浅析高中物理实验教学创新型设计
2019-01-14张志杰
摘 要：高中物理教学主要是建立在实验的基础上，通过一些创新型的实验方案，激发学生兴趣，也能提高他们的实践能力，促进学生学科素养的提升。基于此，本文首先简要的介绍了高中物理实验教学创新型设计的意义，接着分析了当下实验设计的现状，最后重点提出了一些有效的设计方案，以期为高中物理教师教学提供一定的参考。
关键词：高中物理;实验教学;创新型设计
物理课程是一门实践性、生活性比较强的学科，部分理论知识是从以往的生活和实验总结而来的，那么教师在设计一些创新型实验的时候，更应该提高学生的实验技能和创新思维。由于高中物理本身就具备一定的难度性，学生在掌握的时候显得比较困难，对此，教师借助实验，将学生放于中心，按照实验的要求和目的，增设条件和场景，用于提高学生的学习能力，达到一个最佳的优化效果。
一、 高中物理实验教学创新型设计的意义
传统化的实验教学中过于形式、片面化，学生往往只有观察到实验的变化，才能更为全面的去思考这些物理问题，可是课堂上的时间有限，如若教师将实验长时间放置在课堂上，这样往往会影响后续教学工作的顺利实施，也无法提高整体的教学效果。因此，需要对实验进行创新型的设计，改变原本的教学弊端，使得教学工作能够满足新课改的相关要求，借助全新的实验思路去引导学生自主性的学习。
二、 高中物理实验教学创新型设计的现状分析
（一） 高中生的主体性无法得到体现
高中物理教学中，如若教师仍旧是采用以往的教学方法，将知识点作为核心，忽视了学生在整个过程中的重要性，那么这样的教学效率是非常低下的。即便是在一些具体的实验过程中，部分教师也是采用先示范，接着让学生模仿操作，这样无法诠释出学生的主体地位，也会制约实验创新设计的发展。
（二） 忽视了实验设计阶段的重要性
物理知识是在实验的基础上去进行必要的归纳和整理。但在实际教学中，仍旧是教师讲述、学生记笔记形式居多，忽视了实验设计的创新性，教师就应该意识到实验设计阶段的重要性，以重力加速度的知识点为例，在简述这一章节的知识时，为了让学生更为清楚的掌握和认识到相关的概念和公式，设计一些小球单摆的实验。借助这个小实验，让每位学生都能主动的参与到其中，理解物理的概念和公式，充分体会到这门学科的趣味性和实践性。
（三） 创新型实验缺乏实践性
高中物理实验创新型设计的时候，理应包含一些实践元素，这就要求学生去实行自主性的设计和思考，尽量让每位学生都能积极的参与到其中，加深对理论、概念等内容的理解。但是在实际的高中物理教学中，受到一些客观因素的影响，实验内容无法得到有效的更新，使得实验设计的方案在本质上没有产生任何的变化，学生的个人发展空间也受到了严重的限制。
三、 高中物理实验教学创新型设计的主要策略
（一） 构建创新型的实验思路，引导学生自主性的设计
物理实验的过程在于主动去探索和发现，将创新思想看作是实践的先导因素，这样才能确保实验设计中涵盖了创新型理念。对此，教师就应该意识到学生在整个实验中的主体地位，肯定他们的实验成果，这样不仅会增强学生的信心，还能构建一个平等的师生关系。而教师在整个过程中，主要是起到一个引导性的作用，突破常规思维的束缚，调动学生的科学文化知识，实现理论向实践的有效转换。首先，对教材中已经给出的一些实验进行适当地改变和创新，以便达到一个最优化的教学效果，例如在验证“动量守恒”的实验中，物理课本上的实验主要是采用弹簧、小车的方法，在分析小车运动距离的过程中，利用公式，计算出运动的速度，接着掌握到其中的数量关系。而在创新型实验思路下，教师就可以将“动量”的关系转变成“定量”，将小车转成小球，借助平抛的方法去求得速度。其次，借助实验去验证一些物理习题，例如过山车完成圆周运动时最高点的临界速度是多少？可以分为三种情况，v=v临界、v
（二） 按照物理实验的要求，注重对数据的创新
传统化的实验分析中，需要学生手写记录相应的数据，这种数据处理的效率非常低，而且实验的直观性和竞争性无法得到有效的体现。信息化时代下，教师在教学中也应该有所创新和发展，借助仿真实验软件，利用软件数据处理、整理和分析这些数据，将物理实验同信息技术有效的结合在一起，帮助学生从中学到更多的知识。例如在“单摆的周期实验”中，让学生结合公式去计算单摆的周期，这时候需要应用到两组数据——摆线的长度、摆动的时间。当学生在确定了实验的思路以后，教师引导他们利用pasco传感器和相关的组件来完成这一实验，这是学生需要重点关注的部分，当传感器在发出信号的时候，雷达接受到以后，会反映出位置、方向和速度等，接着给出一系列的数据。从整个模拟实验而言，需要利用到的器材如表1所示：
教师应该为学生提供简单的设备，确保每位学生都能看到一个完整且准确的实验过程，然后从中分析出相应的物理规律，完成了实验以后，借助pasco软件中数据分析功能，计算出单摆周期。从这些实验数据的应用情况而言，学生应该学会自己利用仿真软件去进行分析和记录，将记录的数据以最为直观的方法展现出来，然后应用图形化的方法去分析这些数据，实现形象思维的有效转换。同时，学生也可以自主、反复的去进行实验，从中摸索出一定的物理规律，将高中物理实验的数字化和信息化特点充分展现出来。
（三） 增设条件和情境，确保创新型实验的实践性
物理实验的情境和条件对于实验的顺利进行具备促进作用，有些实验往往需要在一些特定的环境下才能进行，尽量减少外界因素对此的干扰，确定实验进行时需要的基础设备。教师要充分意识到实验器材存在的作用在于让学生亲自去体验，然后运用这些理论性的知识点解决学习上遇到的重难点问题。以高一《生活中的圆周运动》为例，物理教学中提供洗衣机脱水、汽车转弯等生活中比较常见的案例，主要目的在于加强学生对相关知识点的认知和理解。
第一，教师为其提供实验的器材，按照小组合作的方法，准备一个直径是4cm的小球，对小球进行穿孔处理，还有50cm的细线，橡皮绳，
25cm的钢丝。第二，让学生去展开体验式的活动，分析小球下摆时处于超重还是失重的状态，将钢丝套在小球上，保持竖直，小球静止，感受到食指的拉力大小，接着抬高一段距离以后释放;另一种是小球在下摆的时候感受到手指受到的拉力。先后两次的实验中，一致认为第二种手指受到的力更大，整个过程中，学生的手、脑都被调动起来，学习的兴趣也会增加，最终会结合牛顿第二定律去进行综合性的分析，真正在创新型实验的过程中，增强了学生的实践能力。
物理是一门综合性非常强的学科，将实验作为一种手段去提高学生的创新、探究能力，实现对真理的不断探索。而教师在组织实验活动的时候，也应该将创新性理念融入其中，借助多种教学方法，让学生主动参与到其中，真正掌握和领悟到知识在形成过程中的独特性，最终实现对“自我”的不断超越。
作者简介：张志杰，福建省漳州市，福建省漳浦道周中学。
