关于山区高中如何创新物理实验模式的探索

谢铁林

摘要：高中物理学科的核心素养是指学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，其中“实验探究”则是学生物理核心素养的关键四个方面的要素之一，创新教育又是基礎教育的一部分，所以高中物理实验模式的创新是基于物理学科核心素养的物理实验教学的重要内容。

关键词：山区高中;实验模式;创新实验

中图分类号：G633.7   文献标识码：A   文章编号：1992-7711（2018）09-0096

山区高中物理实验教学存在的基本现状是不容乐观的，学生的实验思维不够活跃，只是机械式地按步骤完成验证物理定律或定理，而没有达到通过探究实验去形成概念、发现规律、建立理论的真正目的。大部分乡镇的教师和学生由于条件的限制，在物理实验创新素养方面跟不上形势的发展，学生实验探究能力较差，特别是对创新物理实验模式方面可以说没有什么概念。针对以上在实验教学过程中出现的各种问题，本文分三个方面探索如何改革高中物理实验的模式，从而培养山区高中生的物理创新实验能力和创新精神。

一、物理实验仪器的创新

我们在实验课堂上经常会发现现有的仪器总是存在一些问题：可能是数据不准确，误差太大;可能是现象不太明显，肉眼观察不到或较模糊等。而物理学的建模往往是将复杂的问题简单化，最后建立为理想化的模型，但理想与现实之间总是有差距的，也就是说现实中的实验仪器往往还达不到要求，我们可以从出现问题的地方作为切入口，去指导学生改进实验仪器。

关于如何创新实验仪器这一点是很有发展空间的，因为国家、省、市级有一年一度的青少年科技创新大赛，借助这个平台，我们应尽量引导学生将这些创新的实验教学仪器改造成能够在实验课堂上运用的仪器。如笔者所在学校教师指导学生改进的电学实验器材“新型可调学生电源”有如下优点：1. 使用效率高的电源芯片，有效节约电能浪费;2. 两路共地输出，方便双电源调试;3. USB输出，可为其他仪器提供稳定电源。

创新物理实验器材，在物理实验课堂中让物理现象更明显、更容易观察，或者实验数据更加准确，往往能让学生感到出其不意，从而取得更好的效果，从实践中得到的结果比凭空想象的东西会令人印象更加深刻。

二、物理实验探究模式的创新

1. 演示实验与分组实验的融合

如何将课本上的演示实验做到与分组实验相融合，是值得我们思考的一个方向。比如笔者指导的授课教师上《向心力》这节课时，在引入课题的时候用一个充沙的乒乓球快速地做圆周运动拉动质量相对较大的装水的矿泉水瓶的演示实验，引起了学生的学习兴趣;引出了向心力概念后，接着引导学生进一步猜想与向心力大小有关的因素，验证猜想时要求每一个学生拿出校卡和钥匙，简简单单地就地取材，就将演示实验变成了分组实验;然后每两个同学一组，利用桌面上的实验器材，设计实验研究向心力和它的有关因素间的定量关系，具体的读数是可以通过弹簧秤得到的。

整节课下来就会感觉到课堂气氛相当好，既提高了学生学习的兴趣，又能提高学生的实践动手能力，还能培养教师和学生的创新意识。

2. 分组实验与探究实验的融合

现在大部分山区高中上分组实验时，教师缺乏培养学生探究科学原理的意识和习惯，一节分组实验课下来可能没达到预期的效果。学生有时按实验步骤一步一步做，尚且可能得不出相应的结论，所以如果要求学生完全靠自己去探究，也不现实，这几乎是不可能完成的任务，有些科学规律原理，科学家也要几年几十年甚至上百年才能探究出来，学生在一节课或者是几节课时间就能探究出来吗？

笔者认为要解决这些问题，比较可行的办法就是将分组实验与探究实验融合，关键是把握好一个“度”的问题，我们教师不能完全代替学生思考，也不能完全放任由学生自主去探究，整个实验过程由教师设定一个可控的范围，一步一步引导学生按预设的流程走，最后形成正确的实验结论。我们还可以给学生几天或者更长的时间利用课后时间去拓展探究相关问题。

三、物理实验课堂教学模式的创新

现在大部分山区高中的传统实验课堂教学设计环节几乎是一成不变的，模式基本上都是“复习——提出问题——引入新课——讲授新课——小结——布置作业”这样一种固定模式，遇到有演示或探究实验的地方就照本宣科，或让学生看相关视频，一般情况下视频得到的数据总让人有一种死搬硬套的感觉，学生的思维和感官都没有参与到实际情景中，从而不能在实践中获取相关信息，总结出物理的定律或规律。要改变这种现状，笔者认为最好的办法就是要创新物理实验课堂教学模式。

我们可以根据每一节实验课的实际情况进行设计创新式的课堂教学环节，如八年级的《物体的沉浮条件及其应用》这节课，授课教师一开始用泰坦尼克号的浮沉片段引入，将学生的思维引入到实际的情境中，接着用不同的物体做演示实验，让学生总结出物体的沉浮条件;紧接着让学生利用桌面上的物品探究怎样改变物体的浮沉条件;在讲应用方面的时候，用容量瓶加橡皮塞和橡皮管做成实验器材模拟潜水艇的浮沉;用空牙膏盒加刻度尺模拟密度计;最后用酒精灯和食物薄膜袋做模拟热气球的分组实验。

整个课堂教学环节和传统的模式相比好像不太完整，但却取得了良好的效果，在授课教师的引导下，学生在演示和分组实验中自主地动手动脑总结规律，充分调动了学生的学习能动性，体现了创新物理实验课堂教学模式的理念，达到了理想的效果。

总之，以上三点是相互联系的，比如我们可以制作创新实验器材去上演示、分组或探究实验课;反过来，在做实验过程中碰到的一些问题，如果我们用创新的思维探索怎样解决或改进出现的问题，又可以改进或创新实验器材。我们经常说“教无定法”，其实物理实验课的教学也是一样，最好能做到“验无定法”。科任教师自身必须要有创新的意识和精神，不断探索创新更好、更实用、更适用的实验探究模式，然后才能培养学生的创新精神和提高学生的探究能力。