論高中物理教學(xué)中創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

余草蘆

摘 要：高中物理教育改革中強(qiáng)調(diào)要培養(yǎng)學(xué)生的“科學(xué)思維”。實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)科的基石，也是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的重要手段，成為當(dāng)前物理教學(xué)改革的中心要素。文章從物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的概念及其設(shè)計(jì)實(shí)踐的意義上切入，剖析了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)。隨后以魯科版高三物理教學(xué)為例，探索創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)踐的可行策略，以期能為所在地區(qū)的有關(guān)物理教學(xué)工作者提供可靠依據(jù)，從而改善當(dāng)前物理教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生能在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中體會(huì)到物理學(xué)習(xí)樂趣的同時(shí)提高成績(jī)。

關(guān)鍵詞：高中物理；物理教學(xué)；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)；設(shè)計(jì)實(shí)踐；策略

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版2020年修訂）明確要求教學(xué)活動(dòng)中要進(jìn)一步落實(shí)學(xué)生的科學(xué)思維、創(chuàng)新精神培育。黨的二十大報(bào)告中提出“創(chuàng)新是第一動(dòng)力”。創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)本質(zhì)是人才驅(qū)動(dòng)，再次論證了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與精神的重要性，這對(duì)教育內(nèi)容、教學(xué)方法都提出嚴(yán)格要求。物理學(xué)科教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生的創(chuàng)新個(gè)性、創(chuàng)新思維、實(shí)踐能力與想象力都可依托實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。由此可見，物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與運(yùn)用至關(guān)重要[1]。

一、物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)概念與設(shè)計(jì)實(shí)踐意義

（一）物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

《物理實(shí)驗(yàn)論》指出“物理實(shí)驗(yàn)”是研究者使用科學(xué)儀器與設(shè)備，按預(yù)先設(shè)想進(jìn)程開展來(lái)探究物理規(guī)律的活動(dòng)。立足于高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的角度來(lái)看，它指教師或?qū)W生使用實(shí)驗(yàn)器材在課堂中（或課外）來(lái)觀察物理現(xiàn)象，探究或驗(yàn)證物理規(guī)律的實(shí)踐活動(dòng)。當(dāng)前實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的作用愈發(fā)突出，為適應(yīng)新時(shí)代下創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的趨勢(shì)，新課標(biāo)中強(qiáng)調(diào)了要“創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式”。物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)指以物理學(xué)科為對(duì)象，通過(guò)探究性實(shí)驗(yàn)等培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、意識(shí)與思維，深度挖掘出學(xué)生創(chuàng)新潛力的實(shí)驗(yàn)。關(guān)于物理實(shí)驗(yàn)的“創(chuàng)新”體現(xiàn)于兩點(diǎn)：第一，對(duì)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新，例如將原本教材中的實(shí)驗(yàn)加以改進(jìn)，從實(shí)驗(yàn)條件、設(shè)計(jì)、手段上創(chuàng)新；第二，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新，體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)、實(shí)施上[2]。

（二）物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)踐意義

首先，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生興趣。物理理論枯燥復(fù)雜，部分學(xué)生學(xué)習(xí)會(huì)有難度，易失去對(duì)物理的興趣。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)能用生動(dòng)趣味的方式呈現(xiàn)知識(shí)，讓學(xué)生主動(dòng)投入探索中。其次，鼓勵(lì)學(xué)生自主探究，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生在課堂上的角色發(fā)生轉(zhuǎn)變，不再是以往課堂上的旁觀者，而是參與者。學(xué)生可運(yùn)用各種物理儀器與工具來(lái)觀察物理現(xiàn)象，能很好地激發(fā)其潛在創(chuàng)造創(chuàng)新的能力，這也與新課標(biāo)中“突出學(xué)生主體地位”內(nèi)涵契合。

二、高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀概述

高中物理對(duì)于學(xué)生的邏輯思維要求較高，若學(xué)生僅僅是對(duì)物理理論知識(shí)和原理死記硬背，無(wú)法達(dá)到理想的教學(xué)效果。創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)作為有效的教學(xué)手段之一，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的不足，具備突出的運(yùn)用價(jià)值。從實(shí)際調(diào)查上分析，當(dāng)前高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀與問題表現(xiàn)如下：首先，從學(xué)生角度上分析。大部分學(xué)生對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)的興趣度高，對(duì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的興趣更高，但因高中學(xué)習(xí)壓力大，學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中的主動(dòng)性會(huì)被削弱；部分學(xué)生的創(chuàng)新能力不足，對(duì)于物理知識(shí)的遷移能力較弱，也并不善于信息的歸納整理，容易依賴教師或其他同學(xué)；還有部分學(xué)生存在思維惰性，在物理實(shí)驗(yàn)中的創(chuàng)新欲望和意識(shí)淡薄。其次，從教師角度分析。部分教師對(duì)創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏深層次認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)流于表面，缺乏思維深度與廣度；部分物理教師會(huì)過(guò)度看重創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)結(jié)果，卻忽略實(shí)驗(yàn)開展過(guò)程，例如：片面地認(rèn)為只要讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)結(jié)論，能回答考試題目即可，卻忽視了對(duì)學(xué)生深層思維的激發(fā)，很難培養(yǎng)其創(chuàng)新能力；教師重知識(shí)傳授，輕探究指引，導(dǎo)致學(xué)生創(chuàng)新能力不足。部分教師教學(xué)有“急功近利”的意識(shí)，甚至有“講實(shí)驗(yàn)不如背實(shí)驗(yàn)”的謬論，學(xué)生長(zhǎng)期不動(dòng)手、不動(dòng)腦，自然會(huì)影響創(chuàng)新能力提升[3]。

三、高中物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

創(chuàng)新教育是以繼承為基礎(chǔ)，學(xué)生全面發(fā)展為目標(biāo)的新型教育模式。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)從以往物理教學(xué)中傳統(tǒng)的“知識(shí)講述”“填鴨式教學(xué)”進(jìn)行轉(zhuǎn)變，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生的知識(shí)、能力與思維的綜合培養(yǎng)。物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)有三：第一，教學(xué)要求層次性。不同學(xué)生在物理知識(shí)基礎(chǔ)、認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)態(tài)度多方面差異突出，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)能結(jié)合不同層次學(xué)生提出差異性的教學(xué)要求與任務(wù)，讓教學(xué)工作更具針對(duì)性，例如教師可將物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為選做、必做不同類型。第二，學(xué)生學(xué)習(xí)的探究性。物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容往往會(huì)涉及多個(gè)章節(jié)的知識(shí)，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中要自主探究分析，從以往的“要你學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”。第三，信息交流的互動(dòng)性。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)突破了傳統(tǒng)教學(xué)的單一化模式，促使師生間、生生間在教學(xué)過(guò)程中圍繞著實(shí)驗(yàn)來(lái)溝通，激發(fā)學(xué)生興趣。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比，具備優(yōu)勢(shì)如下：首先，有利于學(xué)生知識(shí)建構(gòu)與綜合能力培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)具備理論驗(yàn)證、技能訓(xùn)練、探索研究等功能，能更好地幫助學(xué)生構(gòu)建物理知識(shí)體系。1.理論驗(yàn)證功能，即學(xué)生能借助創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證相關(guān)理論知識(shí)，實(shí)現(xiàn)鞏固。2.技能訓(xùn)練功能[4]。3.探索研究功能。實(shí)驗(yàn)中學(xué)生觀察、記錄、處理數(shù)據(jù)，分析、歸納整理等過(guò)程，能訓(xùn)練其科研能力，激發(fā)其探索意識(shí)。其次，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重實(shí)驗(yàn)的科學(xué)化設(shè)計(jì)和學(xué)生深入探究的過(guò)程，有效引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦，發(fā)揮學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的主動(dòng)性與創(chuàng)造性。

四、高中物理教學(xué)中創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐策略

（一）遵循創(chuàng)新原則要求，明確實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)踐的流程

在實(shí)施物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)前，要先深入了解它與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的區(qū)別，從而在設(shè)計(jì)與實(shí)踐中遵循相關(guān)原則并按照流程實(shí)施。如下表1所示，是整理出來(lái)的物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的差異表。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)踐中要遵循的基本原則有：第一，創(chuàng)新性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)可從多元化的角度來(lái)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，例如將生活中常見的物品轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)驗(yàn)教具，讓學(xué)生眼前一亮，激發(fā)學(xué)生思考的積極性；又如搭建創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)情境，讓復(fù)雜的物理知識(shí)被簡(jiǎn)化。第二，實(shí)用性。教師要明確物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)并非為了“創(chuàng)新”而創(chuàng)新，要確保將物理實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象與結(jié)論等知識(shí)傳遞給學(xué)生。第三，親和性。物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中的儀器可從學(xué)生生活中選取，且營(yíng)造出師生、生生思維碰撞的契機(jī)，讓學(xué)生體驗(yàn)到研究過(guò)程的曲折。高中物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)要滿足相關(guān)要求，如便于學(xué)生觀察，有沖擊力，同時(shí)還具備良好互動(dòng)性，能突出教學(xué)課程的重點(diǎn)。作為新時(shí)期下的物理教師，要明確創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)踐基本流程，分別有：前期分析、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)制作、實(shí)驗(yàn)運(yùn)行、效果評(píng)估，并按要求逐一落實(shí)從而確保教學(xué)效果，有效培養(yǎng)出學(xué)生在物理學(xué)科中的創(chuàng)新能力[5]。

（二）轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)理念，營(yíng)造良好創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)氛圍

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)踐中，物理教師教學(xué)理念及整體教學(xué)氛圍都是確保實(shí)驗(yàn)順利的基礎(chǔ)條件。物理教師要具備更專業(yè)的教學(xué)能力和良好的學(xué)科素養(yǎng)，能端正教學(xué)思想，轉(zhuǎn)變以往的教學(xué)思路。例如：在學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作的階段，要循序漸進(jìn)地加以引導(dǎo)，并提出問題讓學(xué)生主動(dòng)去思考探究，做好學(xué)生的啟迪；又如：在教學(xué)的材料準(zhǔn)備、流程設(shè)計(jì)中教師也要主動(dòng)轉(zhuǎn)變觀念，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的趣味性。與此同時(shí)，物理教師要努力構(gòu)建出適合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的良好氛圍，鼓勵(lì)學(xué)生參與其中。例如：為創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)精心設(shè)計(jì)出導(dǎo)入語(yǔ)，奠定教學(xué)氛圍；在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段教師要留給學(xué)生思考的空間，讓學(xué)生自主地去歸納和實(shí)驗(yàn)有關(guān)的課程知識(shí)點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情；教學(xué)中通過(guò)巧妙點(diǎn)撥、結(jié)合時(shí)代信息，也能優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的氣氛。以教學(xué)魯科版選擇性必修“固體與液體”為例，教師可精心設(shè)計(jì)，運(yùn)用古詩(shī)詞來(lái)導(dǎo)入。分別用“波中植甚固，磔磔如蝦須”“花自飄零水自流”來(lái)分別讓學(xué)生掌握固體、液體的特征，為創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展打下基礎(chǔ)。同樣，以教學(xué)選修課3-3第六章《能源與可持續(xù)發(fā)展》為例，教師可為學(xué)生列舉出奧運(yùn)體育館“水立方”膜結(jié)構(gòu)（外圍材料：環(huán)保節(jié)能ETFE四氟乙烯膜）、世博會(huì)“陽(yáng)光谷”的采光通風(fēng)新技術(shù)、江水源熱泵生態(tài)技術(shù)、冬運(yùn)會(huì)電子火炬減排措施等多個(gè)案例，將社會(huì)信息引入物理知識(shí)教學(xué)中，為創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)設(shè)出良好情境，從而在傳授物理知識(shí)、激發(fā)學(xué)生大局觀的過(guò)程中，營(yíng)造出良好的實(shí)驗(yàn)氛圍，活躍學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的思維。

（三）細(xì)化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，放大實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)加深學(xué)生記憶

物理教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中要細(xì)化并改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生強(qiáng)化記憶和理解。以教學(xué)魯科版“分子動(dòng)理論與氣體實(shí)驗(yàn)定律”中的第二節(jié)為例，在“油膜法估測(cè)分子大小”的測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，可通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，并放大實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)等方式來(lái)加深學(xué)生記憶。相關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟如下：1.準(zhǔn)備好淺盤并用稀釋的酒精溶液清洗，再用清水過(guò)濾，確保消除油污、粉塵等；同時(shí)還提前準(zhǔn)備了注射器、量筒、塑料水槽、玻璃板（30cm×30cm）、坐標(biāo)紙、痱子粉等器材。2.配置酒精油酸溶液，將1ml油酸置于200ml容量瓶中，隨后注入酒精，直至容量約200ml并均勻搖動(dòng)。3.指導(dǎo)學(xué)生計(jì)算純油酸體積。4.往淺盤倒約2ml的清水，撒上痱子粉，滴油酸酒精溶液，待其形成薄膜（如圖1）。5.將油酸膜形狀用彩筆畫在玻璃上。6.將玻璃板放在坐標(biāo)紙上，計(jì)算其面積。7.根據(jù)每滴油酸體積與薄膜面積來(lái)計(jì)算油酸膜厚度，即分子大小。實(shí)際操作中存在撒粉、滴液控制、計(jì)算等方面的問題，物理教師可改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。例如：部分學(xué)生撒粉過(guò)厚或不均勻，可借助直徑2～4cm的塑料筒（如廣口塑料瓶）來(lái)解決問題，將筒的口與蓋間夾上紗布，輕輕倒立并敲擊，從而能解決撒粉質(zhì)量的問題；為解決滴液中“多滴”“滴成液線”問題，物理教師可指導(dǎo)學(xué)生先在水槽旁豎立滴管滴出4～5滴，勻速移動(dòng)到水盤上方滴入，再迅速移開，簡(jiǎn)化操作并能讓學(xué)生明確人為誤差對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。通過(guò)細(xì)化與改進(jìn)此類創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，能讓更多學(xué)生了解油酸分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并掌握“油膜法”的要點(diǎn)，還能初步學(xué)會(huì)統(tǒng)計(jì)法來(lái)計(jì)算物理量，顯著提升物理知識(shí)的運(yùn)用成效。

（四）引導(dǎo)觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程，指導(dǎo)學(xué)生分組參與實(shí)驗(yàn)操作

為了確保學(xué)生在物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的操作規(guī)范性，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)不合適的物理現(xiàn)象后及時(shí)糾正，作為物理教師要反復(fù)強(qiáng)調(diào)教學(xué)要點(diǎn)，并重視對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)。雖然高三階段的學(xué)生相較而言獨(dú)立操作的能力明顯提升，但面對(duì)各種新奇新鮮的物理知識(shí)，學(xué)生難免會(huì)有緊張的情緒，易造成操作失誤的現(xiàn)象。為此，物理教師要拉近與學(xué)生溝通的距離，引導(dǎo)學(xué)生觀察并參與操作。為提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，實(shí)驗(yàn)分組是有效的手段之一。教師要結(jié)合班級(jí)學(xué)生物理知識(shí)掌握程度、自學(xué)能力、實(shí)踐技能、協(xié)調(diào)能力與性格特征等來(lái)劃分小組，并要求各小組要自行安排小組長(zhǎng)和組員的分工。例如某同學(xué)負(fù)責(zé)搜集實(shí)驗(yàn)資料，某同學(xué)負(fù)責(zé)檢查實(shí)驗(yàn)工具，某同學(xué)負(fù)責(zé)代表小組向教師和同學(xué)匯報(bào)實(shí)驗(yàn)操作結(jié)果等。通過(guò)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融合小組學(xué)習(xí)的模式，能在實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的同時(shí)讓學(xué)生緊跟教師步伐學(xué)習(xí)，提升教學(xué)效率。以教學(xué)選修3-4第五章《光的干涉》為例，教師同樣可將學(xué)生劃分小組，借助“雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)來(lái)教學(xué)。但該章節(jié)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)中不但涉及的器材種類較多，且操作難度較大。例如：實(shí)驗(yàn)中不僅要安裝和調(diào)整器材（光源、單縫、雙縫、遮光筒等），且學(xué)生還需仔細(xì)觀察雙縫干涉的圖樣，確保通過(guò)調(diào)節(jié)單縫位置等來(lái)讓雙縫干涉的條紋亮度更清晰。在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作中許多學(xué)生可能存在操作不當(dāng)?shù)葐栴}，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。物理教師要在此過(guò)程中做好組內(nèi)成員的督促和有效分工，保障學(xué)生能相互提醒與指導(dǎo)，最大限度上減少實(shí)驗(yàn)操作中的錯(cuò)誤，讓學(xué)生取長(zhǎng)補(bǔ)短，最終成功完成實(shí)驗(yàn)操作。

（五）加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)

物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)踐，要滲透在學(xué)生的生活實(shí)際中，方可達(dá)到理想效果。以教學(xué)熱力學(xué)定律章節(jié)“能量的轉(zhuǎn)化與守恒”為例，在實(shí)施創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)前要先讓學(xué)生了解該定律的內(nèi)涵與生活的聯(lián)系。該定律中涉及了力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、電化學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，解釋了自然界中常見的現(xiàn)象。因此在教學(xué)中物理教師要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)與學(xué)生生活的聯(lián)系并強(qiáng)化點(diǎn)撥，從而幫助學(xué)生樹立起科學(xué)的價(jià)值觀，形成可持續(xù)化發(fā)展的觀念，有效培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)前，先提出問題“為什么水只能從高處流向低處”，學(xué)生可通過(guò)思考得出結(jié)論“能量的轉(zhuǎn)化需要條件”。隨后繼續(xù)提問：“電風(fēng)扇工作時(shí)消耗的電能和電動(dòng)機(jī)獲得的機(jī)械能是不是一樣的？”學(xué)習(xí)“能的轉(zhuǎn)化”內(nèi)容時(shí)分別讓學(xué)生完成幾種科學(xué)小實(shí)驗(yàn)：1.準(zhǔn)備黑色塑料袋和盆子，在塑料袋中盛滿一半的水并插好溫度計(jì)，將其置于教室窗外使其曬陽(yáng)光，過(guò)段時(shí)間后記錄溫度計(jì)的變化。2.讓帶有太陽(yáng)能電池的小風(fēng)扇對(duì)著太陽(yáng)光，促使風(fēng)扇自然轉(zhuǎn)動(dòng)。3.用鋼筆桿在毛衣或頭發(fā)上摩擦，靠近碎紙，觀察紙片是否被吸起。通過(guò)完成生活小實(shí)驗(yàn)，能讓學(xué)生分別總結(jié)出光現(xiàn)象、力現(xiàn)象和電現(xiàn)象的聯(lián)系，并總結(jié)出能的轉(zhuǎn)化過(guò)程，有效提升教學(xué)成效[6]。

（六）探究物理實(shí)驗(yàn)原理，構(gòu)建物理典型模型加以驗(yàn)證

物理教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要圍繞探究實(shí)驗(yàn)原理為宗旨來(lái)設(shè)計(jì)與實(shí)踐。以教學(xué)“光電效應(yīng)”相關(guān)知識(shí)為例，提前可準(zhǔn)備自制的光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)演示儀器、DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、GD-28光電管、發(fā)光二極管等來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。結(jié)合傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上來(lái)進(jìn)行創(chuàng)新與優(yōu)化。首先，將以往的純理論教學(xué)變?yōu)橹庇^化的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，回歸到物理教學(xué)本質(zhì)中，幫助學(xué)生以實(shí)驗(yàn)來(lái)剖析原理知識(shí)。其次，教師利用傳感器等設(shè)備來(lái)繪制出I-U圖像，結(jié)合圖像法、對(duì)比法等綜合的教學(xué)模式，讓學(xué)生掌握飽和電流、遏止電壓等知識(shí)，為與其他物理知識(shí)的整合奠定了基礎(chǔ)。分步驟實(shí)施創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)：1.無(wú)光照的條件下，予以光電管正向電壓，觀察是否存在光電流，學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果回答“無(wú)”并做好記錄。2.用藍(lán)光照射光電管，增加正向電壓，觀察電流；隨后再照射同時(shí)改變成增加反向電壓，讓學(xué)生再次記錄下電流的改變，做好記錄。3.用藍(lán)光照射光電管，將所增加的電壓看作是橫坐標(biāo)，電流值則為縱坐標(biāo)，讓學(xué)生嘗試探究?jī)烧唛g的關(guān)系。4.在步驟3的基礎(chǔ)上再次強(qiáng)化光照的強(qiáng)度，分析電壓、電流變化。5.將藍(lán)光換作紫光，重復(fù)步驟3、4的操作。6.分別改變光強(qiáng)度、光照的時(shí)間，用紅外線再照射，觀察是否存在光電效應(yīng)。在教學(xué)過(guò)程中可結(jié)合DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)來(lái)記錄分析，幫助學(xué)生探究不同實(shí)驗(yàn)條件下的結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還可引入相關(guān)物理典型模型來(lái)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，同時(shí)強(qiáng)化學(xué)生對(duì)物理定律的理解。以“動(dòng)量守恒定律”為例，教學(xué)中可圍繞碰撞模型、反沖模型、人船模型等，深化學(xué)生理解。

（七）積極運(yùn)用現(xiàn)代科技，優(yōu)化物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)踐形式

將現(xiàn)代科技教學(xué)手段融入高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是必然趨勢(shì)。1.多媒體課件。以教學(xué)“電子的發(fā)現(xiàn)與湯姆孫原子模型”為例，由于該課程復(fù)雜抽象知識(shí)點(diǎn)較多，為幫助學(xué)生理解，便可利用多媒體課件來(lái)實(shí)施教學(xué)，用演示法、啟發(fā)法的綜合教學(xué)實(shí)現(xiàn)有關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新。多媒體課件內(nèi)容可設(shè)計(jì)如下：講述物質(zhì)結(jié)構(gòu)早期探究，包括我國(guó)西周時(shí)期、古希臘時(shí)期的研究成果；講解德國(guó)物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)電子，用圖片來(lái)展示“陰極射線”；用多媒體課件展示相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作與密立根油滴實(shí)驗(yàn)的原理圖，用更直觀的方式讓學(xué)生理解。2.幾何畫板。考慮到部分物理實(shí)驗(yàn)存在特殊性，如宏觀、微觀的、運(yùn)動(dòng)極快（或極慢）的過(guò)程，難以很直觀地為學(xué)生展示。例如：在教學(xué)“波的衍射與干涉”時(shí)，物理教師可積極運(yùn)用幾何畫板來(lái)教學(xué)。教師演示時(shí)只需點(diǎn)擊按鈕，學(xué)生便能迅速發(fā)現(xiàn)波會(huì)從波源的位置朝著四周發(fā)散開來(lái)，教師點(diǎn)擊寬度按鈕后狹縫尺寸也隨之變化。教學(xué)波的干涉時(shí)也可利用幾何畫板，邊點(diǎn)擊按鈕邊讓學(xué)生自行觀察并思考實(shí)驗(yàn)結(jié)論。幾何畫板的優(yōu)勢(shì)在于能展示常規(guī)實(shí)驗(yàn)無(wú)法演示的過(guò)程，揭示物理規(guī)律，切實(shí)地實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新。條件允許下還可運(yùn)用仿真物理實(shí)驗(yàn)室來(lái)實(shí)現(xiàn)教學(xué)創(chuàng)新，發(fā)揮出現(xiàn)代科技在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，高中物理課程教學(xué)中創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)踐能很大程度提高學(xué)生學(xué)習(xí)參與性，有效保障物理教學(xué)效率。經(jīng)研究得出結(jié)論：物理教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)踐意義重大，具體實(shí)施中可從七點(diǎn)落實(shí)：遵循創(chuàng)新原則要求，明確實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)踐的流程；轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)理念，營(yíng)造良好創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)氛圍；細(xì)化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，放大實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)加深學(xué)生記憶；引導(dǎo)觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程，指導(dǎo)學(xué)生分組參與實(shí)驗(yàn)操作；加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)；探究物理實(shí)驗(yàn)原理，構(gòu)建物理典型模型加以驗(yàn)證；積極運(yùn)用現(xiàn)代科技，優(yōu)化物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)踐形式。相信實(shí)施后能為高中物理教學(xué)改革與實(shí)踐創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)，順利完成物理教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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