新课程背景下物理实验的改革与创新

【摘要】物理学是一门实验性特强的科学。物理实验是我们取得感性的材料、探究物理规律，同时认识物理世界的基本手段，也是检验其理论的唯一的标准。由于物理学来自于生产、生活和科学实验，所以学习和研究物理最基本的方法是观察和实验，通过物理教学及其相应的实验，可以更好地培养学生的观察思维能力、实际动手操作能力、分析并解决问题的能力和创造创新能力。同时，更能培养学生树立实事求是的科学态度、形成良好的学习习惯和浓厚的学习兴趣。

【关键词】高中物理 实验教学 教学改革

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）04-0038-02

物理是一门主要建立在观察和实验基础上的学科，同样也是研究物质的运动规律以及基本结构及其应用的一门理论性很强的学科。其中，物理实验则是研究和学习物理知识最基本的方法和最有效的途径之一。实验是物理知识的源泉，无论是物理概念的建立还是物理中一些规律的探索与论证都是离不开实验的。物理实验在高中物理教学中扮演着很重要的角色，是整个物理教学体系中不可缺少的一部分教学内容。

一、积极开展探究性实验教学

在做实验之前，教师要研究教材中哪些地方学生感到抽象、容易混淆、理解困难，并结合教学实际，研究解决的方法，努力开发一些直观的演示来展现给学生，这就是演示实验，虽然演示实验能使学生获得感性认识，也能培养学生的观察能力和思维能力，引起学生的兴趣，同时也能对培养学生的实验操作能力起到一定的示范作用。但它以教师为主体，学生也仅仅是旁观者，没有直接参与，不利于其创新能力的培养。尽可能的将演示性实验转变为探究性实验，学生可以在自己探索物理规律的实验过程中把动手与动脑结合起来，锻炼并培养自己的创新意识。这就需要教师对实验进行创新设计，包括教具的改进，实验过程的安排，问题的设置及解决的办法等。这种创新设计对学生将是一种很好的示范，对学生创新能力的培养将起到潜移默化的作用。

例如在高一物理教材中，我们可以尝试将“力的合成”改为“探究合力与分力的关系”。在实验中，可以先让学生自己动手，通过观察实验现象、分析及处理实验数据，总结出力的平行四边形定则，这样让学生在实验中先获得感性认识，再上升到理性认识，比起单纯地教师演示、讲解的效果，学生对学习物理的兴趣更强，对物理规律的理解也更加深刻。在实验教学中，学生可能有更容易让自己接受的方法，教师可因势利导，及时对学生中那些方法独特、标新立异的做法予以肯定和帮助，鼓励学生用自己的头脑思考问题，不人云亦云，敢于另辟蹊径，勇于探索，不断创新，从而调动起学生的积极创新意识。

二、有效强化课堂实验创新设计

物理实验的优化与创新既包括以新的视角对原有实验的思考，找出不足或缺陷给予矫正，也包括根据一定的实验目的通过探究来确定实验仪器、装备和操作方案等。主要有实验方式的改进和实验装备、实验方案的改进。高中物理教材上的实验有些地方可能比较抽象或者与现实有偏差，加之大部分学生过分依赖教材中说明的材料用具、方法步骤等原因，在一定程度上影响了学生创造性思维的发挥。因此在教学过程中要注意实验的创新设计，鼓励他们善于发现问题，并敢于提出问题，对现有实验进行大胆创新。我们可在原有实验的基础上，适当改变实验方法、实验装置，优化原有的实验，进行新的实验。

例如在高一物理教材“探究加速度与力、质量的关系”这一节的实验教学中，课本上参考案例所给出的前提条件是水平板必须光滑，但是在实际的实验操作过程中，摩擦是不能忽略的，在这种情况下，学生通过实验，结果用拉力来表示小车受到的合力，实验不能验证这三个物理量的关系，学生由此提出疑问，在有摩擦力的情况下，又如何用拉力来表示小车受到的合力呢？提出解决的办法，再次实验。通过这样的一个教学过程中，学生能掌握科学知识和科学方法并养成良好的科学态度，这对激发学生思维、培养学生创新能力具有极其重要的意义。

三、积极鼓励自主设计生活实验

要真正塑造创造型的人才，教师在教学中必需要鼓励学生勤于观察、敢于质疑、勇于发问，即便对那些已成定论的东西也不妨去重新审视或争论一番，使之不成为僵死的教条。诚如笛卡尔所说：“科学产生于怀疑”。充分利用设计性实验，是培养学生创新能力的有效途径。以测量性实验为例，由于每一种测量仪器都有其基本的固定的作用，如用刻度尺测长度、用天平测质量等，但如果要求突破测量仪器固有的功能（局限性）去测量一些看似没有因果联系的物理量，这对培养学生的求异思维品质无疑是一条“绿色通道”。

例如：试用一根卷尺估测一堆砂粒间的动摩擦因数。初看本题，可能无从下手，因为卷尺测得的长度与砂粒间的动摩擦因数似乎是风马牛不相及的两码事。但是，我们可以这样来思考，要测定砂粒间的动摩擦因数，必须让砂粒间发生相对运动；再联想到力学中一个常见的斜面模型，如图a，逐渐增大斜面倾角θ使木块在斜面上将要发生相对滑动，受这一模型的启发，我们可将题给的一堆砂从高处慢慢漏下，在地面上形成一个圆锥体，并不断增高以至高得不能再高，即表面砂粒将要开始滑动。如图b，此时的砂堆不就构成一个“蠢蠢欲动”的斜面了吗？隔离出其表面的任一颗砂粒，不就相当于斜面上的一木块了吗？这样一来，通过θ这个中间变量即可把动摩擦因数μ的测量转化为可用卷尺测量的长度（圆锥的高h和周长l ）。在物理实验中，将不易直接测量的物理量转化为另一种易观测的物理量进行测量的方法，称为转换法。

总之，在新课程标准理念的倡导下，高中物理实验的考核也不再是简单地沿用传统教学的考核方式，需要结合物理教学内容和学生们的实际学习情况，从多个方面进行有效的考核改革。只有这样，才能为物理实验教学的有效开展提供可能性，为提高高中物理实验教学的效率奠定坚实的基础。