高中物理實驗教學中的創新方法

李爽

摘要：物理實驗是物理課堂的重要組成部分，也是幫助學生把握知識，感受知識生成過程的主要手段。在這個基礎上，對物理實驗進行合理的創新，可以增強實驗的有效性，進一步促進課堂教學質量提高，也是提高學生對知識的掌握能力和實踐能力的有效方法。所以，圍繞高中物理實驗教學分析實驗的創新策略是我們認真思考、值得鉆研的重要課題。

關鍵詞：高中物理；實驗教學

實驗和物理教學之間是不可分割的姊妹關系，二者缺一不可。良好的實驗操作可以促進教學活動的有效性，可以將知識的生成過程清晰而真實地還原在學生的面前，全面增強學生的探究熱情和動力。而在這個基礎上對實驗活動進行合理的改良與創新，并間接促發學生的創新意識，不但可以顯著提高課堂的教學質量和水平，還可以增強學生的創造能力和動手能力，從而讓他們更加扎實地掌握物理知識。尤其是在當前的高中物理課堂中，由于實驗方案陳舊、器材缺失和損壞，導致操作局限性過大，從而降低了實驗活動的質量。對此，如何實現對物理活動的創新，便成為廣大物理教師認真對待的一個問題。但是具體該如何落實這個方案呢？筆者圍繞多年教學經驗，談談自己的看法和建議。

一、實驗器材的創新

實驗器材是幫助教師開展物理實驗的主要工具，如果器材出現損壞、缺失等情況，不僅影響整體的實驗效果，還浪費了時間。因此，在研究物理實驗創新策略時，對實驗器材進行創新是物理教師所要優先考慮的方面。對此，筆者圍繞牛頓管的創新為例展開分析。牛頓管是《牛頓管演示自由落體》實驗的重要材具，如果出現缺失或損毀，必然會導致實驗活動的終止。我們可以創造出一個新型的牛頓管，材料方面需要準備永久磁鐵、固定鐵環、透明玻璃管（長度一米左右）、鐵片和羽毛、密封性良好的物質（環氧樹脂等）、空氣閥門開關、膠管、三通連通器。在制作的過程，可以將準備好的羽毛、鐵片放到玻璃管當中（分開放入），然后利用密封良好的物質封住玻璃管，并按上空氣閥門。當密封物質干涸后，再利用鐵環和橡膠墊對玻璃管進行固定，然后使用膠管連接三通和兩個閥門。這種創新設計在實驗中可以最大限度地提高實驗效率，并降低無關因素的干擾。為了增強可視性，還可以將材料中的羽毛涂上明艷的色彩。當然，除了新型牛頓管之外，還有許多實驗儀器值得創新，比如楞次定律實驗中所要用到的魔術筒，簡易電磁波接收演示器等。受篇幅所限，筆者不一一列舉了。

二、實驗方案的創新

（一）革新探究實驗，讓實驗具有創造性

探究實驗具有神秘性和多樣性的特點，其未知因素具有無盡的魅力，可以讓學生全身心地投入其中，在參與的同時增強自身的操作能力。如果對探究實驗進行革新，讓其具有創造性，那么一方面可以提高探究實驗的整體功能和價值，另一方面還可以有效提高實驗的樂趣。但具體該如何實現這一點呢？以《自由落體運動》為例，在創新階段，教師修改了原實驗的相關理念和目標，讓探究實驗具有了更深層的內涵。原實驗中提及：“硬幣和紙片在下落的過程中會出現哪些不同的現象？這些現象受到哪些因素的影響？如果將硬幣和紙片都放在真空環境當中，那么將會出現哪些變化？”經過修改，變成了：“在大風天，下落狀態中的硬幣和紙片會發生哪些變化？如果將紙片團成一團，那么在下落的時候會出現哪些變化？”通過這樣的整改，不但讓探究實驗更具備了懸念性的特點，而且可以讓高中生感受到挖掘知識和探究知識的樂趣，從而增強他們對物理的熱愛情緒。值得注意的是，在修改實驗方案和目標方面，教師也可以要求學生自行改良，目的是為了誘發學生潛意識中的探究積極性，間接增強他們觀察事物和挖掘問題的良好習慣。

（二）修改演示實驗，給學生提供參與機會

高中物理教材中包含了許多演示實驗，通過組織這些演示實驗可以有效加深學生對知識的理解和掌握能力。但是在傳統課堂中，這些演示實驗都是由教師在課堂中完成，而學生只能機械地觀看，偶爾配合教師進行思考。這種方法不僅局限，而且不利于學生操作能力的提高。對此，讓學生成為演示實驗的操作者，由教師配合指導，這樣不僅提高了學生的手感，還加強了學生操作能力。以《牛頓管演示自由落體》為例，在這次實驗中，教師改變以往的實驗規則，由學生在臺下進行自主操作，觀察實驗的過程，以及出現了哪些情況和問題。筆者觀察發現，學生在操作期間興致都非常高昂，雖然他們出現了不少的錯誤，但經過老師指點，他們都能快速發現錯誤、修改錯誤。期間，為了讓學生進一步把握知識，還可以延伸性地提出一些問題。比如，如果不存在空氣阻力，所有的物體都只會受到重力的作用，不同物體從同一高度同時由靜止下落會出現哪些結果？由此點燃學生的探究熱情。綜上可見，學生在親身經歷實驗之后，他們對知識的把握能力將會得到提高。期間，哪怕出現了一些問題，在經歷改良后，他們也會及時地把握重點。

總之，實驗是物理課堂的重要組成部分，它的作用和功能在物理課堂中不可或缺。合理地對實驗進行創新，可以讓嚴謹、抽象的物理知識變得更具直觀性、具體性和可視性，可以讓學生在身臨其境中把握知識的運作規律和原理，從而達成“看得到、摸得著”的效果。但是，如何完成創新，如何保證創新后的實驗活動具有價值，這卻是一個難點中的難點，也是對廣大物理教師專業技能和素養的綜合性考驗。