張帆

摘 要：新高考背景下選擇物理的學(xué)生比較少，高中物理教學(xué)面臨著挑戰(zhàn)。高中物理是為學(xué)生終生發(fā)展奠定科學(xué)基礎(chǔ)的學(xué)科，肩負(fù)著提高國(guó)民科學(xué)素養(yǎng)的重要使命，這就要求我們物理教師在教學(xué)中不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，本文就以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，引入生活話的情景進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)開發(fā)，取得了一定的效果。

關(guān)鍵詞：高中;物理;實(shí)驗(yàn);開發(fā);生活化

在高中物理教學(xué)課程設(shè)置中，實(shí)驗(yàn)比重占比偏少，受學(xué)校實(shí)驗(yàn)條件的限制能夠開展的實(shí)驗(yàn)比較少，很多時(shí)候?qū)W生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)被替代為教師演示實(shí)驗(yàn)，更有甚者將學(xué)生實(shí)驗(yàn)變成了程式化的書面訓(xùn)練，出現(xiàn)了“做實(shí)驗(yàn)不如講實(shí)驗(yàn)”的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。

現(xiàn)如今隨著多媒體技術(shù)在課堂中的大量應(yīng)用，很多教師也追求多媒體模擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀看即可，既可以節(jié)約時(shí)間又能高效的講解，這種輕視學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的物理實(shí)驗(yàn)完全時(shí)放棄了最直觀的教學(xué)方式，這種現(xiàn)象的蔓延在現(xiàn)在看來(lái)嚴(yán)重的制約了新高考改革背景下學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的提高。所以，學(xué)生動(dòng)手能力較弱是物理教學(xué)中不容忽視的問(wèn)題。那如何才能加強(qiáng)和改進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)?，給學(xué)生提供更為便捷的動(dòng)手實(shí)踐情景呢？

一、利用教材巧妙開發(fā)生活化的學(xué)生實(shí)驗(yàn)

我們緊密聯(lián)系教材開發(fā)新的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，把學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)貫穿我們教學(xué)的始終。筆者在教學(xué)中一些新的開發(fā)實(shí)驗(yàn)主要是應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方面，例如個(gè)別測(cè)量的小技巧，對(duì)新奇的實(shí)驗(yàn)器材和技術(shù)的研究，但是如果用于真正的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，拓展性不強(qiáng)，教學(xué)效果反而較差，加重了學(xué)生和老師負(fù)擔(dān)，因此我們?cè)陂_發(fā)新的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要和教材相連接，教材上有著豐富素材，學(xué)生和老師也比較熟悉，在教師的引導(dǎo)下學(xué)生可以進(jìn)行優(yōu)化，這樣的實(shí)驗(yàn)效果反而比較好。

高中物理實(shí)驗(yàn)中又這樣的話“壇壇罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”，指的是學(xué)生越熟悉的器材，越能夠讓學(xué)生理解物體的真實(shí)性，更容易讓學(xué)生接受。我們可以選擇生活中常見的物理材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

1、測(cè)量硬幣與白紙之間的摩擦因數(shù)

在高一時(shí)候，很多學(xué)生對(duì)于牛頓運(yùn)動(dòng)定律感覺很難，因?yàn)楹芏鄬W(xué)生缺少動(dòng)手實(shí)踐，缺少直接的體驗(yàn)，就很難建立物理模型，如何才能讓學(xué)生找到有趣的實(shí)驗(yàn)?zāi)?？筆者在小實(shí)驗(yàn)開發(fā)的接觸上，指導(dǎo)讓學(xué)生做一系列的實(shí)驗(yàn)。測(cè)量硬幣與白紙之間的摩擦因數(shù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)看似簡(jiǎn)單，但是真的讓學(xué)生動(dòng)手做就不一定簡(jiǎn)單了，因?yàn)橛矌诺馁|(zhì)量小，用彈簧秤來(lái)測(cè)的話，學(xué)生很有挑戰(zhàn)性。

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：硬幣、塑料直尺、木塊、白紙、純凈水一瓶

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)出了用50cm直尺和木塊搭建斜面，將紙平整鋪在斜面上，調(diào)漲斜面的角度，并推動(dòng)硬幣，讓硬幣在斜面上勻速下降。測(cè)量斜面的高度和底邊的長(zhǎng)度即可獲取摩擦因數(shù)。我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以計(jì)算出摩擦因數(shù)為：

接下來(lái)我把硬幣粘在500ml純凈水瓶蓋上，用彈簧秤拉住純凈水瓶，拉動(dòng)紙帶，我們就可以得到彈簧秤的結(jié)果為1.7N，我們可以計(jì)算出：

2、靜電植絨實(shí)驗(yàn)

學(xué)生通過(guò)對(duì)靜電知識(shí)的學(xué)習(xí)已經(jīng)指導(dǎo)靜電的物理特性，也清楚了靜電可以用來(lái)除塵、靜電植絨、復(fù)印等。也對(duì)靜電的防范又一定認(rèn)識(shí)，要保持空氣的濕度，建筑物要有避雷針和接地線。靜電電源在使用高壓時(shí)又一定的危險(xiǎn)，靜電實(shí)驗(yàn)中電荷量比較少，電荷通過(guò)空氣和中介不斷的向外擴(kuò)散，在濕度很大的南方，有時(shí)候靜電現(xiàn)象不明顯，有時(shí)候教師做演示實(shí)驗(yàn)也是又難度的，所以基于以上情況需要設(shè)計(jì)新的靜電實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生去動(dòng)手體驗(yàn)靜電的利用和防范。

靜電噴涂是我們利用靜電的比較明顯的工作，學(xué)生對(duì)靜電噴涂也比較了解，在這個(gè)基礎(chǔ)上讓學(xué)生以小組合作討論如何實(shí)驗(yàn)靜電植絨，這個(gè)實(shí)驗(yàn)就是筆者帶領(lǐng)學(xué)生創(chuàng)新的物理實(shí)驗(yàn)，靜電植絨的原理是利用不同電荷相互吸引的原理，讓絨毛受到吸引，實(shí)驗(yàn)第一步需要絨毛帶電荷，第二步讓需要植絨的面板放置在帶有不同電荷的平面上，第三步當(dāng)絨毛受到不同電荷的吸引后，以加速的方式飛到需要植絨的物體表面上，由于被植絨的面板上提前盆友黏膠，絨毛就被牢牢粘到了面板上，通過(guò)三步實(shí)現(xiàn)靜電植絨這個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生更加清晰對(duì)靜電有認(rèn)知。

實(shí)驗(yàn)器材;靜電感應(yīng)起電機(jī)、塑料盒子或者面板、兩片錫紙、一張白紙、導(dǎo)線兩根、雙面膠、美工刀。

準(zhǔn)備過(guò)程：首先準(zhǔn)備盒子，使用美工刀在盒子地步劃開一道口，在盒子地步鋪上錫紙，把絨毛鋪滿在錫紙上。其次白紙上用雙面膠制作植絨的圖案，這個(gè)圖案由學(xué)生自己設(shè)計(jì)，然后把雙面膠上的白紙撕掉。最后在盒蓋下面也貼一張錫紙，將粘有雙面膠植絨的白紙和錫紙盒蓋夾在一塊，白紙?jiān)谧钕旅?，依此將錫紙和盒蓋。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：我們將感應(yīng)起電機(jī)一端通過(guò)導(dǎo)線和盒子地步劃口子處與錫紙相連，另一點(diǎn)通過(guò)導(dǎo)線和盒蓋錫紙相接，最后將盒子蓋上。在打開起電機(jī)后，我們就看見在電荷相互吸引作用下，絨毛加速飛到盒蓋下面表的白紙上，白紙上留下了我們想要的圖案，上面鋪滿絨毛。

實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生的主動(dòng)性得到了充分的調(diào)動(dòng)，制作出了各種各樣的圖案，當(dāng)作品上都植上絨毛的時(shí)候，學(xué)生都很興奮，體會(huì)到了藝術(shù)般的享受，這個(gè)實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，學(xué)生對(duì)物理的興趣越來(lái)越濃厚。

3、在做習(xí)題時(shí)如果用實(shí)驗(yàn)來(lái)探究的話，就會(huì)起到更好的效果了，教師要做的就是精心設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生觀察和體驗(yàn)，最終從問(wèn)題處罰，深入思考。例如我們讓學(xué)生利用幻燈片的膠片制作圓錐漏斗來(lái)研究玻璃球的圓周運(yùn)動(dòng)，又例如，用利用伏安法測(cè)量電阻，由于學(xué)生在初中就學(xué)過(guò)物理，對(duì)與安培表外接與內(nèi)接電路學(xué)生反應(yīng)平淡，在他們看來(lái)都是一樣的，學(xué)生們的思維處于一個(gè)平衡的穩(wěn)定狀態(tài)，教師可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式將這種平衡打破。教師可以采用示教電表，分別用外接和內(nèi)接的方式去測(cè)量一個(gè)阻值較大電阻的阻值，兩次測(cè)量的數(shù)據(jù)是不同，分別是5.5kkΩ和2.2kΩ，然后又測(cè)量一個(gè)阻值比較小的電阻，數(shù)據(jù)分別是5.1Ω和3.5Ω，學(xué)生親手測(cè)量的數(shù)據(jù)有了如此的差距，學(xué)生們都反應(yīng)愕然，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣就立即被點(diǎn)燃了。

4、避雷針的教學(xué)實(shí)驗(yàn)

在避雷針的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中很多教師會(huì)通過(guò)動(dòng)畫來(lái)演示避雷針的原理，在建筑物的頂端安裝有避雷針，通過(guò)金屬條與埋在地下的金屬板相連。當(dāng)有帶電的云層解決裝有避雷針的建筑物時(shí)，防務(wù)會(huì)感應(yīng)出與云層電荷極性不同的電荷，這些電荷會(huì)聚集到避雷針尖端，讓云層周圍的氣體放電，云層中很多的電荷通過(guò)金屬條轉(zhuǎn)入地下，避免了雷擊現(xiàn)象的發(fā)生，這就是避雷針的原理，在學(xué)校的建筑物上就有避雷針，學(xué)生在課后可以在建筑物上找出了避雷針金屬條，對(duì)避雷針有了直觀的了解。

我們利用避雷針開發(fā)設(shè)計(jì)了一個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中我們對(duì)不安裝避雷針的建筑物和按照有避雷針的建筑物進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)器材：紙板建筑物2個(gè)、金屬紙若干張、細(xì)鐵絲、焊絲、鐵板、導(dǎo)電錘、起電器、塑料片、氖泡。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：我們先模擬沒(méi)有安裝避雷針的建筑物被雷擊的現(xiàn)象，我們將紙質(zhì)的建筑物每層樓板的周圍貼上導(dǎo)電的金屬板，模擬雷電天氣房屋的導(dǎo)電材料，為了觀察，我們把建筑物內(nèi)部涂黑，在建筑物前面打孔觀察。

我們把紙質(zhì)建筑物放置在鐵板上，鐵板的導(dǎo)電性來(lái)模擬大地，將導(dǎo)電錘通過(guò)導(dǎo)線和起電器相連，導(dǎo)電錘來(lái)模擬云層。在塑料片的一端打孔，氖泡安裝在打孔的地方，在建筑物側(cè)面打孔，將氖泡放置到屋內(nèi)，這樣做是用來(lái)模擬屋內(nèi)的人或者家具。我們啟動(dòng)起電機(jī)后，發(fā)現(xiàn)在導(dǎo)電錘和建筑物頂部出現(xiàn)了間歇性的閃電，發(fā)出啪啪的雷擊的聲響。同時(shí)看到屋內(nèi)的氖泡在不停的閃光，說(shuō)明這個(gè)時(shí)候有電荷在建筑物流動(dòng)。如果有人在建筑物內(nèi)就會(huì)被電擊倒，家具就會(huì)導(dǎo)電，易燃物就會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。

我們?cè)賮?lái)模擬安裝了避雷針的建筑物，我們用鐵絲穿過(guò)建筑物，并在建筑物頂端有一段，用來(lái)模擬避雷針，用焊絲把細(xì)鐵絲焊接在鐵板上。重啟起電器，用導(dǎo)電錘接近房屋頂部，屋內(nèi)的氖泡不發(fā)光，此時(shí)建筑物內(nèi)沒(méi)有電荷在流動(dòng)。說(shuō)明此時(shí)的避雷針細(xì)鐵絲已經(jīng)起到了避雷的作用。

為了更加直觀的看到云層與地面的放電現(xiàn)象，我們把氖泡焊接在細(xì)鐵絲上，再放置一個(gè)氖泡再建筑物內(nèi)，起電時(shí)，建筑物內(nèi)的氖泡不閃光，而再細(xì)鐵絲上的氖泡閃光，這說(shuō)明了電荷已經(jīng)通過(guò)避雷針倒入到鐵板上了。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)真正讓學(xué)生體會(huì)到了避雷針的作用，學(xué)生然后再去校園內(nèi)的建筑物上去觀察，有的學(xué)生竟然發(fā)現(xiàn)了教學(xué)樓有一處金屬線與接地線斷裂處，及時(shí)上報(bào)學(xué)校，排除了安全隱患。

5、良好的接地實(shí)驗(yàn)

在靜電防范的講授時(shí)，教師可能會(huì)舉?；奋囕v在尾部都有一條鐵鏈拖在路上，在卸貨時(shí)更是為了確保接地可靠，更要把一根螺旋形的接地線插在插地的座上。為了讓學(xué)生更直接的理解，我們改進(jìn)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生更多的參與和動(dòng)手。

實(shí)驗(yàn)器材：兩個(gè)驗(yàn)電羽，導(dǎo)線兩根，手搖感應(yīng)器電機(jī)，鐵板一塊。

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：準(zhǔn)備兩個(gè)驗(yàn)電羽，一個(gè)放置在鐵板上，一個(gè)放置在木板上。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：我們用手搖感應(yīng)起電機(jī)與不接地的驗(yàn)電羽連接，然后搖動(dòng)感應(yīng)器電機(jī)，這個(gè)時(shí)候驗(yàn)電羽毛就帶了電荷，學(xué)生可以明顯看到驗(yàn)電羽的絲線張開。同樣的步驟和接地的驗(yàn)電羽相連接，由于靜電很快被鐵板導(dǎo)走，學(xué)生可以明顯觀察到絲線不張開。

高中物理涉及到的很多的規(guī)律，例如有牛頓運(yùn)動(dòng)定律、楞次定律、電磁感應(yīng)定律。通常情況下教師主要做演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們都在認(rèn)真的看，但是并沒(méi)有最大限度的激發(fā)全體學(xué)生的參與熱情。對(duì)于特別核心的教學(xué)，教師應(yīng)該把問(wèn)題回歸到起點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律來(lái)進(jìn)行教學(xué)，用問(wèn)題鏈的方式來(lái)深入探究，讓學(xué)生去感悟物理規(guī)律的存在。在波的傳播規(guī)律的教學(xué)中，學(xué)生在腦海中缺少波擴(kuò)散的生動(dòng)情景，因此我們可以利用校園池塘或者噴泉來(lái)展示給學(xué)生看，用水桶作為震動(dòng)源觀察震動(dòng)的特點(diǎn)和波形的變化角度，學(xué)生的體驗(yàn)就比較直觀了。

參考文獻(xiàn)

[1]現(xiàn)行高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)與教材的一致性分析——兼論高中物理選修教材的評(píng)價(jià)方法[J].宋靜.? 湖南中學(xué)物理. 2015（11）

[2]新舊版高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)“科學(xué)內(nèi)容”的難度比較[J].崔雪梅，盧海洋，郭優(yōu)，曹銣，黃曉霞.? 物理教師. 2015（12）

[3]物理課程標(biāo)準(zhǔn)修訂解決的實(shí)際問(wèn)題[J].王金瑞.? 江西教育. 2016（02）

[4]從物理課程標(biāo)準(zhǔn)到物理課時(shí)目標(biāo)[J].劉琬.? 中學(xué)物理教學(xué)參考. 2016（06）

[5]“理解”目標(biāo)的教學(xué)和作業(yè)評(píng)價(jià)的一致性——基于課程標(biāo)準(zhǔn)和分類學(xué)理論的“單擺”教學(xué)與作業(yè)的設(shè)計(jì)[J].徐忠英.? 物理教學(xué). 2017（02）

[6]核心素養(yǎng)在物理教學(xué)中的融入[J].項(xiàng)紅日.? 江西教育. 2016（32）

[7]契合學(xué)科特點(diǎn)追求難忘課堂——例談“自由落體運(yùn)動(dòng)”教學(xué)設(shè)計(jì)[J].高敏.? 湖南中學(xué)物理. 2017（03）