自主改進實驗培養學生物理探究能力芻論

陳艷

摘 要：高中物理教師必須對傳統的實驗教學進行改進，以適應新時期的教學目標。教師改進物理實驗，培養學生物理探究能力的措施有：廢物利用，改進實驗設備;借助電教，改進實驗手段;別出心裁，改進實驗方法。

關鍵詞：高中物理;物理實驗;實驗改進;探究能力

中圖分類號：G421;G633.7文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2019）11-0037-01

物理是一門以實驗為基本內容的學科，正是因為有了實驗，物理學才有了突飛猛進的發展。但是，縱觀傳統物理實驗課堂，大部分實驗采用的教學手段不夠新穎化、自主化，極大地限制了學生的動手能力和思考能力發展，沒能達到物理實驗教學的目的。因此，高中物理教師必須對傳統的實驗教學進行改進，以適應新時期的教學目標。教師要對物理實驗進行設備、手段和方法的全面改進，以培養學生的動手能力和探究能力。

一、廢物利用，改進實驗設備

在物理實驗教學過程中，有些實驗之所以不能成功或者效果不好，是因為實驗設備不夠完善和精細。因此，為提高實驗效果，讓實驗更成功，教師應該留意身邊能夠引入教學、改進實驗設備的生活物品，變廢為寶，達到更好的實驗效果。

例如，講到“摩擦力”這一章節時，對于摩擦力方向的判斷，是學生容易出錯的問題。尤其對于靜摩擦力的方向，學生更是難以準確分辨，不容易想通“兩個物體相對靜止時卻又有相對運動的趨勢”這一物理描述，更不要說理解“運動趨勢的方向就是摩擦力的方向”了。以往的實驗，通常是將一個物體放置在一個斜面上并且保持物體不往下滑落，說明其間存在靜摩擦力使物體保持不動，但是這僅能說明靜摩擦力的存在，學生無法理解f的方向問題。為幫助學生理解這一問題，教師可以開展生活實驗，將這一抽象的物理現象具體化。即將兩個廢棄牙刷的刷毛頭部擠在一起，然后將兩個牙刷向不同的方向拉動，在拉動過程中要保證不能使兩個牙刷脫離。這時可以發現，牙刷頭上的刷毛向不同的方向彎曲，牙刷毛偏向的方向正是靜摩擦力的方向，兩個牙刷所受的靜摩擦力f1、f2的方向正好與手作用到牙刷柄部的方向相反。這樣，學生對靜摩擦力的方向就會產生直觀的認識。

正是實驗設備的改進，才使實驗結果更加真實化，才使誤差盡量減小到合理范圍內。教師利用身邊的廢棄物品開展實驗，不僅能讓學生了解物理知識就存在于生活之中，還能讓學生更直觀、真切地理解和學習物理知識，可謂一舉兩得。

二、借助電教，改進實驗手段

為了實現新時期的教學目標，將傳統的實驗課堂向新型課堂轉變是教師的當務之急。因此，物理教師可以結合具有時代氣息的電教技術，有效改進傳統的實驗手段，為物理實驗教學注入新的活力。

例如，講授“勻變速直線運動的研究”這一內容時，教學要求用實驗手段對小車速度與時間的關系進行探究。未改進之前的實驗是通過小車帶動紙條，對打點器打出來的墨點進行觀察，但打點計時器打出來的點不是特別容易觀察，并且小車在帶著紙條快速移動的時候，有可能使紙條不恰好處在打點器里，導致出現錯誤的計算結果。針對這一情況，教師可以借助先進的電子教學設備對實驗進行改進，使用高速數碼相機取代打點計時器。首先，將數碼相機固定好，設置為錄像模式，在導軌上繪出明顯的刻度，然后利用視頻截圖軟件對記錄下的視頻進行操作，得出有著固定時間間隔的圖像，然后將這些圖像進行合成，小車的運動軌跡就呈現出來了。最后，借助圖片中小車所處位置的刻度信息，就可以對小車在不同位置的速度進行計算，從而得出小車速度和時間的關系。

正因為有了高科技的教學器具，物理實驗教學手段才變得更加時代化、高效化，才能讓師生在實現新時期教學目標的路上越走越遠。

三、別出心裁，改進實驗方法

課本上的物理實驗往往是為了讓學生了解某個特定的物理原理或者物理實驗過程而設置的，這樣的實驗教學很容易讓學生感到枯燥無味，不能激起探究的興趣。因此，教師需要在傳統的實驗教學內容上進行創新，改進實驗方法，讓學生愿意主動鉆研和探索。

例如，講授有關光的波粒二象性的內容時，教學要求是通過實驗的直觀演示，幫助學生理解“偏振”這一現象。課本中給出的指導實驗是用兩個偏振片和一個黑色的顯示板，通過兩片鏡片的旋轉在黑色接光板上呈現出不同的亮度，但是白天教室中比較亮，學生不容易觀察到此現象。這時，教師就需要對實驗進行改進，使學生更方便理解“光是一種橫波”。教師可以將實驗改進為：用人眼替代黑色紙板去感受由于光的偏振出現的光強度變化。自然光是沿著各個方向振動的光波強度都相同的光。首先，使一片偏振片只具有一種方向上的振動，然后將另一片偏振片放在其后面，并緩慢旋轉，可以發現當后面的偏振片的偏振方向與前面的偏振片夾角α=90°或270°時I=0，光強最弱。當慢慢轉向與前面偏振片的夾角α=0°時，光強逐漸增加到I1=I2，則可以驗證光是一種橫波，體現了光的偏振現象。

由此可見，創新的改進版實驗能夠激發學生的探究興趣，并且能夠培養學生創新改進實驗方法的能力。

參考文獻：

[1]丁婭.中學物理實驗教具的改進與創新研究[D].信陽師范學院，2017.

[2]張洪明.改進實驗策略 提高實驗效率[J].物理教師，2016（11）.

[3]劉建泉.改進高中物理實驗，增強學生創新能力[J].內蒙古教育，2016（08）.

[4]張海俠.改進物理實驗教學方法 培養學生探究精神[J].中國教育技術裝備，2009（07）.