创新型教学物理实验论文

1精心准备新课引入实验，培养学生的创新型教学学习兴趣

1．1精挑细选实验

光的折射现象在生活当中的事例、小实验很多，如:“筷子弯折”，“钢笔错位”，“渔夫叉鱼”，“水中浅、岸上高”等，但我觉得能真正达到情境新颖，引起学生最大兴趣，激发学生思维冲突，新旧知识间发生联系，效果最好的是“螺帽重现”．该实验是让学生从某个角度观看一个摆在桌面上的不透明碗，由于光在空气中沿直线传播，碗底的螺帽刚好被碗壁挡住，因而看不到，随后向碗里加水，从螺帽出发的光经水和空气的界面折射后改变方向进入人的眼睛，学生就可以看到碗底的“螺帽”了．

1．2解决实验的可视性问题

课室内坐着的学生与讲台高度相近，平视观察不了实验，即使学生站起来观看，课室的空间较大，坐后面的同学也难以观察，还有部分同学未加水就看到碗里有螺帽，不能激起他们最大的认知冲突．考虑到这个实验观看角度不变，笔者想到了利用多媒体实物投影代替学生的眼睛，从某一高度斜向下拍摄放在桌子上的碗，调整直至刚好在屏幕上看不到螺帽，用一本书盖在碗上不让学生看到，并固定好碗和投影仪的位置不动．

1．3完善实验操作细节

螺帽较轻，倒水时容易受水流推动改变位置，对实验产生影响，故将螺帽用香口胶把它粘在碗底;为了充分说明光在一种介质中传播和光在两种介质中传播的不同，增加了一个对比性操作，用大注射器将水从碗里抽出，让学生再次观看碗里的情况，使学生感受到光在两种介质中传播方向可能改变。

1．4增加实验的趣味性，以小魔术的形式呈现给学生

开始碗倒扣在讲台上，我将碗底朝下拿起并拍打几下，指出碗里没有东西;把碗翻过来(注意不要露馅)，放在预定位置，打开投影，向学生说明投影就相当于你们的眼睛;然后向学生说出要在碗中变一个东西出来，学生的注意力高度集中，向碗里倒水(不要太快)，螺帽逐渐呈现出来，学生的表情是多么惊奇;接着告诉学生我还能将它变走，并拿出大注射器将水从碗里抽走，看到逐渐消失的螺帽，学生显得非常兴奋;最后，我将碗举起来正对学生，学生终于看清碗里原来就有螺帽，情绪一下子高涨起来，互相讨论着刚才看到的现象背后的原因，大大激发了学生的求知欲．

1．5注意实验过程的设问

在创设了情境和激发了思维冲突后，要不失时机地进行有效提问，我设置了以下问题．

(1)为什么要把螺帽粘在碗底(预设两个答案)大多数学生能回答将碗倒过来时螺帽不会掉出来，产生碗里没有东西的错觉，来进行魔术．如果学生答不出另一个原因，老师做出启发，如果老师很快将水倒进去会发生什么情况．通过提示，会有部分学生回答因为螺帽太轻，倒水时容易受水流推动改变位置，对实验产生影响．

(2)碗里没有水时，为什么看不见螺帽?(复习巩固所学知识)大多数学生的回答是根据光在同一种均匀介质中沿直线传播，从硬币出发的光线被碗壁挡住了，看不到．

(3)碗里有水时，为什么能看见螺帽?(引入到新课所学的内容)大多数学生的回答是水起到关键性作用，老师做出提示，加水后，从螺帽出发的光线经过哪些介质才被眼睛接收，经过提示，不少学生可以答出经过了水和空气两种介质，老师及时向学生明确这节课的课题和学习目标．

2优化分组实验，培养学生创新型教学科学探究能力

2．1根据学生特点，合理组建实验探究小组

小组长一般由有一定管理、协调能力、责任心强同学担任，小组长确定后，根据组内男女学生搭配，学习基础好、中、差学生搭配，能力不同者搭配，不同特长者搭配的原则，尽量使组内成员间优势互补，组间均衡．小组设定后，明确组内成员的职责，一次合作中角色要固定，多次合作中角色可轮换，使学生在多方面的能力都有所提升．

2．2分组实验器材的改进

不足一:用手拿着激光笔，纸板上的光线会出现抖动;改进如下:利用两块相同的铁板取代纸板，且右边铁板可沿竖轴向后转动，激光笔的集束器可磁吸在铁板上，铁板上的光线完全不动．不足二:每次都要用量角器量出入射角和反射角，比较麻烦;

2．3根据学情分析，精心设计实验探究学案

实验探究学案的设计要充分考虑学生的认知水平，动手操作能力及文字表达能力，由于光的反射实验是光学中第一个学生探究实验，为了让学生明确探究目的，故将探究过程细化，并做出一定提示，使学生在学案的指导下一步一步完成探究过程，学会探究方法．

2．4分组实验教学过程

(1)学生刚学完入射光线、反射光线、法线、入射角、反射角的概念，通过启发学生思考，引导学生提出光的反射规律包含了两个方面，一个是三条线之间的关系，另一个是两个角度之间的关系．

(2)学生分组设计实验，收集和分析实验数据，得到初步结论，老师要进行巡视指导，并做相应记录，为“评”提供依据．在巡视中发现不少学生存在以下问题．①没有设计垂直入射情况;②角度没有按照大小关系排列;③设计的角度都大于45°;

(3)利用多媒体实物投影，让有代表性的小组出来展示实验成果，老师及时进行点评，激发学生的学习动力，达到知识和能力的提升．同时将存在问题让全班同学讨论，不失时机强调实验细节，实验规范．

3改进实验方案，培养学生创新型教学思维能力

完成了分组实验后，笔者会补充实验方案改进课，通过对原有实验方案进行分析，发现其中不足，利用其它的实验器材，寻找解决问题的办法，通过不断改进，优中选优，既可以复习多个知识点，又能提高学生的分析、解决问题的能力，还能培养学生的创新意识，下面以探究凸透镜成像规律的实验改进为例进行分析．，将调节好高度的点燃的蜡烛、凸透镜、光屏依次排开，固定凸透镜的位置，按设定的物距把蜡烛移到相应位置，调节光屏到透镜距离，使光屏成清晰像时记下像距．

目的1:帮助学生复习以蜡烛为光源的实验操作过程，让学生明确实验细节、实验规范．

目的2:引导学生发现方案一的不足，容易将蜡烛或光屏所在位置的刻度读作物距或像距．

目的3:启发学生要想直接读出物距、像距，应怎样改变刻度尺，寻找解决办法．方案二如图5所示，为了直接读出物距、像距，将刻度尺的0刻度改在光具座中间，凸透镜固定在0刻度的位置，蜡烛所在位置的刻度值就是物距大小，光屏所在位置的刻度值就是像距大小．

目的1:提高收集数据的准确性，缩短了实验时间．

目的2:引导学生发现方案二的不足，以蜡烛为光源很容易受到气流干扰，所成的像会晃动，另外立体的烛焰成平面的像，会影响对像特点的判断．

目的3:启发学生从众多可选光源的图片中寻找最优方案解决问题．利用多个LED灯排列成F字样的面光源代替烛焰的立体光源，解决了像的稳定性，对成像特点更容易判断．

目的1:普及光源知识，提高学生的节能环保意识．

目的2:引导学生发现方案三的不足，当物距从大于2f过渡到小于2f时，像的变化不是很明显，尤其很难比较等大的情况．

目的3:启发学生回忆平面镜成像特点实验中简易测距离的方法，寻求解决办法．方案四如图7所示，将相同的方格纸分别贴在LED灯板和光屏上，利用数方格数就可以知道所成像的大小，甚至能以此准确测量未知透镜的焦距．

目的1:学生复习凸透镜成像规律．

目的2:引导学生发现方案四的不足，物和像实质是关于中心的相似对称图形，上下对称容易看出，但左右和斜方向的对称不容易看出．

目的3:启发学生如果LED灯的面板可以在竖直平面转动来解决问题．

4指导学生研发实验教具，培养学生的创新能力

教具研发主要是为了突破教学难点，在教具研发过程中，不应只是老师独行，应与学生同行，充分调动学生的创造积极性，尤其是物理兴趣小组．老师应为学生创造条件，挖掘潜力，使其思维活跃，善于动脑筋，能亲自动手搞小发明、小创作，把学生被点燃的创新的意识转化为创新的动力．下面以观察光在不均匀介质中沿曲线传播的演示教具的研发加以说明．海市蜃楼是光折射的一种现象，我会通过图9所示对其原因进行分析，即便如此，还是有不少学生提出质疑，看到学生疑惑的表情，只能将我的物理老师提过的一种方法搬出来，并让学生回家动手实验，其方法如图10所示，在暗室桌面放一个长方体鱼缸，装入大半缸水，在向鱼缸里均匀撒盐，不搅拌静置2个小时，使盐水成为不均匀介质，用激光笔沿内侧缸壁斜向下射出激光，将会看到水面下方的光路是弯曲的．据一些做过该实验的学生反映效果很不明显，于是动员了物理兴趣小组的同学在原思路的基础上研究解决方案．经同学们的讨论，归纳出以下几点:

(1)海市蜃楼是地球表面大气的一种光折射现象，底面应做成弧面．

(2)根据光线在不均匀空气中传播，保留用盐水代替空气，光线应只在盐水中传播．

(3)光线呈现的距离应尽量远，其弯曲程度才可以用眼睛明显看到．

(4)盐水分层要均匀．

(5)用功率大的绿色激光笔比红色激光效果好．

(6)演示时室内关闭其它光源，周围环境越暗越好．下面是在老师指导下学生的分组合作制作过程:

(1)进行水箱的设计;

(2)完成辅助材料的购买;

(3)对水箱材料进行加工;

(4)对水箱进行成型，密闭性的测试．由物理兴趣小组的学生向班内同学展示研究成果，活跃了课堂气氛，使其它未参与的同学跃跃欲试，不断地加入到动手做实验搞研究的行列，从中开拓了视野，掌握科学研究的基本方法，提高了创新能力．该作品最终获得2012学年广州市中学生物理学科技能大赛一等奖．

我校物理科教研组参与了多项关于实验教学的课题研究，多次参加省、市组织的实验技能大赛、教具创新比赛，不但提高了实验实操能力，还积累了很多实验教学经验，为实验教学的改进、优化提供了丰富的素材．而创新的实验教学方式能更好地激发学生学习兴趣、更有效地培养学生的科学素养，科学探究能力，创新思维能力，才能带给学生最大的学习效益．

作者：黄民旭 单位：广州五中