引入密度新概念。此方法也可探究沸點與氣壓的關系等。

恰當的物理實驗方法可以使我們用最少的時間而達到我們的預期效果，學生的動手能力也會穩步提高。有了恰當的實驗方法。作為老師該怎么樣激發學生的創新精神呢？

二、 激發學生的創新精神

（一） 嚴格要求學生，科學態度對待實驗

在實驗課上，要求學生不亂說、不亂動。因為高中生都有愛動的特點，所以儀器在使用中的管理是有一定難度的。因此學生進入實驗室后，一定要堅持嚴格要求，經過長時間的強調，學生終究會養成認真對待每一節實驗課的好習慣，因此給能否上好一節實驗課打下良好基礎。每次實驗把學生分為幾個小組，每組選一個組長，然后由組長檢查實驗、記錄結果。這就確保了小件儀器無遺失，大件儀器無損壞。

（二） 帶好學生實驗，選取恰當方法

對于每一節實驗課，老師都應做好示范，把實驗步驟和方法講透講懂，并提醒學生實驗中易出現的問題以及怎么避免。在學生自己操作實驗時，教師應隨時掌握學生操作實驗進度，并加強巡視，掌握學生完成實驗情況，督促學生記錄好現象和數據結果，最終討論好的實驗方法等。課后，積極幫助失敗的實驗小組分析、查找問題原因，幫助他們完成實驗。

（三） 舉行實驗比賽，激發創新精神

除了常規實驗教學，我們會不定期舉行一些實驗比賽，看誰的實驗方法又簡單又能得到最好的實驗數據，這樣會使學生對實驗更加的熟悉，增強了學生的動手能力。面對有些學生提出實踐性實驗申請時，應極力給予安排并指導。雖然這樣做會帶來相應的麻煩，但卻極大地激發了同學們的創新精神。

總結與展望

實驗方法的選擇，對于物理實驗教學來說很重要，更重要的是我們應教會學生在遇見問題時要勇于創新。當學生一旦有了自己的想象空間，有了敢于嘗試的念頭，我們應及時用言語去贊揚，用行動去扶持，并積極引導。當他們得到老師的肯定和支持，并最終得以實現時，哪怕是小發現、小制作、小發明，他們都會感到由衷的喜悅，學習的興趣和主動性更強，甚至升華。對于他們以后的學習道路，不能一味地跟著別人的步伐前進，而是有自己處理問題的方法，走出自己特色的人生之路。

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作者簡介：白金，安徽省阜陽市潁上縣職教中心。endprint