高中物理實驗創新探析

謝欲濤

【摘要】物理教學中，做物理實驗具有非常重要意義，可以使抽象的問題具體化。在新課程改革推進階段，物理教師應以實際行動，實事求是，創新傳統的物理實驗，運用現代教學手段，結合最新的教學工具，接觸現實生活，修改不完善的實驗，引導學生進行設計實驗。讓物理實驗真正發揮作用，幫助理解和啟發智慧實驗。

【關鍵詞】高中物理；實驗；創新事例

物理是一門以實驗為基礎的學科。因此，實驗教學是物理教學中非常重要的一部分內容；另外一方面，實驗教學可以有效地鍛煉學生的動手能力，促進學生將書本上的知識與實踐能力相結合，所以，實驗教學也是提升學生綜合素質的重要途徑。在新課程改革不斷深入的情況下，高中物理實驗教學也要在實踐中不斷創新，這就需要我們一線教師不斷探索。在長期的教學實踐中，筆者在高中物理實驗教學的方面總結了一些經驗，又總結了同事們的優秀成果，將近些年高中物理實驗的創新成果做一個匯報，希望對一線教師的物理實驗教學有所幫助。

一、使用現代工具增強實驗效果

現在更受歡迎的是傳統的實驗物理課項目，在過去，由于我國教學硬件環境不齊全，受到一些設備和條件的限制，所得到的實驗現象并不完善，操作不太方便學生觀察。隨著教學設備的不斷完善，我們可以充分利用這些新工具，新實驗方法來改進物理實驗。

1.投影儀

一些演示實驗的實驗變化不明顯，操作范圍小，實驗結果不能清楚地傳達給每一個學生，那么我們可以使用投影儀放大實驗效果。如，“游標卡尺的使用和測量”，以前教師操作演示，由于游標卡尺規模小，坐在后面的學生認為沒有厚度。現在，我們可以使用投影儀放大效應，游標卡尺的規模上的投影，它可以提供一個開發規模上的投影，確保每個學生可以觀察實驗結果。

2.Excel數據處理功能

隨著信息技術技能的提高，現在大多數中學生都能夠使用Excel的一些基本操作，處理簡單的表格，但對Excel的功能不了解深。事實上，Excel功能還有很多功能沒有被利用，充分利用Excel數據處理功能，可以幫助我們解決一些實驗數據，得到更準確的結果，更方便和高效。例如，在物理教學中，為了探索質量和加速度之間的關系，通常在收集多組數據，進行比較，這時手工數據統計、耗時且容易出錯的情況下，如果我們知道Excel更深入的功能，直接將兩組數據的質量和加速度轉換為Excel圖表，就可以自動生成反向曲線。

3.數字化實驗

數字化實驗可以自動采集數據，提高實驗效率。數字化實驗是將傳感器與計算機兩者相結合，可以與實驗裝置相結合，也可以獨立完成實驗。它屬于一種高技術含量的實驗方法。探究牛頓第三定律，并使用數字實驗，計算機可以快速顯示相互作用力之間的關系，從而產生相互作用力的大小相等方向相反的結論，確認牛頓第三定律，也可以進一步探索，力的大小與物體的加速度方向無關。

二、從生活現象出發完成實驗

選擇貼近生活的實驗，使學生能夠理解物理知識與現實生活的緊密聯系，激發興趣，激發學生的發展思維。另一方面，利用普通項目進行實驗，從教科書的實驗過程中進行良好的物理實驗，充分發揮學生的想象力，鍛煉學生的設計實驗和動手能力。

1.選擇生活中常見的工具

物理實驗不需要在實驗室里，用專業的實驗設備完成，在保證安全的前提下，也可以利用生活中的東西進行試驗。筆者看到一個老師在設計一個實驗，用磁鐵、罐頭、竹簽、紙盒和其他輔助材料。當易拉罐旋轉著靠近磁鐵的時候，如果磁鐵靜止，易拉罐也會快速靜止，這時候再旋轉磁鐵，易拉罐也會隨之轉動。本實驗簡單明了地展示了電磁阻尼和電磁驅動原理。

2.利用人體進行實驗

最簡單的實驗工具其實是在我們周圍，沒有任何外部干預，只靠我們自己的身體也可以做一點“實驗”，大致感受壓力，和其他運動。比如，手指敲擊桌面，手指作為受力方，但也能感覺到疼痛，如果增加敲打，可以增加手指的疼痛感，這就證明了反應與反應之間的關系；再例如，一個同學，請做下蹲運動，同時手臂水平伸展運動，其他學生在觀察的總數中，這個同學手以勻速呈現斜運動，從而可以觀察到一些簡單的運動合成。

三、在教學中改進實驗

現在高中物理實驗，主要是嚴格按照教材步驟完成實驗設計，盡管這些經過實驗很多次驗證，但畢竟不是完全適用于所有的教學情況，對所涉及的材料良好的實驗步驟，我們不必完全遵循，可以稍微修改，使其更方便和完善。

1.對傳統實驗不足之處加以完善

一些經典的實驗已經存在了很長時間，但實驗結果并不令人滿意。我們可以稍微改進一下數據，使數據更穩定，更容易操作。如在查詢中滑動摩擦，常用的是直接用手拉彈簧測功器的方法，但不容易拉彈簧測力計直接拉強度，導致數據波動較大，影響實驗結果。我們可以用手拉木板，使張力相對容易控制，得到的數據將更加準確。事實上，對于整個實驗來說，這個變化可以說是非常小的，但它實際上提高了實驗的效果。

2.依據實際情況安排實驗

我們在課堂上做實驗，不僅要考慮實驗的效果，而且要考慮到課堂環境以及操作的實際教學效果，在必要的時候，我們可以對試驗過程做一些調整，使它適應課堂教學條件。例如，在牛頓管自由落體的實驗中，通常的方法是把羽毛放在空氣牛頓管中進行自由落體，然后再取出牛頓管，再觀察這種現象。但在提取空氣的過程中，既耗時又嘈雜，學生們在下面等著，課堂教學自然形成了一個缺口。如果老師事先畫了一個牛頓管，真空中的自由落體實驗，那么空氣，也可以有同樣的效果，也可以節省時間。

四、創新實驗設計

在改造傳統實驗的同時，我們可以完全擺脫傳統實驗的束縛，自行設計實驗計劃。我們可以用更方便、更新穎的方法完成實驗。當然，這個過程可以由老師和學生來完成，因此，不僅要設計出與物理實驗教學現狀相對應的，也可以培養學生的探索精神。相比之下，自己設計的實驗學生更有動力，更愿意開發和比較不同角度的實驗。

1.小實驗中的大道理

有許多實驗材料很少，步驟很簡單。每個學生都可以自己設計和完成自己的作品。例如，學習“平行四邊形法則”，作者用來鼓勵學生設計實驗來驗證平行四邊形法則，一個學生可以提出可視化的作用力，這個想法是照亮了每個人的心靈，你用橡皮筋張力的大小，與兩個彈性伸長長度和規模驗證“平行四邊形法則”，學生在這個過程中也學到了新的測試方法。

2.自己動手，邊做邊學

一些定理，驗證規則麻煩，不能像在“橡皮筋實驗”完成前那樣簡單，這就需要教師和學生一起，在不斷探索中修改實驗，逐漸達到理想的效果。如，學習本節“曲線運動中的受力方向”，有學生帶來兄弟的玩具車和賽車軌道，將軌道設計成圓形弧形，在突然停車時觀察汽車的運動方向。這是一個很好的設計，但是很容易脫離軌道，很難做實驗。其中一名學生提議用球替換汽車，第一名是選擇乒乓球，但乒乓球太大、太輕、不太理想。最后老師選擇了鋼球，在軌道上自由滑動，然后把小紙箱切的軌道，最后無論小球從什么高度、滑動速度，都飛進一個小紙箱，充分展示了壓力曲線的運動對象。

通過上面的各個例子，我們可以看到，高中物理實驗不是死板的，僵化的，而是為了讓學生更好地理解物理知識，驗證物理原理，提高學生對物理學習的興趣，鍛煉學生的理解思維，培養學生的實際操作能力。因此，我們的物理教師不應該對物理實驗進行定型和形式化。我們應該繼續以實事求是的態度來創新物理實驗，提高學生的物理學認知，更好地為物理教學服務。

參考文獻：

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