高中物理实验教学有效性研究

钟维炳

[摘 要]文章结合普通中学物理实验教学中存在的问题，探讨了物理实验教学的有效性问题。具体结合高中物理实验教学实际，从演示实验的改进，学生实验的挖掘，实验习题的开发三个方面进行分析探讨，期望以后的物理实验教学更加有效，从而能更好地培养学生的物理实验能力和动手操作能力。

[关键词]高中物理 实验教学 有效性

[中图分类号]G633.7[文献标识码]A[文章编号] 16746058（2016）260050

物理学是一门以实验为基础的学科。实验是物理教学的基础，是物理教学的重要内容，是学生掌握物理知识的重要方法，是物理教学中必不可少的重要手段，在物理教学中具有不可替代的作用，中学物理课程目标明确指出：“中学物理教学要注意培养学生的实验操作技能、思维能力以及运用科学原理和科学研究方法解决物理问题的能力。”笔者在物理教学中基于让学生“动手动脑相结合，探究感悟相结合”的理念，使学生能够主动学习物理知识和发展能力，促进学生科学品质和世界观的形成，体现新课改 “以学生发展为本” 的教育理念，提出了下列一些提升实验教学有效性的策略。

要上好高中物理实验课，就要按《高中物理课程标准》对实验教学的基本要求，围绕“三维目标”，结合校情、学情进行细化和分解，详细制定每单元的实验教学目标，严格按照实验程序，规范操作，注重过程，关注细节，让学生亲自动手做实验，不是讲实验，看实验，放实验视频。动手做才是硬道理，才能使学生真正有所收获。

物理学的绝大多数理论都要用实验检验，许多物理知识的教学（或学习）是从观察实验或实验操作开始的。在具体教学中，先让学生有一个感性认识，再进行分析研究，进而上升到理性认识，是非常有效的教学方法。为了尽快扭转实验教学的不利局面，提高高中物理实验教学的有效性。近几年来，笔者做一些分析探索，认为在物理实验教学中，教师需要改进演示实验、挖掘学生实验；研究实验习题，这样才能有效提高物理实验教学。

一、演示实验的改进

1.对教材上的演示实验进行改进

教材上的演示实验，大多数都是经过好几辈的专家学者们精心设计，多次改进的，原理简单，操作方便，现象明显，效果良好。这些实验一定要给学生当堂演示，不能用仿真课件演示来替代实物演示。实物演示实验，既是一个实验方法技能的示范，又是一个求真、求实科学精神的传承。而对那些实验现象不明显，可视度不高的演示实验，需要我们因地制宜地加以改进，以增强实验效果。

【案例1】 教材3-1，80页安培力的演示，原有实验仪器是用通电的金属棒做实验，在实验过程中发现由于安培力较小，金属棒摆动不明显，如果把金属棒用抽烟盒里的锡纸筒代替则摆动非常明显，学生就很容易观察到实验现象，实验很成功，教学效果提高。

【案例2】 选修3-3，25页演示实验，模拟气体压强的产生，实验室很少有小滚珠，很多教师也很难找到小滚珠做空气分子模型。所以很多教师不做此实验或用多媒体放映观看，效果不够理想。我们把小滚珠用乒乓球代替，问题就迎刃而解了。演示时先让学生观测乒乓球静止时秤的示数（非常小），几乎没有；接下来单个乒乓球以比较小的速度撞击秤，观察示数，大量乒乓球以基本相同速度撞击秤，观察示数，然后进行比较分析，得出结论；之后再以比较大的速度撞击秤，观测示数进行比较分析。通过这样的观察分析讨论，学生就很容易理解气体压强产生的原因和相关因素了。 可见，一个成功的改进是很重要的。

有一些涉及微观领域的实验，我们确实无法给学生演示，如原子物理学中原子结构实验、分子热运动实验等等，只能借助仿真实验或其他多媒体视频来完成。

2.巧设随堂演示实验，增加趣味实验

高中学生活泼好动、思维敏捷，对一切新生事物充满好奇，表现出强烈的探秘欲望。教学过程中，教师应充分利用这个积极的心理因素，创造条件，结合教材内容，巧妙安排现象显著、趣味性强的演示实验，增强学生的兴趣，提高课堂教学的有效性。

【案例3】 在必修中讲解《超重与失重》时，为了让学生容易观察接受，教师可以用一个塑料饮料瓶做实验，让学生观察失重现象，在靠近底部的侧面打2个小孔，用2个手指分别按住2个小孔，在里面装上水。移开手指，水就从小孔中射出来。如果放开手，同时，让饮料瓶自由下落，在下落的过程中，观察水出射的速度变化。再让学生猜想饮料瓶作平抛、斜抛或竖直上抛时，又会出现什么现象？先给学生设想、提问的空间，再分别做实验，让学生观察。并在此基础上，让学生讨论总结，得出盛水的饮料瓶做平抛、斜抛和自由落体运动时，水都不会流出的结论。它们的加速度都为重力加速度，重力都用来产生重力加速度，没有用来产生压力，属于完全失重现象。课堂氛围热烈，教学效果很好。

【案例4】 在必修2离心运动教学中，按照课本中的图进行教学，发现效果很不好。之后改为甲同学拉着乙同学的手，乙同学绕着甲同学做圆周运动的演示，让学生分析什么力提供向心力？再问，甲同学：突然放手会出现什么现象？若甲同学拉力变小了，出现什么现象？甲同学的拉力增大，又会出现什么现象？甲乙两个同学做好配合演示，其他同学积极思考，得出：所能提供的向心力等于所需要的力时，则恰好做匀速圆周运动；所提供的向心力大于所需要的力时，则做向心运动；所提供的向心力小于所需要的力时，则做离心运动。学生做了演示后课堂非常活跃积极，效果非常好。再返回来解释火车转弯问题，就非常容易了，以后解释卫星的变轨问题学生也很容易接受。

二、挖掘学生实验

1.挖掘学生实验的探究功能

注重学生分组实验，实验的设计一定要目标明确，步骤清晰，让学生按“预习─实验─观察记录─分析讨论─总结报告”的要求进行。对实验中出现的问题，教师要组织学生认真讨论，分析原因，找出解决问题的方法。根据实际情况写出实验报告，培养学生严肃认真，实事求是的科学态度和独立分析问题、解决问题的能力。

【案例5】 如在做牛顿第二定律中“加速度与质量的关系”实验时，根据测得的实验数据，在坐标纸上画a- 1 /m的图像。原则上测得的点应均匀分布在a -1 /m这条直线的两边，但实际得出的个别点，会偏离这条直线很远，这是实验误差允许的。不能因追求“科学性”而要求结果必须统一准确，要具体问题具体分析，对于出现误差的原因，一定要认真分析、总结，找出减小误差的办法，尽可能提高实验的精确性和准确度。

让学生通过实验观察、探索，发现问题、解决问题，获得知识，培养学生的实验能力，掌握科学方法，养成科学的态度。

2.结合教学实际，将某些演示实验改为探究性学生实验

演示实验是教师做，学生看，普通中学的学生整体素质一般，注意力容易分散，致使有些演示实验效果不理想。但如果把这些演示实验改为学生实验，让学生从观众变成演员，学生的积极性一下子就被调动起来了。

【案例6】 《感应电流产生的条件》教学中，《感应电流产生的条件》可以改为学生探究实验，教师设计好程序，学生自主探究，得出结论，那么学生就知道了规律的来龙去脉，也就更容易理解、掌握规律了。

三、加强实验习题的开发和利用

实验习题不应总是以教师的讲授为主，可以按“设计方案─讨论方案─选择方案─实验验证─总结报告”的程序开展，让学生亲自参与实验设计，并进行实验验证，有意识地培养学生的问题意识及创新能力。

【案例7】 在力的分解教学时，要根据力的作用效果确定分力的方向，力的作用效果，学生往往想不出来，但可以用实验把它显示出来。如下图（a）所示，重物挂在支架上，把重物对支架的拉力分解，为了启发学生看到力的“效果”，可把支架的A B改用橡皮条A′ B′ 代替，见图（b），C处改为活动的，因而在竖杆中打穿一个孔，横杆B′` C′ 插入并在孔的外边封一块橡皮，这样，重物一挂，A′B′被拉伸，C′处橡皮凸出。借助了这一实验现象，化解了确定分力方向这一难点。把这个实验设计告诉学生，可以作为周末作业，让学生手工完成，既能变废为宝，又能科技创新。对优秀的作品予以表彰，留存实验室作为教具。

【案例8】 在牛顿运动定律的应用和动量守恒定律应用中，我们经常会碰到滑块在长木板车上滑动问题，因而很多教师都是在黑板上画图进行分析或用仿真实验进行分析，因而很多学生都有这样的疑惑，真的是那样运动的吗？

我们教师只要用滑块在小车上滑动模拟就可以了。但是难就难在很多学校找不到长小车。这时，我们可以把一块长木板和两辆实验用的小车用大的透明胶捆绑在一起就可以做成长小车了，就可以模拟了 。

综上所述，在实验教学中改进演示实验，巧设随堂演示实验，增加实验的趣味性；挖掘学生实验，尽可能改演示实验为探究性学生实验；加强实验习题的开发和利用，能较好地提高实验教学的有效性。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 杨军. 普通中学高中物理实验教学有效性的实践和探索[EB/OL]. http：//www.docin.com，2012.

[2]包相宇. 浅谈如何提升高中物理实验教学的有效性[J]. 课程教育研究， 2015（11）.

[3]上官军民. 优化实验教学，培养学生能力[J]. 考试周刊， 2014（31）.

（责任编辑 易志毅）