摘 要:高中物理教學不應當是繁雜公式與理論的羅列,還應當穿插進去很多有趣的實驗。這些物理實驗不僅能夠幫助學生們更好的理解物理原理,更能促進學生通過自主動手操作,進一步培養(yǎng)創(chuàng)新能力,為今后的物理學科素養(yǎng)提升打下堅實的基礎。本文通過一些具體的實驗教學實例,利用高中物理教學中較為重要的幾個物理實驗,闡述物理實驗在高中物理教學中是如何提升學生創(chuàng)新能力的,以期望促進高中物理教學更加生動化、創(chuàng)新化、實踐化。
關鍵詞:高中物理;實驗;教學;創(chuàng)新能力
一、高中物理實驗教學的意義
物理不同于數(shù)學的很大一點在于,物理往往能夠在生活或生產(chǎn)中找到模型的原型,是利用數(shù)學知識解決實際問題的一門學科。作為一門與生活息息相關的學科,物理教學絕不應當照本宣科、停留于課堂表層。實驗是物理教學的靈魂,一個合格的物理教學者,應當做到能夠啟發(fā)學生通過觀看演示實驗、自主動手操作實驗、撰寫實驗報告等方式,培養(yǎng)學生對物理學科的學習興趣,在參與實驗的過程中培育創(chuàng)新能力。高中物理實驗的教學,是對于書本上理論知識與公式的補充、豐富與完善。
二、高中物理實驗是學生對疑惑的一次自主解答嘗試
在力學引入的最初,高中物理課本中提到了幾個概念——距離、位移、時間、速度以及加速度,對于前面的四個概念,在生活中是相對直觀的,學生也比較容易理解;但是加速度的概念較為抽象,且高一接觸加速度時并非利用“求導數(shù)”的方式引進,在數(shù)學上沒有一個有力的支撐,學生在初次接觸時的理解困難程度較大。在高中物理常見的一個實驗“探究速度與時間變化關系(打點計時器使用)”中,學生可以自主的調(diào)整小車行駛速度,在多次動手實驗與實驗數(shù)據(jù)處理中,更好的認識“加速度”這一物理量,在釋放小車時,“速度越來越快了”就意味著“加速度為正數(shù),速度增加”,在小車因為摩擦力與空氣阻力逐漸停下來時,“速度越來越慢了”就意味著“加速度為負數(shù),速度減小”。通過反復的實驗,學生能夠自主解答很多對于抽象概念的疑惑,這種自主動手操作、自主解答問題的過程,是對于高中生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),有助于學生打下良好的研究基礎。
三、物理實驗方式多樣化,幫助學生打破常規(guī)思維
學習電磁學的過程中,如何測量一個未知電阻,是我們物理教學實驗環(huán)節(jié)的一大重要問題。學生們往往接觸到的最常規(guī)的方法是“伏安法測電阻”,分別通過測量到的電壓與電流,多次實驗后計算得到電阻的值。我們物理教學者或許可以嘗試向?qū)W生們提出這樣一個問題:“除了常見的伏安法測電阻之外,大家還有沒有其他的創(chuàng)新方法,也能夠較為精確的測出電阻呢?”,學生們會反復思考測電阻的原理,并在綜合運用前面所學的各種物理知識的基礎之上,融會貫通,自主查閱資料并設計實驗。在創(chuàng)新實驗方式的過程中,有學生可能會提出“歐姆表測電阻”的新方法,認識到了一種新的物理實驗儀器。還有學生可能會猜想到對“伏安法測電阻”實驗的改進,只用電壓表,不用電流表,也能完成電阻的測量。這些學生往往會引入一個已知的定值電阻,與未知的待測量電阻一同串聯(lián)在電路中,將一只電壓表兩次分別接到這兩個不同的電阻上,利用分電壓的相關公式推導出待測電阻的值,這種方式被稱為“伏伏法”。又有同學可能會提出,這樣兩次接電壓表,增加了實驗的復雜程度,能否只接入一次電壓表呢?這也是可以具體實踐操作的,引入一個滑動變阻器,通過改變滑動變阻器串聯(lián)接入電路的電阻值,達到不同的分壓效果,這種測量未知電阻的方法也稱為“伏阻法”。除此之外,高中物理實驗中還有很多類似的例子,多數(shù)實驗的方法并不是唯一的,作為教師應當善于引導學生養(yǎng)成舉一反三的好習慣,對于接觸到的傳統(tǒng)物理實驗大膽創(chuàng)新、不斷改造,打破常規(guī)思維,通過多樣化的實驗方式真正培養(yǎng)物理創(chuàng)新能力。
四、物理選修與競賽教學,適當?shù)囊雱?chuàng)新實驗拓展
高中物理的教學并不能滿足全部同學的求知需求,很多學有余力的同學會選擇報名物理競賽,或者選擇繼續(xù)閱讀選修課本乃至高等教育階段的物理專業(yè)書籍。對于這部分求知欲望強烈、基礎知識扎實、創(chuàng)新能力強的學生,作為教師應當發(fā)現(xiàn)人才并積極引導,不妨適當?shù)囊雱?chuàng)新實驗進行知識的拓展。例如,在后繼課程統(tǒng)計熱力學中,“粘度系數(shù)實驗”是作為初始章節(jié)的引入性實驗出現(xiàn)的,難度適合學有余力的高中學生。這個實驗也有很多種方式,物理實驗室只需要配備基礎器材,就可以引導學生做落球法測量粘度系數(shù)的實驗,對小球稱重后在待測液體中央放置,令其緩緩落下并在達到穩(wěn)定狀態(tài)時開始計時,在遮擋發(fā)光點時停止計時,通過公式可計算出待測液體的粘度系數(shù)。如果實驗室有足夠的條件,還可以購置奧氏粘度計作為實驗器材,并讓學生通過實驗自主分析奧氏粘度計兩個玻璃泡的作用。這些拓展性實驗,可以作為高中物理教學實驗環(huán)節(jié)的補充,更能調(diào)動學生的創(chuàng)新能力。
參考文獻
[1]趙巖勤.淺議高中物理實驗教學中對學生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].中國校外教育,2016(20):81+83.
[2]劉嬋玉.新課改下高中物理實驗教學模式的探索與評價研究[D].陜西師范大學,2013.
[3]劉振江.高中物理實驗教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的研究[D].河北師范大學,2008.
[4]薛猛.高中物理實驗教學現(xiàn)狀調(diào)查與改革探析[D].山東師范大學,2007.
作者簡介:
王照標(1986-),男,土家族,重慶市北碚區(qū),一級教師,研究生,重慶市江北中學校 400714,研究方向:高中物理教學
(作者單位:重慶市江北中學校)