中学物理实验设计的改革与创新

◇　福建　吴木财



中学物理实验设计的改革与创新

◇福建吴木财

物理学科要求对客观事物具有实事求是的精神,要求必须尊重客观事实,避免主观臆断，所以在日常教学过程中，教师要引导学生认真观察实验中的细微现象,抓住要点,追根寻源，如此才能通过物理的表象，抓住物理规律的本质．

正常的教学过程离不开实验,教师除了完成规定的实验外,有时还需设计和创新实验．设计创新实验,一般有3个目的: 1)为完善实验体系,填补空白的实验．如设计“浮力产生原因”的演示实验、“研究溶化和凝固”的分组实验、“研究电阻大小因素”的分组实验等．2)为改善课本中规定实验的演示效果．如设计“焦耳定律”的演示实验、“声音在真空中不能传播”的演示实验、“声音能在液体中传播”的演示实验等. 3)与新的教育理论、教育体系相适应的实验．如设计“探究光的反射定律”“弹簧的伸长与外力的关系”的分组实验等．

“兴趣是最好的老师”,兴趣是产生动机的重要条件,学生只有对学习对象产生了兴趣,才能提高学习的积极性、主动性和创造性．物理实验具有直观、真实、形象和生动的特点,能激发矛盾,使学生注意力高度集中．如若教师不是将实验用于归纳实验结论,而是创设情景,发现不足,激发学习兴趣,这恰恰是教学的精彩之处．

物理实验器具大部分都是教学仪器厂生产的，基本上可以满足日常教学的需要,但在具体教学过程中，为了追求更好的实验效果或者营造更加亲切的物理情景,教师也可以根据教学内容的需要,用学生身边的文具、家中或生活中随手可找到的废弃材料拼凑制作实验器材．这样,不但可以展开随堂小实验使学生参与物理教学过程,做到师生互动、生生互动，弥补实验器具的不足,让学生多观察、多思考，还能让学生懂得物理实验并不神秘,用身边的“瓶瓶罐罐”就可以研究深奥的物理知识．当然,我们也可以应用先进的电子设备和多媒体软件等高科技手段完成一些实验,实现物理实验的改革与创新．

在山东版高中物理《必修2》中第3章第1节“运动的合成与分解”中，教材用了较大篇幅介绍了运动的独立性,而运动的等时性却只字未提．实际上运动的独立性与等时性都是运动的合成与分解过程所遵守的原则．有必要帮助学生认识清楚．下面是笔者应用信息技术，设计的相关实验，以此弥补课本实验的不足，帮助学生加深对运动等时性的理解.

演示实验:通过运动轨迹测定合运动与分运动的等时性．

实验器材: 频闪照相机、数码摄像机、AdobePremiere6.5视频处理软件、多媒体操作平台．

实验过程: 1)将实验设计中的实验过程——红蜡块的实际运动，即合运动(此实验是研究“运动的合成与分解”部分内容普遍采用的实验，在此不再详述)，同时用频闪照相机和数码摄像机拍摄下来．

2)在AdobePremiere6.5视频处理软件中导入频闪照相机中的静态频闪照片与数码摄像机中的影片,将静态照片作为背景,制作出一个合二为一的视频．

3)将合二为一的视频导入AdobePremiere6.5视频软件中,改变视频时间轴,让学生能通过对红蜡块的实际运动与分运动的比较,判断出合运动与分运动具有等时性．

以上实验过程通过多媒体展示台展示在学生面前,使学生切实感受用高科技手段处理实验的过程,一则让学生体验到教师为教学做出的努力,二则让学生知道研究物理规律并不一定要照本宣科,只要能说明物理问题、研究出物理规律各种方法我们都可以尝试．

我们国家正在不断加强中学实验设备的改进,加强科学实验观察的转化．如促进测试技术和装置不断更新和提高，运用计算机进行实时测量等.这种改进对培养学生科研工作能力和促进实验室建设起到了积极的作用．同时在条件允许的情况下，中学物理教学可以尝试把更高端的研究工作移植到高中实验教学中去,如有条件的学校可以进行如“低温等离子体放电管发光光谱的检测”等实验内容．通过这些有效尝试，激发学生对科学技术的兴趣，使他们更加积极投入到课堂教学中来，同时让他们感受科技的力量，培养严谨务实的科学态度.另外，教学过程中我们还要提倡实验内容的实用性和开放性,如对某些传感器件、数字转换电路和光学组件进行剖析并进行有效组合,在实验的过程中让学生参与部分设计与制作,使学生能够深刻理解这些器件、电路和光路所能实现的功能和作用．

总之，中学物理实验的改革与创新任重而道远，需要所有教师、学生和社会力量的共同努力，做到充分挖掘学生的想象力,从而调动学生学习的主动性,真正培养学生的创新精神和创造能力．

福建省光泽县第一中学)