浅谈高中物理演示实验改进的几个策略

高中物理实验教学的现状分析及改进策略　物理是一门以实验为基础的学科，教学　必须以实验为基础，这是物理教学的最大特　点。实验在概念教学、习题教学、激发兴趣、　培养能力以及道德素养等方面都起着至关重　要的作用，是其他任何方式都无可比拟的。　因此，物理教学应十分注重实验教学，切实　加强实验在教学中的实效性。心理学研究表　明，人的思维活动是在感性材料的基础上产　生的．感性材料是思维活动的源泉和依据。　各种类型的物理实验及教学模具都能具体形　象地展示物理知识的形成和发展过程，为学　生的学习提供了丰富的感性材料，从而达到　丰富学生头脑中感性材料的储存及发展智力、　培养能力的目的。当然并不是说在课堂教学　中有了实验，我们的课堂教学就一定会是高　效的、成功的。在平时的物理课堂教学中笔　者发现实验教学中存在的一些问题，现如下　的分析与思考。　一、物理实验教学的现状分析　在平时的课堂教学中，我们发现物理实　验教学中存在的问题主要与教师的实验功能　意识不强、实验教学中缺少有效的教学策略、　实验资源的开发能力不够有关。具体表现在　以下方面：　（１）实验只重视现象与结论，忽视了学　生的主体参与和体验，学生处于被动状态，　探究的兴趣得不到充分发挥。　（２）演示实验平铺直叙，缺乏认知冲突，　实验前缺少问题情景的创设，难以激发学生　的兴趣。　（３）实验数据的处理和实验结论的得出　出现教师霸权主义，教师缺乏科学精神。　（４）对实验装置“照方抓药”，缺乏改　进和创新。　（５）实验资源开发单一性，忽略了社会　生活资源在实验教学中的作用。　二、改进物理实验教学的有效策略　Ｉ．实验探索物理规律，激发探究欲望　实验具有趣味性，它能充分运用学生的　各种感官，激发学习兴趣。现代认知心理学　认为，兴趣是产生动机的重要条件，是人类　认识客观世界的一种心理表现，是一个人获　得知识，开阔视野，推动学习的一种内部强　劲的动力。因此，在物理教学过程中，通过　实验为学生展现出生动直观的学习环境，将　极大地吸引学生的注意力，有利于学生去研　究物理现象，探索物理规律，激发学生的兴　趣和求知欲。　高中物理课本中有许多物理规律的探索　和得出是建立在物理实验基础上的。如高二　册“法拉第电磁感应定律——感应电动势的　大小”一节中，法拉第电磁感应定律的得出　是建立在三个演示实验的基础上。在教学过　程中，通过演示导体切割磁感线，导体和磁　体发生相对运动，闭合电路的磁场发生变化，　从实验现象得出“穿过闭合电路的磁通量变　化越快，感应电流和感应电动势就越大”这　结论。在这一实验结论的基础上得出了“电　都市家教４２　７３０５００甘肃省临洮县第二中学羊鹏　路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的　磁通量的变化率成正比”这一法拉第电磁感　应定律。这样，学生在物理实验基础上在头　脑中建立了法拉第电磁感应定律，并且对这　一定律的理解极为深刻。　２．重视实验的差异性与冲突性　差异性实验的开发与应用已经成为许多　国家科学演示教学的研究课题。如美国哥伦　比亚密苏里大学教育学院就有一项“差异性　实验”研究计划，作为一种科学教学的探究　手段，收到了很好的教学效果。差异性实验　是指那些呈现的现象和结果往往是意想不到　的、与一般人的“常识”有很大差异的实验。　具有趣味性和强烈的认知冲突。　例如，在“内接法与外接法测电阻”的　教学中，教师先引导学生分别用内接法和外　接法测量同一只大电阻，学生以为同一只电　阻的测量值应当相同。但分别用内接法和外　接法测量结果相差很大！同样，测量小电阻　也有很大差别。学生困惑：为什么用内接法　和外接法测量同一只电阻，会产生如此悬殊　的结果？这种对比测量结果产生了很强的差　异性，引发学生强烈的认知冲突和认知失衡。　那么在这种情形下，内接法和外接法的教学　就会水到渠成，而且学生印象特别深刻。　３．妥善处理实验过程中的突发事件　有的老师不喜欢实验，不是怕实验准备　麻烦，而是怕实验过程出现意外，影响教学　过程，实际上有些实验即使出现意外，它也　是课堂中重要的教学资源，尤其是对学生的　思维的严密性和科学精神的培养具有重要的　意义。　例如，在探究变压器线圈两端的电压与　匝数的关系时，变压器的副线圈先选了２００匝，　并接人一个大灯泡（２２０Ｖ，４０Ｗ），（原线　圈输入电压为２３Ｖ），副线圈选２００匝时灯　泡亮度很低，灯丝仅仅发红，而换用８００匝　后，就能正常发光，为了再次说明这一情况，　随手拿了一只小灯泡接入电路，输入电压为　４．２Ｖ，副线圈选２００匝时小灯泡发光，然后副　线圈选８００匝，结果小灯泡不亮，对这一现象，　一下子学生都陷入深思，是操作错误还是书　本上错了，同时，我又紧接着做了不接入灯　泡时电压情况，结果副线圈上的电压随着匝　数增加电压是升高的，接下去与学生一起作　深入的分析，原来线圈是有较大电阻的，与　灯泡组成闭合回路后，副线圈相当电源部分，　线圈的电阻相当于电源的内电阻，当接小灯　泡时，小灯泡电阻较小，当线圈的匝数增加时，　相当于电源的内电阻增加，小灯泡分得的电　压反而减少（当然还有漏磁等其它原因），　同时还要跟学生说明以后碰到的线圈往往当　作理想线圈（忽略电阻）。　可见，实验过程中出现突发时件并非都　是坏事，只要教师利用好这些发生在学生眼　皮下的活生生的问题，引导学生分析，鼓励　学生参与解决，最后在全班同学合作中作深　入分析，最终解决问题。　实验中出现实验数据不准、实验现象偏　差，甚至实验失败。这些都是难免的，因为　实验本来就在现实的环境中进行，有许多影　响实验的不确定因素难以控制。关键是我们　老师如何面对实验的误差与失败。在许多的　物理实验课堂中，出现了与“课堂要求”不　符时，有些老师往往回避或用自身的权威刚　性地把课堂进程按既定的方案进行，而将学　生的感受放在一边。这种课堂教学看起来像　是完整的、高效的，但实际上却丧失了许多　有极高价值的课堂生成的资源，同时也不利　于学生科学精神和科学态度的培养。　４重视生活中实验教学资源开发与利用　高中物理新课程标准强调指出，课程实　施要贴近学生生活和联系社会实际，引导学　生主动参与、乐于探究、勤于动手。所以，　教师既要注重开发和利用生活和社会中的实　验教学资源，又要发动学生，也使得他们成　为实验教学资源的开发者。这也不仅可以开　发和积累更多的新的实验教学资源，而且叉　能培养学生的创新精神和实验探究能力。　例如，在讲摩擦起电时，我们可以用塑　料吸管来做这个实验（塑料吸管随处可见），　让学生用食指和中指摩擦一根新的塑料吸管，　会看到该吸管可以吸在自己的手心。再把经　手指摩擦过的塑料吸管放在倒扣在桌上的一　次性杯子上，再摩擦另一根吸管，当两吸管　靠近时，会出现相互吸引或排斥现象。然后，　让学生思考手和吸管为什么会相互吸引，两　根吸管又为什么会相互排斥，在思考和解决　问题中学生就会有很多收获，而且，吸管到　处可见，学生平时还可以做，效果自然更好。　另外，有些实验课堂能做，现象也比较　明显，但趣味性不强，体会也不够深，若充　分利用一些社会资源，效果就会更好。　例如，做“静电屏蔽实验”时，有的老　师轻小的绝缘丝线粘在金属笼的内侧和外侧，　给金属笼加上高压电后，观察到金属笼外的　丝线张开了，而金属笼内的丝线纹丝不动，　说明了笼内不带电，实验现象明显但是趣味　性不够。改进实验把小鸟放在金属笼内，外　面加上高电压，外面加上高电压，高压放电　发出可怕的声音，还有耀眼的弧光立即吸引　了全班学生的目光，学生都替小鸟担心，但　是笼子内的小鸟却安然无恙，这时若再提出　问题，试想如果是学生自己在笼子里呢？这　个实验一定会更加刺激有趣。然后介绍科技　馆当中就可以完成这样的大型实验，让学生　在假期去尝试一下，这样印象就会很深刻。　实验教学是构建物理知识、概念和规律　的重要途径。在教学实际中，有针对性的对　物理实验课堂的教学方法、教学模式进行研　究，切实提出实验教学改革策略，有效地激　发学生学习物理的兴趣和好奇心，萌发学生　强烈的问题意识和探究欲望，从而让学生的　天性得到充分发挥，这真是新课标提出的“以　

浅谈对中学物理实验的改进

【摘要】物理是一门以实验为基础的科学。实验教学就是理论与实践相结合的教学。作者从物理实验教师的角度去分析，就如何做好演示实验、分组实验、课外实验，提高教学效果，培养学生的创新能力和动手能力，做了以下的尝试。

【关键词】实验；教学效果；改进

物理是一门以实验为基础的科学。但现成的实验装置在演示实验现象方面、操作简易方面等，都存在一定的不尽人意的地方。在教学实践中，本人主动与任课老师一起探讨这些问题，改进物理实验装置。尽量让实验现象能帮助学生理解所学的物理知识，解决学习中存在的困惑。以下就演示实验、分组实验、课外实验三个方面进行探讨。

一、改进演示实验，提高教学效果

物理实验具有形象真实、生动有趣的特点。物理演示实验在课堂上能为学生展现出丰富多彩的物理现象和活生生的物理情景，有利于提高学生的学习兴趣。

在工作实践中，发现现用教材里，有些演示实验原理上是可行的，但效果却不尽人意。如九年级物理第十一章第五节“密度与社会生活”中的“纸风车”演示实验。实验时发现有三个不合理的地方：其一，纸风车有时被火烤焦而燃烧；其二， 因阻力较大而风车转动不起来；其三，冷暖气流发生对流产生的风力不够，推动不了风车。针对演示实验中不合理的地方，作了如下的改进：一是在酒精灯上方加一个直型圆管，形成烟囱效应，可加大圆管上方的空气风力，位置适当可防演示纸张的烤燃；二是改为用一张薄纸“漂浮”在空中体现空气上升带来的风力；三是在三脚架旁边贴上薄长型纸条，纸条被吸入，说明热空气上升后， 灯附近温度低的冷空气就从四面八方流过来，从而形成风，在直型圆管内形成向上的气流。此实验现象十分明显，易操作，可视程度高，不单能很好地解释“空气因受热体积膨胀，密度变小而上升”的原理、还可以解释“烟囱效应”带来的高层火灾的危害性，拓展学生视野。

又例如高中物理选修3~2中的“远距离输电”，原教材是没有现成的演示实验器材的。为了说明输电导线上的电能损失和输电导线上的电压降落，制作了模拟《远距离高压输电演示板》实验。模拟实验中，用两只10欧姆的定值电阻代替输电线的电阻。第一组：6伏低压交流电源通过两只10欧姆的电阻供给一小灯珠（额定电压6v），小灯珠几乎不亮（不能正常发光）；第二组：仍是6伏低压交流电源、用升压变压器（初级100匝，次级800匝）和降压变压器（初级800匝，次级100匝）供给一小灯珠（额定电压6v），灯珠正常发光。然后把这两个实验用同一电源供电，两个灯珠亮度差别非常大。看了这个演示实验，学生都很兴奋，老师就引导学生讨论，找出第一个实验中灯珠不能正常发光和第二个实验中灯珠正常发光的原因，使学生明白了采用高压输电能减少电能损失的道理和方法。

学科教学　２０１３年９月１８日　

改进高中物理实验教学的策略探究　

文／唐兵　

摘要：纵看当今社会高中物理实验教学，虽不断进步发展与创新，但仍存在诸多不足。如何有效地进行物理实验教学探究，成了　

备受关注的问题。由于人教版高中物理的改革与完善，对物理实验教学的要求也日益增高，针对目前高中物理实验教学存在的诸多低　

效或无效现象进行策略探究分析，并在实践中探究提高高中物理实验教学的策略。　

关键词：高中物理；实验教学；现状解读　

众所周知，在物理教学中，实验是课堂教学极为重要的教学：好奇于两种情况下截然不同的结果。通过实验激发学生兴趣，不　

手段，虽然多媒体网络技术为物理课堂教学提供了丰富多彩的平：断在理论中引导学生走向实践。　台，但物理实验仍起着举足轻重的作用。对于平时的物理课堂教・　２．积极创新　

学，笔者发现了一些问题，比如课堂教学的不灵活，学校实验没一　对于高中物理实验教学，很大程度上是对学生逻辑思维以及　

备、实验条件的制约以及传统教学模式观念的束缚等。　：其动手实践能力的综合考验与测定。可以灵活运用多媒体课件、　

一、我国高中物理实验教学的现状　：录像、投影等。对于不能够用药品进行直接实验的特殊教学内容，　

１．实验内容不够充分，对于理论部分的研究过于繁琐，而对于：教师应给予耐心详细解答。　

实践的重要性有失偏颇　・　３．突破传统观念　

２．实验的演示难以充分调动学生的积极性以及难以培养学生：　学校应突破其传统教学模式，鼓励教师与学生不断进行探　动脑动手的习惯　：究。对“声音怎么会将酒杯震碎？”和“带电鸟笼里的鸟安然无恙”　３．实验的处理结果有“照本宣科”的意味，难以达到进步与创：等实验进行深刻探究。重视理论与实际的结合，而不是单独的长　

新的要求　一篇累牍的无稽之谈。　

二、对高中物理实验教学的策略　－　总之，对于高中物理实验教学，无论是学校还是个人，都应积　

１教学相长　：极主动地进行思考与探究。在实验教学中，教师应注重学生的理　从教学理念上，以引导学生研究实验为主，对于实验的真理：论与实践能力相结合。运用多样化的教学方法完善教学模式，不　

第１９卷第４期　２０１１年ｌ２月　技术物理教学　ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ　ＰＨＹＳＩＣＳ　ＴＥＡＣＨＩＮＧ　Ｖｏ１．１９　Ｎｏ．４　Ｄｅｃ．２０１１　高中物理传统实验教学方法改进浅探　

严来蒋　（江西省信丰中学３４１６００）　

实验教学法是高中物理教学中的重要方式之一。　随着新课标的改进和教学要求的提高，传统的实验　教学方法已经无法适应现有的教学需求。　高中物理新课程标准中提出，实验是物理课程改　革的重要环节。与传统的实验辅助、书本为主的教　学方式不同的是，新课程标准要求的实验教学强调　率先培养学生的实验能力和科学探究的能力。因此，　必须重新调整实验的教学方法，提高实验教学的质　量。　ｌ　高中物理传统实验教学的现状分析　高中物理传统实验是指高中的物理教学体系中　重要而典型的实验，按照长期经验来看，可以将其　分为演示性实验和分组实验两种类型，随着教学工　作的不断发展，又产生了一些新的实验形式，如随　堂实验、研究性实验、探索性实验和主动性实验等。　传统实验多是生活现象的抽象，重在展现物理　现象的规律、数据计算和处理，实验过程要求长期　多次观察，因此有助于激发学生兴趣，培养学生的　数据处理、思维能力和耐心细致的学习品质。在实　际物理实验教学中，面临着诸多问题。分子运动、　太阳系运转等动态物理现象和过程，由于受时空限　制无法演示；设备落后，精度不高，实验条件不足，　实验的局限性较大，与预期的实验目标相差甚大；　实验本身具有一定的难度，空间上观察难度大，时　间上细微变化难以记录，往往只能定性描述；人眼　观察和手工记录所获得的实验数据效率低下，科学　性低。　２　高中物理传统实验教学方法的改进　（１）传统实验教学改进的方法：　根据物理教学的实践和经验，从实验现象的呈　现、实验数据的处理、误差处理和学生备考等四个　层面，对高中物理传统实验教学方法尝试性改进。　在实验现象的呈现层面上，针对部分变化微小、　效果不佳的实验现象，可以改进实验装置、环境等　方式，将仪器的尺寸同比放大，调整适合的仪器摆　放位置，调整实验环境的光线和利用不同的方位动　态演示等途径，将投影效果扩大，保证实验可见度；　可以放慢或暂停某些演示实验现象，如判断在无空　气状态下羽毛和金属是否同时落下时，可以用录像　机拍摄实验过程，再在课堂中放慢、暂停播放；对　于无法在现实中实现的实验，可以借助模拟实验再　现实验过程。如磁场中磁感线的存在，磁场存在于　整个空间中，是立体的，传统实验无法体现，借助　三维动画，模拟磁感线在整个地球空间的分布情况，　可以明确、立体而动态地展示实验过程。　在实现数据的处理层面上，常见的数据处理方　法有算术平均值法、逐差法、列表法、图解法等。　数字化实验室（ＤＩＳ）是包含了传感器、计算机、数　据采集器以及数据处理软件等实验装置在内的实验　室，能够很好地完成实验的测量、采集和处理需求。　ＤＩＳ的数据采集器具有智能化、自动化特征，能够实　现单点采样、连续采样以及阙值触发采样，同时接　入了四个传感器，能够实现不同物理量实验过程数　据的同步性，保证实时的数据采集和处理工作。在　采集过程中，显示器会通过Ｆ—ｔ和ｘ—ｔ动态图象，实　时显示和记录实验数据的变化，且数据的测量、采　集和处理工作都在ＤＩＳ内完成，实验结果更具精确　性和科学性。　①动摩擦力大小与接触面积的大小有何关系？②动　摩擦力大小与接触面的粗糙程度有怎样的关系？③　动摩擦力大小与压力大小或运动速度又有怎样的关　系。把学生分成若干实验小组，以教师指定抑或小　组自主选择一个课题开展实验。然后通过小组、师　生的交流与讨论得出实验结论。这样，能够使学生　主动参与教学活动，学会对物理问题与物理现象进　行多角度的分析，并在互动与合作中学会学习。　６　课外实验拓展，提高学生实践能力　在物理实验探究中，学生会产生许多新想法或　超出课标要求的知识，由于课时、教学设备或课程　标准的限制，教师不能一一解决，满足他们的需求。　所以，教师应重视课外实验拓展，引导学生课外实　验探究，提高他们的实践能力。如课外小制作的任　务：自制天平、自制量筒、自制电动机、孔成像器，　或电池组电压测量、家用电器的电功率测量、未知　磁体极性判断、开关控制电路等。通过课外实验探究，　有利于学生学习有关的的物理知识，同时体会到物　理知识在我们实际生活的广泛用途，有利于增强实　验教学效果，提高学生创造能力。　总之，在物理教学中，实验教学占着十分重要的　地位。教师应结合实验教学内容、教学目标、实验　设备以及学生需求，创造适宜的实验环境，探索出　适合学生学习的最优教学策略，引导学生积极参与，　提高学生动手操作与探究能力。