高中物理演示实验教学创新的策略

焦彦平

摘 要：教学创新是一个需要不断探索和出新的课题。物理教学创新的内容很多，文章阐述了高中物理演示实验教学创新的策略。

关键词：教学创新；演示实验；策略

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）4-0060-2

创新是一个民族兴旺发达的动力，创新人才的培养，只有靠创新性的课堂去落实。这就要求教师在课堂上通过演示实验创设适合学生积极参与、主动学习的教学情境，激发学生的创新表现，培养创新思维。

结合本人的教学实践，笔者认为高中物理演示实验教学创新的策略有：实验器材的教学创新、实验思路的教学创新、演示过程的教学创新、数据处理的教学创新、重现科学史实验的教学创新。具体阐述如下：

1 實验器材的教学创新

物理实验器材种类繁多，但却不能完全满足教学的客观需求。充分发挥教师的主观能动性，重组或自制实验仪器，是高中物理演示实验教学创新的必然选择。在“通电导线在磁场中受到的作用力”的教学工作中，笔者采用把两套安培力演示仪的两个矩形线圈相互靠近、平行悬挂，然后在两个线圈中分别通入同向和反向电流，就能明显看到同向电流互相吸引、反向电流互相排斥的现象。还可以尝试用悬挂的两条长铝箔作平行通电导线来做这个实验。在“力的合成”一课，讨论大小一定的两个分力随着夹角改变，合力如何变化时，我校实验室没有现成的演示器材，仅靠画图分析抽象难懂，笔者就自制实验器材。把四根细木条用钉子钉成可活动的平行四边形，再用第五根细木条作为对角线，演示随夹角增大，合力逐渐变化的情况。实验可见度高、也很直观，学生觉得浅显易懂。

2 实验思路的教学创新

一些实验用老办法固然轻车熟路，但学生的参与度不高、思维的启发性不强。这时，不妨尝试改变一下实验思路，立足用学生手头容易得到的、也很常见的物品做实验器材，学生参与度高、体验深刻，效果会更好。“力的分解”一课，在讲斜向上的拉力产生的两个效果时，笔者没有四处借台秤演示，而是让学生将手头的两本书像洗扑克牌一样分页交叉重叠，然后放在课桌表面上，用力把一本书从另一本书中水平拉出，学生感觉很费力；接着笔者又让学生把另一本书斜向上拉出，这一次学生感觉很轻易就能办到。最后，让学生分析原因，学生自然就能得出斜向上的拉力产生的两个效果。探究加速度与力、质量关系的实验方案不止一个。为了简化问题，在平衡摩擦力之后，保持拉力不变，笔者采用分别让一辆小车、相同的两辆小车连接、相同的三辆小车连接先后从静止时释放，研究它们的加速度与质量是否成反比，这里无需用天平测质量；同样，保持小车质量不变，笔者分别采用悬挂一个钩码、相同的两个钩码、相同的三个钩码先后拉动小车从静止时释放，研究它们的加速度与拉力是否成正比，这里同样无需用天平测质量。通过让自变量成倍地改变，避免了精确测量的麻烦。这种创新思路用在探究物理量之间成正比或反比的关系时，非常简洁直观。

3 演示过程的教学创新

在一些抽象理论的教学中及时增加一些新颖的、激发学习兴趣、增强师生互动、激活课堂氛围的小实验，十分必要。“行星的运动”一节课画椭圆环节，分成两个小组演示。笔者这一组，笔者按住绳子的两端，让另一个学生在黑板上画焦距很小的椭圆；另一组是两个学生配合画出焦距较大的椭圆。学生略显笨拙的画图动作，自然引起同学们的兴趣，而两个椭圆的对比，也让学生体验到了椭圆与圆有时接近、有时明显不同的条件。“互感和自感”一节课，笔者增加了学生体验自感现象的小实验，用两节干电池与变压器上的线圈构成闭合回路，然后笔者突然断开连接电池的两根导线，并让一名学生用两手立即去接触两根导线端，学生受到电击，立即本能地将手甩开。问学生“还要再试一下吗？”该学生不停摇头，其他学生哈哈大笑。通过这个小实验，学生对于线圈中电流从有到无时产生的自感现象印象深刻。笔者对教材上已有的趣味小实验必做、课本上没有的很有创新性和趣味性的演示实验想方设法照样做的宗旨，物理课堂自然妙趣横生。这对于培养兴趣、启迪思维、发展学生的创新能力大有裨益。

4 数据处理的教学创新

科学规律是简洁迷人的，而实验数据却是枯燥复杂的。正所谓剪不断理还乱。从搜集的实验数据到发现科学规律的过程往往充满着探索的艰辛和创新的智慧。“行星的运动”这节课看似内容很少、其实很难讲授，处理不当就成了填鸭式教学，但本节课又富含科学精神和科学方法教育。为了能更好地介绍开普勒如何处理第谷观察到的天文数据，笔者尝试利用电脑软件处理天文数据的教学创新。先用表格展示天文观测数据，让学生发现半长轴越大公转周期越大。然后，让学生猜想两者间的关系，并让学生讲怎样才能直观验证正比关系，学生想到的自然是图像法。接着，利用电脑软件，开始描点画T-R图像，并让学生判定是否是直线，学生否定后，让学生继续猜两者间的可能关系，再画T-R2关系图像、T-R3关系图像……当它们之间的线性关系逐个被排除后，一鼓作气、再而衰、三而竭，学生的情绪从高涨到低落，思维由高潮跌入低谷，陷入了困惑。这时，笔者才介绍开普勒的思路，并画图像开始逐个验证T∝R、T∝R等关系是否成立，学生茅塞顿开、深受启发。在这个实验数据处理的创新教学环节，学生经历了思维对话、思想参与，科学精神熏陶、科学方法领悟、科学规律掌握三位一体的教学效果自然远胜过填鸭式教学。

5 重现科学史实验的教学创新

科学史实验最富有神秘的传奇色彩，如果在物理课堂能精彩重现，无疑是激动人心的创举。历史上法拉第研究电磁感应现象的年代，还没有发明电流表，只有一个简陋的相当于电流计的装置。笔者找到了法拉第当时研究这个现象时的实验录像，并在“划时代的发现”这节课播放，略显笨拙而简陋的类电流计装置、夸张而清晰的指针偏转，很有历史真实感。为讲解无空气阻力时物体下落的快慢相同，笔者找来了美国宇航员斯科特在月球上做羽毛和榔头落体实验的珍贵录像，以及做斜塔实验的录影，进行播放，真实再现了科学史实验。讲解影响自感系数的因素，如果直接告诉学生结论，效果当然不好。为此，笔者在大学物理实验录像中截取研究影响自感系数因素的实验片段，进行播放，连听课的老师都觉得新鲜、震撼。

总之，实验器材、实验思路、演示过程、数据处理、重现科学史实验的教学创新是高中物理演示实验教学创新的主要策略和方向。只有在教学中精益求精、不断创新，力求做到人无我有、人有我新，教出来的学生才可能是出类拔萃、富有创新精神、创新能力的人才。

参考文献：

[1]鲁世明.高中物理演示实验教学中学生创新能力的培养策略[J].物理教学探讨， 2013，31（1）：34-35.

（栏目编辑 王柏庐）