在高中物理教學中運用實驗培養學生的創新能力

摘 要：高中物理教學不應當是繁雜公式與理論的羅列，還應當穿插進去很多有趣的實驗。這些物理實驗不僅能夠幫助學生們更好的理解物理原理，更能促進學生通過自主動手操作，進一步培養創新能力，為今后的物理學科素養提升打下堅實的基礎。本文通過一些具體的實驗教學實例，利用高中物理教學中較為重要的幾個物理實驗，闡述物理實驗在高中物理教學中是如何提升學生創新能力的，以期望促進高中物理教學更加生動化、創新化、實踐化。

關鍵詞：高中物理；實驗；教學；創新能力

一、高中物理實驗教學的意義

物理不同于數學的很大一點在于，物理往往能夠在生活或生產中找到模型的原型，是利用數學知識解決實際問題的一門學科。作為一門與生活息息相關的學科，物理教學絕不應當照本宣科、停留于課堂表層。實驗是物理教學的靈魂，一個合格的物理教學者，應當做到能夠啟發學生通過觀看演示實驗、自主動手操作實驗、撰寫實驗報告等方式，培養學生對物理學科的學習興趣，在參與實驗的過程中培育創新能力。高中物理實驗的教學，是對于書本上理論知識與公式的補充、豐富與完善。

二、高中物理實驗是學生對疑惑的一次自主解答嘗試

在力學引入的最初，高中物理課本中提到了幾個概念——距離、位移、時間、速度以及加速度，對于前面的四個概念，在生活中是相對直觀的，學生也比較容易理解；但是加速度的概念較為抽象，且高一接觸加速度時并非利用“求導數”的方式引進，在數學上沒有一個有力的支撐，學生在初次接觸時的理解困難程度較大。在高中物理常見的一個實驗“探究速度與時間變化關系（打點計時器使用）”中，學生可以自主的調整小車行駛速度，在多次動手實驗與實驗數據處理中，更好的認識“加速度”這一物理量，在釋放小車時，“速度越來越快了”就意味著“加速度為正數，速度增加”，在小車因為摩擦力與空氣阻力逐漸停下來時，“速度越來越慢了”就意味著“加速度為負數，速度減小”。通過反復的實驗，學生能夠自主解答很多對于抽象概念的疑惑，這種自主動手操作、自主解答問題的過程，是對于高中生創新能力的培養，有助于學生打下良好的研究基礎。

三、物理實驗方式多樣化，幫助學生打破常規思維

學習電磁學的過程中，如何測量一個未知電阻，是我們物理教學實驗環節的一大重要問題。學生們往往接觸到的最常規的方法是“伏安法測電阻”，分別通過測量到的電壓與電流，多次實驗后計算得到電阻的值。我們物理教學者或許可以嘗試向學生們提出這樣一個問題：“除了常見的伏安法測電阻之外，大家還有沒有其他的創新方法，也能夠較為精確的測出電阻呢？”，學生們會反復思考測電阻的原理，并在綜合運用前面所學的各種物理知識的基礎之上，融會貫通，自主查閱資料并設計實驗。在創新實驗方式的過程中，有學生可能會提出“歐姆表測電阻”的新方法，認識到了一種新的物理實驗儀器。還有學生可能會猜想到對“伏安法測電阻”實驗的改進，只用電壓表，不用電流表，也能完成電阻的測量。這些學生往往會引入一個已知的定值電阻，與未知的待測量電阻一同串聯在電路中，將一只電壓表兩次分別接到這兩個不同的電阻上，利用分電壓的相關公式推導出待測電阻的值，這種方式被稱為“伏伏法”。又有同學可能會提出，這樣兩次接電壓表，增加了實驗的復雜程度，能否只接入一次電壓表呢？這也是可以具體實踐操作的，引入一個滑動變阻器，通過改變滑動變阻器串聯接入電路的電阻值，達到不同的分壓效果，這種測量未知電阻的方法也稱為“伏阻法”。除此之外，高中物理實驗中還有很多類似的例子，多數實驗的方法并不是唯一的，作為教師應當善于引導學生養成舉一反三的好習慣，對于接觸到的傳統物理實驗大膽創新、不斷改造，打破常規思維，通過多樣化的實驗方式真正培養物理創新能力。

四、物理選修與競賽教學，適當的引入創新實驗拓展

高中物理的教學并不能滿足全部同學的求知需求，很多學有余力的同學會選擇報名物理競賽，或者選擇繼續閱讀選修課本乃至高等教育階段的物理專業書籍。對于這部分求知欲望強烈、基礎知識扎實、創新能力強的學生，作為教師應當發現人才并積極引導，不妨適當的引入創新實驗進行知識的拓展。例如，在后繼課程統計熱力學中，“粘度系數實驗”是作為初始章節的引入性實驗出現的，難度適合學有余力的高中學生。這個實驗也有很多種方式，物理實驗室只需要配備基礎器材，就可以引導學生做落球法測量粘度系數的實驗，對小球稱重后在待測液體中央放置，令其緩緩落下并在達到穩定狀態時開始計時，在遮擋發光點時停止計時，通過公式可計算出待測液體的粘度系數。如果實驗室有足夠的條件，還可以購置奧氏粘度計作為實驗器材，并讓學生通過實驗自主分析奧氏粘度計兩個玻璃泡的作用。這些拓展性實驗，可以作為高中物理教學實驗環節的補充，更能調動學生的創新能力。

參考文獻

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作者簡介：

王照標（1986-），男，土家族，重慶市北碚區，一級教師，研究生，重慶市江北中學校 400714，研究方向：高中物理教學

（作者單位：重慶市江北中學校）