关于高中物理演示实验创新的研究

赵志勇

摘 要：在我国在高中物理教学中，示范实验的创新不仅可以提高高中物理教学的质量和效率，而且可以提高学生的物理核心素质，提高学生的物理实践能力、应用能力、创新能力和综合能力。

关键词：高中物理；演示实验；创新

演示实验是物理教学的重要组成部分。有助于教师对教材内容进行形象化、形象化的解读，培养学生的学习积极性、主动性和创新精神。然而，示范实验需要创新来提高学生的观察能力、创新思维和实践能力。

1 实验理念的教学创新

有些实验中使用的一些旧方法是大家熟悉的，但是学生的参与度不高，他们的思维也不具有启发性。在这个时候，最好尝试改变实验的理念，让实验设备基于学生手中容易获得和常见的物品。学生参与度高，经验丰富，会取得更好的成绩。“力的分解”一课，让学生把两本书分页重叠，在桌面上平拉，很难把两本书拉开，学生觉得很费力；作者又让学生把另一本书向上斜拉，这次学生觉得很容易就能做到。让学生分析原因，他们自然会得出向上拉力的两个效应。探索加速度、力和质量之间关系的实验方案不止一种。为了简化问题，保持张力恒定平衡摩擦力后，作者用一辆车，两辆车与相同的车，三辆车与车释放先后从静态研究他们是否加速度与质量成反比。没有必要用天平来测量质量。同样，为了保持汽车的质量不变，分别使用一个挂钩代码、两个同类型挂钩代码和三个同类型挂钩代码来拉动汽车脱离静止状态。研究是否加速拉力成正比，和这里不需要使用平衡测量质量。通过使自变量呈指数变化，避免了精确测量的麻烦。

2 教学创新示范过程

在一些抽象理论的教学中，必须增加一些新的实验来激发学生的兴趣。增强师生之间的互动，活跃课堂气氛。在“行星运动”课上画一个椭圆，并将其分成两组进行演示。在这个小组中，抓住绳子的两端，让另一个学生在黑板上画一个小椭圆。在另一组中，两名学生一起绘制焦距较大的椭圆。学生们拙劣的绘画自然引起了他们的兴趣。两个椭圆之间的对比也让他们体验到椭圆和圆之间有时接近，有时明显不同的条件。“自感和互感”类，增加学生体验小实验的自感现象，有两个电池在变压器线圈构成闭环的，然后突然断开电池两线，用双手，让学生联系两线立即结束，学生通过电击，本能地立即移交。问学生：“你想再试一次吗？”那个学生不停地摇头，其他学生都笑了。通过这个小实验，学生们对线圈中电流从存在到不存在所产生的自感现象印象深刻。课本上有一些有趣的小实验，课本上没有非常新颖有趣的演示实验，所以物理课自然充满了乐趣。培养学生的兴趣，培养他们的精神，培养他们的创新能力是很重要的。

3 提高学生对物理的兴趣，培养学生的创新能力

空气是绝缘体，但在一定条件下，它可以成为导体，使电荷通过它，闪电是空气被电离在雷雨云或雷雨云与地面之间的放电和形成的。如何解释教学中的电离空气问题？学生们更感兴趣的是物理实验——用蜡烛驱动的电动风车旋转实验。提高了学生对物理学习的兴趣。培养学生的创新能力。实验装置如图1所示。

两个铝板相距8～10cm。一块铝板连接到感应电动机的正极（或负极）上，另一块铝板用导线连接到电动风车D上。转动感应电动机。当电机正常工作时，电动风车不会旋转。当一根点燃的蜡烛放在两块铝板之间，电机重新绕好时，电动风车就会旋转。当两块铝板靠得很近时，电动风车就会转得更快。这个想法是，旋转电动风车的动力来自马达（或高压静电源）上的电荷，而蜡烛的火焰则是一种介质。因为蜡烛火焰是一个离子发生器，蜡烛火焰的高温电离空气分子周围大量的正离子和负离子，带正电的铝板在静电场的作用下，负离子吸引了中和带正电的铝，和正离子铝板静电斥力和飞到另一块铝片，使大量的正电荷的鋁板，并将铝板连接到风车旋转上，一旦将蜡烛火焰熄灭，无论用感应电动机多么用力旋转，风车都不会旋转。通过以上演示实验，学生对空气电离知识点有了非常清晰的认识，极大地培养了学生的创新精神和对物理的兴趣。

4 数据处理教学创新

科学定律简单而迷人，而实验数据枯燥而复杂。就是人们常说的剪不断也乱剪。从收集实验数据到发现科学规律的过程经常充满探索和创新的困难。《行星的运动》似乎没有什么内容，但是很难教。如果处理不当，就会变成填鸭式教学。然而，这个班级充满了科学精神和科学方法的教育。为了展示开普勒如何处理第谷观测到的天文数据，本文尝试用计算机软件天文数据处理教学创新。首先，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，让学生猜测两者之间的关系，并让学生说出如何直接验证比例关系当然，我想到了图像法。然后，使用计算机软件，开始绘制t-r图像，并让学生判断它是否是直线，学生否认后，让学生继续猜测两者之间可能存在的关系，然后绘制t-r2关系图像，t-r3关系图像当他们之间的线性关系被一个接一个地消除时，学生将会受到鼓励、挫折和疲惫。他们的情绪会从高到低，他们的思想会从高到低，他们会陷入困惑。这就是开普勒的作用，并画图像开始逐个验证无论关系是否建立，学生都受到启发。在实验数据处理的创新教学过程中，学生体验到了思维对话、思维参与、科学精神提炼、科学方法理解、科学规律把握三位一体的教学效果，远远优于自然填鸭式教学。

5 通过示范实验，培养学生的物理思维能力和实验分析能力

1.在物理实验课程开始之前，教师应该对物理知识内容进行深入的研究，了解实验的重点和难点。同时，教师应根据学生的物理学习能力选择最实用的物理实验内容，确保学生在物理演示实验中学习更多的物理知识。

2.引导学生自主设计物理演示实验，锻炼学生探索物理实验的能力。“牛顿管自由落体”为例，演示实验，教师必须首先了解“牛顿定律”，然后确定实验目的：让学生了解万有引力是躺在地上地球上所有物种的根源”，同时也让学生了解牛顿定律演示实验的原理和公式计算混凝土实验如下：（1）实验设备：包括牛顿管、气泵、棒状磁铁；（2）实验目的：研究自由落体的运动和测量重力加速度的g值（3）实验原理：自由落体运动是匀加速直线运动，速度v和时间t的关系满足v =gt，v-t图像是一条直线，直线的斜率是重力加速度的g值。由上可知，0.02s后纸带的下落位移约为2mm，因此实验选取前两点间距2mm的纸带进行研究。（4）实验步骤：1）将铁框架平台置于台面边缘，将打点定时器固定在铁框架平台上，注意安装打点定时器，并在同一垂直线上打两个限位孔，减少摩擦阻力；2）将重物挂在胶带的下端，通过打点定时器。夹紧上端，调整胶带使其顺利通过限位孔。用手拿重物；3）点样稳定后，打开电源，打开夹子，松开纸带；4）胶带离开打点定时器后，关闭电源，取下胶带；5）更换纸带，重复操作三次；6）将另一重物放在纸带下端，重复上述操作，完成后立即关闭电源；7）更换纸带，重复操作三次；8）计算纸带上每个点的速度并填入表格。

总之，只有在教学上精益求精，不断创新，努力做到没有我的人，有我的人有我的新，才能培养出优秀的学生，具有创新精神，创新能力的人才。

本文系濮阳市教育科学规划项目《关于高中物理演示实验创新的研究》2018JKGH027研究成果

参考文献：

[1] 李萍.浅谈关于高中物理的演示实验创新的研究.2017.

[2] 王晓明.高中物理示范实验教学中学生创新能力的培养措施.2017.

[3] 刘宏宇，郎兴平，探讨高中物理的演示实验创新的研究分析.2018.