淺析高中物理實驗教學創新型設計

摘 要：高中物理教學主要是建立在實驗的基礎上，通過一些創新型的實驗方案，激發學生興趣，也能提高他們的實踐能力，促進學生學科素養的提升。基于此，本文首先簡要的介紹了高中物理實驗教學創新型設計的意義，接著分析了當下實驗設計的現狀，最后重點提出了一些有效的設計方案，以期為高中物理教師教學提供一定的參考。

關鍵詞：高中物理;實驗教學;創新型設計

物理課程是一門實踐性、生活性比較強的學科，部分理論知識是從以往的生活和實驗總結而來的，那么教師在設計一些創新型實驗的時候，更應該提高學生的實驗技能和創新思維。由于高中物理本身就具備一定的難度性，學生在掌握的時候顯得比較困難，對此，教師借助實驗，將學生放于中心，按照實驗的要求和目的，增設條件和場景，用于提高學生的學習能力，達到一個最佳的優化效果。

一、 高中物理實驗教學創新型設計的意義

傳統化的實驗教學中過于形式、片面化，學生往往只有觀察到實驗的變化，才能更為全面的去思考這些物理問題，可是課堂上的時間有限，如若教師將實驗長時間放置在課堂上，這樣往往會影響后續教學工作的順利實施，也無法提高整體的教學效果。因此，需要對實驗進行創新型的設計，改變原本的教學弊端，使得教學工作能夠滿足新課改的相關要求，借助全新的實驗思路去引導學生自主性的學習。

二、 高中物理實驗教學創新型設計的現狀分析

（一） 高中生的主體性無法得到體現

高中物理教學中，如若教師仍舊是采用以往的教學方法，將知識點作為核心，忽視了學生在整個過程中的重要性，那么這樣的教學效率是非常低下的。即便是在一些具體的實驗過程中，部分教師也是采用先示范，接著讓學生模仿操作，這樣無法詮釋出學生的主體地位，也會制約實驗創新設計的發展。

（二） 忽視了實驗設計階段的重要性

物理知識是在實驗的基礎上去進行必要的歸納和整理。但在實際教學中，仍舊是教師講述、學生記筆記形式居多，忽視了實驗設計的創新性，教師就應該意識到實驗設計階段的重要性，以重力加速度的知識點為例，在簡述這一章節的知識時，為了讓學生更為清楚的掌握和認識到相關的概念和公式，設計一些小球單擺的實驗。借助這個小實驗，讓每位學生都能主動的參與到其中，理解物理的概念和公式，充分體會到這門學科的趣味性和實踐性。

（三） 創新型實驗缺乏實踐性

高中物理實驗創新型設計的時候，理應包含一些實踐元素，這就要求學生去實行自主性的設計和思考，盡量讓每位學生都能積極的參與到其中，加深對理論、概念等內容的理解。但是在實際的高中物理教學中，受到一些客觀因素的影響，實驗內容無法得到有效的更新，使得實驗設計的方案在本質上沒有產生任何的變化，學生的個人發展空間也受到了嚴重的限制。

三、 高中物理實驗教學創新型設計的主要策略

（一） 構建創新型的實驗思路，引導學生自主性的設計

物理實驗的過程在于主動去探索和發現，將創新思想看作是實踐的先導因素，這樣才能確保實驗設計中涵蓋了創新型理念。對此，教師就應該意識到學生在整個實驗中的主體地位，肯定他們的實驗成果，這樣不僅會增強學生的信心，還能構建一個平等的師生關系。而教師在整個過程中，主要是起到一個引導性的作用，突破常規思維的束縛，調動學生的科學文化知識，實現理論向實踐的有效轉換。首先，對教材中已經給出的一些實驗進行適當地改變和創新，以便達到一個最優化的教學效果，例如在驗證“動量守恒”的實驗中，物理課本上的實驗主要是采用彈簧、小車的方法，在分析小車運動距離的過程中，利用公式，計算出運動的速度，接著掌握到其中的數量關系。而在創新型實驗思路下，教師就可以將“動量”的關系轉變成“定量”，將小車轉成小球，借助平拋的方法去求得速度。其次，借助實驗去驗證一些物理習題，例如過山車完成圓周運動時最高點的臨界速度是多少？可以分為三種情況，v=v臨界、vv臨界，要想保證過山車能夠到達最高點，那么它的速度就必須要大于臨界的速度。最后，借助物理實驗去驗證生活中的一些問題，如遠距離輸電，按照學生自行設計的線路圖，教師在多媒體上展示實驗方案，介紹其中的工作原理和相關構造，讓同學們去進行自主性猜測和驗證，不要將思路停留在理論階段。演示實驗結束以后，小組內要進行相應的反思、總結，這有助于培養學生在科學探索中的實驗態度。

（二） 按照物理實驗的要求，注重對數據的創新

傳統化的實驗分析中，需要學生手寫記錄相應的數據，這種數據處理的效率非常低，而且實驗的直觀性和競爭性無法得到有效的體現。信息化時代下，教師在教學中也應該有所創新和發展，借助仿真實驗軟件，利用軟件數據處理、整理和分析這些數據，將物理實驗同信息技術有效的結合在一起，幫助學生從中學到更多的知識。例如在“單擺的周期實驗”中，讓學生結合公式去計算單擺的周期，這時候需要應用到兩組數據——擺線的長度、擺動的時間。當學生在確定了實驗的思路以后，教師引導他們利用pasco傳感器和相關的組件來完成這一實驗，這是學生需要重點關注的部分，當傳感器在發出信號的時候，雷達接受到以后，會反映出位置、方向和速度等，接著給出一系列的數據。從整個模擬實驗而言，需要利用到的器材如表1所示：

教師應該為學生提供簡單的設備，確保每位學生都能看到一個完整且準確的實驗過程，然后從中分析出相應的物理規律，完成了實驗以后，借助pasco軟件中數據分析功能，計算出單擺周期。從這些實驗數據的應用情況而言，學生應該學會自己利用仿真軟件去進行分析和記錄，將記錄的數據以最為直觀的方法展現出來，然后應用圖形化的方法去分析這些數據，實現形象思維的有效轉換。同時，學生也可以自主、反復的去進行實驗，從中摸索出一定的物理規律，將高中物理實驗的數字化和信息化特點充分展現出來。

（三） 增設條件和情境，確保創新型實驗的實踐性

物理實驗的情境和條件對于實驗的順利進行具備促進作用，有些實驗往往需要在一些特定的環境下才能進行，盡量減少外界因素對此的干擾，確定實驗進行時需要的基礎設備。教師要充分意識到實驗器材存在的作用在于讓學生親自去體驗，然后運用這些理論性的知識點解決學習上遇到的重難點問題。以高一《生活中的圓周運動》為例，物理教學中提供洗衣機脫水、汽車轉彎等生活中比較常見的案例，主要目的在于加強學生對相關知識點的認知和理解。

第一，教師為其提供實驗的器材，按照小組合作的方法，準備一個直徑是4cm的小球，對小球進行穿孔處理，還有50cm的細線，橡皮繩，

25cm的鋼絲。第二，讓學生去展開體驗式的活動，分析小球下擺時處于超重還是失重的狀態，將鋼絲套在小球上，保持豎直，小球靜止，感受到食指的拉力大小，接著抬高一段距離以后釋放;另一種是小球在下擺的時候感受到手指受到的拉力。先后兩次的實驗中，一致認為第二種手指受到的力更大，整個過程中，學生的手、腦都被調動起來，學習的興趣也會增加，最終會結合牛頓第二定律去進行綜合性的分析，真正在創新型實驗的過程中，增強了學生的實踐能力。

物理是一門綜合性非常強的學科，將實驗作為一種手段去提高學生的創新、探究能力，實現對真理的不斷探索。而教師在組織實驗活動的時候，也應該將創新性理念融入其中，借助多種教學方法，讓學生主動參與到其中，真正掌握和領悟到知識在形成過程中的獨特性，最終實現對“自我”的不斷超越。

作者簡介：張志杰，福建省漳州市，福建省漳浦道周中學。