浅谈高中物理实验创新在教学实践中的应用

袁富国

（甘肃省白银市会宁县第五中学，甘肃 白银）

物理实验创新既没有统一的方法，又没有标准的程序和固定的结论，这让人们可以充分发挥思维想象能力，在不断发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的过程中，从量变到质变，达到思维发展与个性发展双赢的局面。因此，掌握一些必要的创新也是非常有效的方法，同时高中物理实验创新具有一定的特点和原则。

一、高中物理实验创新设计的特点

（一）真实、形象、生动

物理实验创新设计具有独特性，趣味性、探究性强，并且具有真实、形象、生动。

案例：演示伯努利原理

水流吸引小球：用细线系一个乒乓球，使小球靠近打开的水龙头的水柱，发现小球会偏向水柱，水柱吸住了小球。

水流冲不走小球：在水龙头接水管，打开水龙头，让一股水从水管向上喷出，把一个乒乓球从出水口靠近水放入，乒乓球被水柱冲上高处，但不会被冲走，摆动水柱，乒乓球就像被吸在水柱上，不会掉下来。

机翼的升力：用铁皮或薄铝板块制作成机翼横截面形状，用两根细线悬挂在铁架台上，机翼平直侧在左侧，凸起侧在右侧，用小型气源从前向后正对机翼吹气，观察到机翼向凸起一侧摆起一个较大的角度。

三个实验都真实、形象、生动地演示了伯努利原理，对激发学生的学习兴趣和求知欲，创造愉快的学习环境有很好的作用。

（二）实用性特点

高中物理实验创新设计的目的是为了解决教学中遇到的实际问题，观察物理现象、理解物理概念、探究物理规律、再现经典的物理探究过程及方法而进行的创新，具有很强的实用性和针对性。

案例：应用记忆法测量最大静摩擦力

方法：制作有记忆功能的测力计；用弹簧测力计改装成有记忆功能的测力计，当所选条形测力计面板为铁磁性材质时，小磁针和硬纸条用三秒胶粘合成“工”字型，轻卡在条形测力计面板缝隙中，在指针上方制成最小值测量，在下方制成最大值测量。

用制成的最大值测力计水平拉静止在水平面上的木块，拉力逐渐增大，木块由静止直到匀速运动，测力计显示力先增大后突然减小，后稳定不变。测力计磁性指针记录了最大静摩擦力值。

（三）多方案选优特点

物理实验创新设计应当是从各种方案中选择出最易解决问题的方案，选择实验现象最明显、最容易操作、器材最易得、最简便的方案。

案例：验证牛顿第二定律可以用不同的方法

方法一：用斜面小车、打点计时器优点是学会控制变量法，图像法、逐差法计算加速度适合于学生分组实验。缺点是摩擦力较难平衡，实验中存在系统误差。

方法二：用气垫导轨、数字计时器实验，克服了摩擦力的影响，实验中存在系统误差。通过计算瞬时速度和加速度，加速度也较为简单，适合于课堂演示实验。

方法三：DIS 实验验证牛顿第二定律，用位移传感器测得位移—时间图像，求出加速度，整个过程用计算机软件处理数据，完成实验用时少，有利于节省课堂时间，但不利于学生对物理规律的理解和掌握，又有摩擦力难平衡的缺点，实验中存在系统误差。

二、高中物理实验创新设计的设计原则

物理学是以实验为基础的一门学科，物理学中的概念、规律、原理的发现、验证都以实验为基础，同时高中物理实验创新设计必须遵循一定的原则。

（一）科学性原则

科学性原则是物理实验创新设计中最根本的要求，它是指实验设计方案的提出、实验原理的选取、实验器材的选择、数据处理、误差分析等全过程都应当有科学的依据和正确的处理方式，真实、客观地反映和揭示物理概念和规律。

（二）安全性原则

安全性是任何工作的前提，规范性操作是实验安全性的重要保障，一是保证实验仪器的安全，不受损坏。包括仪器的定期维护、检查，使用时的预热，操作时间都很重要。二是师生的人身安全。高压的绝缘，药品、云雾室放射性物质的取放、保管等一定要规范操作，否则发生事故后悔莫及。

（三）趣味性原则

物理实验创新设计一定要充分考虑学生的心理特点和认知水平，从“新、奇、趣”入手，尽最大努力调动学生的学习兴趣，从而激发学生的学习动力，体会到创新实验设计的“无穷乐趣”。