改革高中物理实验教学的一些尝试

摘 要： 物理是一门以观察和实验为基础的科学。实验教学既是物理知识教学的基础，又是物理课堂教学中实施素质教育的主要渠道和有效手段。近几年来通过新课程的改革为高中物理教学带来了新的理念、新的要求，高中物理实验教学的相关内容发生了较大的变化，面对新课标下的新理念和高要求，作者认为物理教师不仅要在思想上高度重视实验教学，还要从方式方法上改革实验教学，对书本上的有些实验可以进行二次探索和改革。

关键词： 高中物理实验教学 探究性实验 验证性实验 测量型实验

通过几年的教学实践，笔者认为，实验是最能调动学生主观能动性的实践方式，它让学生有亲身参加实践的机会，在获得知识的同时，还能培养学生动手动脑的习惯与能力。基于这一认识，笔者在实际教学中进行了探索。首先将部分验证性实验改为探究性实验，如将高中物理必修一中的验证力的平行四边形定则学生实验改为探究力的合成定则实验，通过启发式教学让学生自己探索、观察分析，使学生学会如何发现问题，如何用学过的知识解决新问题或发现新规律。改变“教师做，学生看；教师讲，学生记”的传统教学方式，通过这种探索的渠道，学生获得的就不仅仅是死记硬背的实验原理和使用仪器的方法，实验动机也得到加强，探究能力显著提高。这有助于激发学生学习物理的热情，使学生更主动地参与教学，对物理知识的印象更深刻。

其他类型的实验，如测量型实验可以改为探究性实验。例如教材上测量电源的电动势和内阻实验本是“测量型实验”，采用伏安法。可以把它变为“设计型实验”，先指导学生理论探究，再让学生自己选择测量电路是电流表内接还是外接，然后探究设计不同电路产生的测量误差有何不同。可以指导学生先设计出测量电流表电阻的电路，准确测出电源电动势和内阻。在实验教学中多开展探究式教学对拓宽学生的视野，提高学生的知识运用能力、实验操作能力和思维能力是很有益的。

另外，笔者认为实验教学不一定要局限在教材上提供的几个实验专题，在实际教学过程中根据学生的年龄特点和认识水平，教师可以采取适当补充物理实验的方法，加强学生对理论知识的理解和掌握。如必修一中的“自由落体运动”就不失为探究性物理实验的好材料。对自由落体，传统观念认为“重的物体总比轻的物体下落得快”，落体运动的快慢到底与哪些因素有关呢？遵循怎样的规律？为了探究问题的答案，笔者指导学生通过对生活经验的分析设计重新做了如下实验，说明实际的落体运动受多种因素的影响，并组织学生进行探究性实验。实验1：取一块铅块，一张大的纸片，让两者从同一高度同时下落，通过实验观察到铅块先着地，于是便得出物体越重下落越快的结论。实验2：取一个塑料小球，一张比塑料小球重的大纸片，让它们从同一高度同时下落，结果观察到塑料小球先着地，得出物体越轻下落越快的结论。实验3：取两张完全相同的大纸片，它的重力是相同的，这样重力对下落的作用是相同的，再把其中一张捏成纸团，让它们从同一高度同时下落。观察到纸团先着地，得出即使重力相同的两个物体下落快慢也可能不同。引导学生归纳总结，并再次提出新问题：“除了重力外，影响物体下落快慢的因素还有什么呢？”再引导学生分析以上的实验，得出是空气阻力。但影响空气阻力大小的因素太复杂，建议最好先研究在没有空气阻力的情况下的落体运动。提出思考：在没有空气阻力的条件下，轻重物体的下落快慢会怎样呢？实验4：牛顿管实验。在抽去空气的牛顿管内，金属片、羽毛下落的快慢基本相同。在有空气的牛顿管内物体下落的快慢不同。学生做完以上两个比较实验后，再追加实验5：取一大一小两个铁球让它们从同一高度同时自由下落，引导学生分析得出：在空气阻力可忽略时，两者几乎同时着地。由（4）（5）实验得出自由落体运动只有在真空条件下才能发生，在有空气的情况下，如果空气阻力的作用可以忽略不计，则物体的下落可以看做是自由落体运动。自由落体运动是一种重要的运动形式，在生活中有很多运动可看做自由落体运动，研究自由落体运动有普遍的意义。结合生活实践教师还可以引导学生探究如何应用自由落体运动的特点来测桥到水面的距离、峡谷、悬崖等的高度。这一探究过程通过对问题的呈现，激发学生解决问题的兴趣，让学生主动参与探究活动的全过程，使学生的能力得到培养，而通过实际问题的解决，使学生认识到生活中处处有物理，使课堂与社会融为一体。

根据物理来源于生活实际，教师可以鼓励学生挖掘生活资源，自行设计实验方案，自制实验器材。如生活中的易拉罐、塑料瓶、注射器、激光笔等都可以作为实验器材。笔者在进行光的偏振教学实验时，由于实验室偏振片较少，且演示时学生轮流观察不便，于是启发学生从计算机、电子表、3D眼镜等物品中去寻找，并进行实验观察。有的学生将电子表直接放到计算器上面旋转观察，实验现象非常明显。还有的学生利用3D眼镜通过旋转镜片来观察偏振现象，效果很显著。笔者认为高中物理教学应该走向自然，走向社会去挖掘丰富的社会资源，可以通过布置探究小课题的形式让学生去收集、整理材料，自行设计实验方案、处理实验数据、得出实验结果。也可以以小组为单位，让学生通过合作交流的形式完成实验任务。这样的实验教学形式能极大地激发学生学习物理的兴趣，有效地提高学生的探究能力，真正实现从“学历”型学习到“学力”型学习的转变。

笔者认为，随着基础教育课程改革的深入，学习过程中树立以探究性学习为核心的教育新理念已成为物理教学改革创新的关键。因此在实验教学中我们要勇于打破传统的教学模式，改变教学策略，引导学生运用已有的知识技能通过实验亲自体验发现问题、探究问题和解决问题的过程。这样既有利于学生创造性思维的激发，又能提高学生的物理科学素养和学习物理的热情，调动学生学习的主动性、积极性，充分发挥学生的主体作用，提高课堂教学效率。