仝招永

（山西省朔州市懷仁縣第一中學校）

高中物理實驗教學案例

仝招永

（山西省朔州市懷仁縣第一中學校）

一、案例研究的背景和目的

本案例的研究將結(jié)合本校的實際情況，體現(xiàn)時代發(fā)展對中學物理實驗教學的要求。其中以中學物理教學大綱為準繩，以新課改的高中物理教材中的演示實驗、學生實驗為基礎(chǔ)，堅持理論與實驗相結(jié)合的原則，靈活貫徹學以致用、實事求是、因材施教、突出個性的教學方法，使學生通過實驗獲得物理學基礎(chǔ)知識，形成基本的物理學觀點，初步掌握研究自然科學的方法之一——實驗法，為學生的終生學習和工作奠定良好的基礎(chǔ)。

二、案例過程的總結(jié)及認識

1．建議增加演示實驗，優(yōu)化實驗過程

要持久地保持學生學習物理的興趣，光靠課本上的演示實驗是不夠的，應充分挖掘身邊現(xiàn)有器材甚至是很不起眼的器材，結(jié)合特定的物理情境（如新課引入、鞏固概念規(guī)律、評講習題等），增加實驗的趣味性、直觀性、新穎性、科學性，激發(fā)學生的好奇心和求知欲，引發(fā)學生思維，引導學生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。

教材有一些內(nèi)容或?qū)嶒炛蛔鳛椤白鲆蛔觥被蛘n外實驗來處理，實際上，很多內(nèi)容都可以通過儀器和方法的改進來優(yōu)化為演示實驗。

比如在“超重和失重”一節(jié)中，課后的“做一做”就可以改進為演示實驗。找一個用過的易拉罐、金屬罐頭盒或塑料瓶，在靠近底部的側(cè)面打一個洞，用手指按住洞，在里面裝上水。移開手指，水就從洞中射出來。如果放開手，讓罐子自由落下，在下落過程中，水將不再從洞中射出。

對于演示超重失重現(xiàn)象還可以做如下的改進：

（1）在易拉罐底部開一個出水孔（開得小一點），在罐中水位較低時，由于表面張力的作用，水不從小孔流出。若使罐子突然向上加速運動，水就會從孔中噴出，由此可以說明超重現(xiàn)象。

（2）用透明的塑料可樂瓶，里面裝入大半瓶水，蓋上瓶塞，由于重力的作用，空氣在水面的上方，水面是平的。將塑料瓶向上拋出，可以看到，瓶中的空氣在水中形成了一個或幾個大小不同的空氣泡，呈球形。

（3）在懸掛的木板上放一塊磚，在磚和木板之間放一條紙帶。靜止時抽動紙帶，由于有比較大的壓力而使紙帶斷裂。如果剪斷吊磚的懸掛線，而使磚塊和木板自由下落(下方放置減撞墊)，則抓住紙帶的手可以不費力地把紙帶完好地抽出。

教材的有些章節(jié)對于公式或定律的導出幾乎是灌輸式的，在這種地方，我們完全有必要加入一些形象而又簡單的演示實驗來說明定律或公式得出的原因或用以說明驗證。

2．變部分演示實驗為學生實驗，培養(yǎng)學生創(chuàng)新的能力

把演示實驗改為學生實驗，讓學生去做、去觀察、去想、去感悟，提高學生主動參與探究的熱情。這樣在整個教學過程中，不僅可使學生的觀察、實驗能力得到培養(yǎng)和提高，而且能充分展現(xiàn)物理課教學的特點和魅力。

（1）將部分規(guī)律課由老師演示探究過程改為學生分組探究體驗

高中物理教材中涉及的規(guī)律有很多，比如“牛頓第二定律”、“力的平行四邊形定則”、“自由落體運動”、“機械能守恒定律”、“動量守恒定律”、“單擺的等時性”、“胡克定律”、“電阻定律”、“閉合電路歐姆定律”、“楞次定律”等等。對于這些規(guī)律課，由于以前受到實驗條件的限制，及“做實驗不如講實驗”觀念的影響，物理教師大多的處理方法是采用“老師講解或演示探究過程或方法，學生聽、記”的模式，也就是人們常說的“填鴨式”教學。這種教學方法在很大程度上扼殺了學生的創(chuàng)造性和主動思考的能力。

我們曾經(jīng)做過這樣的改革：請三位學生（二男一女）到講臺上演示探究某個規(guī)律的全過程，并將實驗所得數(shù)據(jù)全都記錄在黑板上。目的是想體現(xiàn)學生主體探究地位。但是我們發(fā)現(xiàn)這樣的模式還是存在一個很大的弊端——效率太低。對于演示的同學來講，真正是得到了主人翁式的探索體驗，但是對占更多數(shù)的講臺底下的同學，效率則是很低的。從整體來講，這種模式收到的效果仍然不理想。為此我們嘗試采取了學生分組探究的模式進行嘗試，做到?jīng)]有觀眾，人人動手參與。實踐證明，這種“全員參與”的方式是成功的，她收到了很好的效果——學生和老師達到了“雙贏”。

（2）將部分課堂演示實驗改為學生分組探究實驗

“百聞不如一見，百見不如一練”。變部分演示實驗為分組實驗，就是在教師的啟發(fā)指導下將演示的過程轉(zhuǎn)化為學生自己獨立地運用實驗去探求知識，從而自己去總結(jié)得出結(jié)論的過程。這樣做的好處是可以在課堂上增加學生動手動腦的機會，加強實驗基本功的訓練。對學生來說，按照思維發(fā)展獲取新知識的過程，本身就是創(chuàng)造的過程。變部分演示實驗為分組實驗，增加的就是學生的創(chuàng)造體驗。這種效果是單純的演示實驗所不能達到的。

（3）將部分驗證性實驗改為學生分組探究實驗

新課改教材中把很多以前屬于驗證性、測量性的實驗改成了探究性實驗，例如以前“驗證牛頓第二定律”、“驗證機械能守恒定律”……傳統(tǒng)的物理實驗教學常常是教師把實驗目的、內(nèi)容、步驟詳細而周密地安排好，甚至連結(jié)論也預先說給學生聽，學生只得依葫蘆畫瓢地被動實驗。這樣做的結(jié)果是，學生失去對實驗的“神秘”和探索欲望。如果教師能選取一些靈活性、變通性大的問題，積極創(chuàng)設情境，鼓勵學生發(fā)散思維，進行多方位、多角度觀察、思考、探索、想象，從而提出多種設想和解決問題的方案，并在此基礎(chǔ)上，再引導學生進行收斂思維，確定解決問題的最佳方案。這不僅能培養(yǎng)學生的基本操作技能，而且能訓練學生思維的流暢性、變通性和獨創(chuàng)性(發(fā)散思維的三個維度)，從而激活創(chuàng)造思維。

教材中的“探究力的平行四邊形定則”“探究碰撞中的動量守恒”“驗證機械能守恒定律”“探究小燈泡的伏安特性曲線”等驗證性實驗都可以采用此法進行分組探究。

3．變學生實驗為學生動手設計實驗，提高學生的實驗能力

實驗教學中學生實驗能力的培養(yǎng)十分重要。實驗能力是一種綜合能力的表現(xiàn)，從實驗前的設計，實驗中的操作和觀測，實驗后的數(shù)據(jù)處理分析等，都是實驗能力的表現(xiàn)。

在抓好演示實驗和分組實驗的同時，努力開拓實驗教學的新構(gòu)想，探索設計性實驗教學的新思路，這對培養(yǎng)學生的實驗創(chuàng)新能力非常重要。

設計物理實驗不僅需要學生綜合地運用所學的物理以及相關(guān)學科的知識和技能，而且需要學生：（1）查閱相關(guān)資料，設計該實驗的原理和方法；（2）根據(jù)實驗要求，正確選擇實驗器材和實驗條件；（3）設計獨特的實驗構(gòu)思；（4）獨立或協(xié)同進行實驗操作；（5）獨立完成實驗數(shù)據(jù)處理和實驗報告。因而利用設計性實驗能有效地培養(yǎng)學生實驗創(chuàng)新能力及正確對待實驗的態(tài)度。

綜上所述，在物理實驗教學中應用現(xiàn)代教育技術(shù)，應正確處理好以下三個關(guān)系：正確處理計算機輔助教學與傳統(tǒng)實驗教學模式的關(guān)系；正確處理計算機軟件的形象效果與科學性、真實性的關(guān)系；正確處理計算機模擬實驗與實物實驗的關(guān)系。因此，在設計物理實驗教學過程中，教師要根據(jù)實驗內(nèi)容、目標和學生的實際情況來選擇教學媒體和教學素材，做到適時、適量、協(xié)調(diào)、兼容、互補，追求教學效果的最優(yōu)化、最大化。