例说创新物理实验,促进高效教学

摘 要：物理学是一门以实验为基础的自然科学，实验占有极其重要的地位。而高中新课程改革以来高中物理实验教学的现状是纸上实验仍是教师选择的主要方式，不少教师因为教学时间紧张就减少演示实验，把演示实验改成阅读书本实验，学生分组实验能不做的就不做，或者改为纸笔练习，教师过多地注重理论教学，而不够重视甚至忽视实验教学，总认为做实验太浪费时间，没有效率，总觉得实验教学和高效教学是矛盾的，这关键是没能真正认识到实验教学在改善教学效果以及对学生发展能力方面的重要意义和作用。

关键词：物理实验；高效教学；观察手段

一、创新演示实验方案，促进高效教学

课本上有很多的演示实验，有些演示实验的方案不一定能够很好地实现，学生的观察不一定方便，这时需要创新演示实验的方案。如：在人教版必修一摩擦力一节中有演示实验，利用弹簧秤和木块探究拉力和摩擦力的变化情况以及两者之间的关系。

教材上介绍的实验是利用弹簧秤拉木块，观察木块的运动及弹簧秤指针的变化情况分析判断摩擦力的变化情况。利用弹簧测力计进行书上的实验，仪器简单，但操作要求较高，实验时必须匀速拉动木块，操作时很难做到，而且观察不方便，在控制木块匀速的时候还要去读数，许多学生都无法迅速准确地完成。课本上画出了摩擦力随拉力变化的情况，但这个变化在学生自己动手利用弹簧进行实验的过程中是很难直接观察出来的。

此时我们可以进行实验方案的创新，把弹簧秤固定在木块上，把木板的滑轮端改成一个转轴，用线把弹簧秤和转轴连起来（如图1），通过匀速转动转轴带动木块，这样学生可以方便地让木块匀速运动，并且不会因为手的抖动影响实验。

经过上面的改进后实验操作方便，学生在操作过程中比较容易看出摩擦力随拉力变化的过程。如果还想把图线直观地通过实验展示出来，就需要使用DIS实验系统。在实验中把弹簧测力计换成力传感器进行实验，但这时会出现因为人拉动传感器的时候，力量变化不均匀，而传感器灵敏度比较高，画出的图线抖动比较厉害（如图2），并且木块质量小，拉力稍大，木块就开始加速滑动，图线上无法准确地反映出最大静摩擦力和滑动摩擦力的关系。

这时就需要再次创新实验方案，木块上增加一定质量的砝

码，使最大静摩擦力增大，把拉动力传感器改为力传感器固定在桌面上，拉动木块下的木板，这样可以保证无论是否匀速拉动木板，传感器的读数始终反映木块受的滑动摩擦力的大小。

这样改进后实验图线十分理想，和书本上一致（如图3），可以直观地观察到摩擦力随拉力变化的情况。

通过这些创新性改进，实验结果明确，说服力强，学生可以直观地感受到实验的过程和结果，对静摩擦，滑动摩擦以及由静摩擦到滑动摩擦的变化过程都有深刻的印象和理解。这样就在教学中高效率地完成了预定教学目标，使学生在体验知识、感悟知识、运用知识等各个方面都获得发展，取得好的教学效益。

二、创新观察手段，促进高效教学

物理实验中有很多的现象由于变化而难以观察，学生不易形成直观印象。如：新教材选修3-2第一节简谐运动中弹簧振子的振动图像的获得。书本中介绍利用闪光照片观察弹簧振子的位移随时间变化的图像，学生没有接触过闪光照片，对闪光照片的原理理解也不透彻，要在课堂上当堂演示闪光照片更不现实，但是现在DV录像机已经进入了寻常百姓家，因此在这个实验中可以利用DV录像机当堂录下一个弹簧振子的一段振动情况，然后通过编辑软件在视频中截取等时间间隔的图片，进行顺序排列，就

可以得到和书本上类似的结果（如图4），这样既让学生对实验有直接的印象，又加深了学生对闪光照片原理和简谐振动图像的理

解，又节约了课堂时间，一举多得，有效地提高了课堂效率。

三、创新实验呈现方式，促进高效教学

物理实验中还有一些现象无法直接观察，例如，气体分子的运动情况。书本也只能作文字性的介绍，此时，利用仿真物理实验，就可以模拟出运动情况，这可以给实验教学带来新的创新增

长点。

如：使用Algodoo（Algodoo是瑞典Algoryx Simulation AB公司于2009年推出的趣味仿真实验平台，它给学生们带来了一个好玩的、卡通式的创作平台，科学地将教育与娱乐融合起来，鼓励学生发挥自己的创造力、动手能力和知识建构能力。）平台。进行一些气体实验的模拟，（如图5）可以有效提高学生对气体的直观理解。

仿真软件还可以让学生自己设计，改进实验，这样既可以直观地观察一些无法观察的现象，又可以提高学生学习创造的兴

趣，有效地提高课堂效率，同时把课堂延伸到学生的课余时间。

高效课堂是新课程改革的方向，高中物理实验教学内容中蕴含着极其丰富的创新教育内容，创新实验教学可以加深学生对实验的理解，培养学生的创新能力，有效地提高课堂效率。这一切的基础都需要教师首先应该认识到，教育不应该仅仅是训练和灌输的工具，它应该是发展认知的手段。中学物理教学中应首先确定以实验为基础，用实验来激发学生的学习兴趣，充分发挥学生参与教学的主动性和积极性，培养他们操作实验、设计实验的实践能力和创新能力。

基金项目：江苏省教育科学“十二五”规划普教立项NO387《新课程高中物理实验的改进与创新》 成员：沈军

（作者单位 江苏省南通市南通大学附属中学）