高中物理实验性设计（精选12篇）
----测定电池的电动势和内阻
睢宁县李集中学 沙兴群 *** 教学背景分析
实验“测定电池的电动势和内阻”是人教版高中物理选修3-1第二章第十节的内容，从知识网络上看它是闭合电路欧姆定律的具体应用，是本章也是所有高中物理电学实验中最重要的实验之一。通过本实验的教学，将进一步巩固学生分析电学问题的思路与方法，强化对闭合电路欧姆定律的理解与认识，同时通过实验误差的分析，让学生能用辩证的思想来解决问题，激发学生的学习兴趣，培养学生的探究精神。
教学目标
1.知识与技能
（1）知道闭合电路欧姆定律内容及测定电源的电动势和内阻的基本原理方法，体验通过实验解决问题的探究过程；
（2）会用解析法和图象法处理实验数据并求解电池的电动势和内阻；
（3）结合实验原理对本实验进行误差分析，知道误差的来源与减小误差的方法。
2.过程与方法
（1）通过知识回顾和原理讲解，让学生知道测定电源的电动势和内阻的实验原理与方法；（2）通过实验数据的处理，使学生学会实验数据的处理与实验结果的分析；（3）通过实验原理讲解和分析，让学生学会分析实验误差。
3.情感态度与价值观
（1）使学生会运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能，养成敢于质疑的习惯、培养严谨求实的态度和不断求索的精神，培养学生观察能力、思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣。
教学重点、难点
教学重点：电源电动势和内阻的测量原理及实验数据的处理方法。教学难点：实验数据处理与分析，实验误差来源及其分析。
教学器材
电流表1只，电压表1只，滑动变阻器1个，开关1个，导线若干，干电池1节
教学方法 讲授、分组讨论、实验演示 整体设计思路、指导依据说明
教学过程设计
1.伏安法测电源的电动势和内阻的基本原理：原理如下图1所示。
（1）由U=E-Ir可知，测出几组U、I值，作出如图1-1所示的U—I图象，图线在U
轴上的截距为E。图线的斜率的绝对值为电阻
图1-1 用伏安法测电池的电动势和内阻的两种变形方法
① 用电阻箱、电流表测定？——实验电路如图2所示：
改变电阻箱的阻值，记录R与I，应用，几组数据，求E与r各自的平均值。
②用电阻箱、电压表测定——①实验电路如图3所示
求出E、r。为了准确，可多测
U1EUr1R1用,求出E、r。多测几组数据分 改变电阻箱的阻值，记录R与U，应U EU22rR2
别求出几组E、r的值，再利用平均法求出E、r，即为测量值。
2.用伏安法测电池的电动势和内阻的误差分析
若采用图4（a）或（b）电路，根据闭合电路欧姆定律，由两次测量列方程为
若考虑电流表和电压表的内阻，对图4（a）电路应用闭合电路欧姆定律有
式中E、r为电源电动势和内阻的真实值。
对图4（b）电路应用闭合电路欧姆定律有
教学评价
关键词：高中物理,实验教学,课程设计,探讨
一、从文本的角度上来看, 要符合课程设计文本的基本要求
目前, 不少物理教师都比较注重电学实验教学课程设计工作, 但是仍然存在着一些问题, 仅仅在文本表现形式上, 就比较常见, 例如, 不符合课程设计的一般程序, 文本表述不准确等. 因此, 面对这一问题, 必须从文本的角度在表现形式上纠正存在的电学实验教学课程设计问题.
一般而言, 一篇合格的课程设计具有三个基本要素, 分别是设计思想、教学目标、教学过程、教学方法. 其中, 在设计思想中, 要讲清楚课程设计的意义、重要性等内容. 教学目标一般包括德育目标和知识目标, 在这一部分要讲清楚通过课程设计要达到什么样子的教学目标. 在教学过程中, 要把教学中存在的问题, 解决的方法和教学具体内容交代清楚, 这一部分是整合课程设计中的第一个重点, 只有交代清楚了这一部分, 才能为下一步的教学方法创设铺垫. 教学方法也是课程设计的一个重点, 在这一部分, 要将整个教学过程中设计到的实验方法、实验原理等内容交代清楚.
由此可见, 一个完整的课程设计是上述四个方面的共同组合体, 也只有把上述四个方面的内容交代清楚才能符合课程设计的基本要求, 这一点也是物理电学实验课程设计不可或缺的内容.
二、从实际操作角度来看, 要符合实验设计的基本方法
除了在文本和理论的角度上符合一般课程设计的基本要求之外, 电学实验课程设计也有着自身独特的要求. 依据电学实验的基本原理, 从实际操作的角度来看, 必须要符合实验的基本方法. 从整个电学实验教学的基本情况来看, 要做好其课程设计, 就必须重视电路结构、器材选择和线路连接三个问题, 这三个方面互相联系, 只有这三个方面的设计都搞好了, 才符合电学实验课程的基本方法和实验要求.
对于电路结构来说, 要分别考虑测量电路和控制电路, 这两个方面是必须要考虑的重要因素. 测量电路在安培表的选择上, 要考虑究竟是内接还是外接, 对于这一点, 可以从伏安法测电阻的误差之中予以分析并做出选择. 控制电路方面, 要分别从对滑动变阻器的限流接法和分压接法予以区分. 当在测量电路和控制电路方面的选择都准确了之后, 才符合电学实验课程设计的基本要求.
从器材的选择来看, 一是要注意器材的选择顺序, 二是要注意经济的原则. 这两个方面也是器材选择因素中必须要考虑的.对于器材的选择顺序而言, 不仅要考虑到器材的安全, 而且还要充分考虑到人体的安全, 防止不安全事件的发生. 而且还要选择合适的电流表、电压表等, 这一点可以根据负荷电阻的情况来定. 另外, 顺序的选择还要充分考虑人体的运用, 是否符合一般的实际问题需要等. 对于器材经济原则而言, 要在课程设计中体现出器材的选择与运用的经济原则, 尽量做到节约资源, 使得电学实验更加经济, 而不至于浪费实验资源.
对于线路连接而言, 是整个课程设计中必不可少的重要考虑因素, 也是整个电学实验中最基本的内容. 特别是要从滑动变阻的角度去分析连接方法. 在具体的线路连接上, 要注意两个方面的内容, 一方面要从安全的角度出发予以连接线路, 确保整个电学实验的过程是安全可靠的, 确保不会造成不必要的损失. 另一方面还要充分考虑到教学和学生的根本实际, 确保经济适用, 实事求是.
三、从课程设计的目的来看, 要达到提升学生学习效果的目的
电学实验作为一门教学学科, 自然担负着培养学生的重任.通过电学实验的教学达到更好的教学效果, 更好的提升学生的学习兴趣, 也是完成电学实验课程设计的重要目的. 关于这一点, 虽然在课程设计中不必要明显的表现出来, 但是一定要从实验目的中体现出来.
鉴于课程设计的基本要求, 所以在整个课程设计中, 要始终以教育学生为宗旨, 这就要求课程设计需要充分考虑两个方面的内容. 一方面是在课程设计中要充分考虑到学生因素, 不能仅仅通过自身的课程设计来完成教学, 否则, 是达不到实验的目的的, 要做到这一点, 课程设计必须在安全环节、路线环节等各个方面考虑到学生实际. 另一方面, 要达到完成教学计划的基本要求, 这就要求整个课程设计要实事求是, 不能不切实际的予以设计.
综上所述, 高中物理电学实验教学课程设计不仅要充分依据课程设计的基本要求进行设计, 而且还要符合学科实验的基本要求, 尽量做到安全, 符合学生实际. 另外, 还要充分考虑到电学实验教学课程设计的最终目的, 以便达到促进学生进步, 完成教学目标.
参考文献
[1]王国强.多元化开放式实验教学的创新与实践[J].黑龙江高教研究, 2005 (9) .
【关键词】电学实验 综合设计 主线 辅线
俗语“得理综者得天下”。而从历年高考和亲身教学经验来看，高考理综电学实验题往往是几个电学实验的综合运用设计，难度和灵活度较高。物理电学实验设计题的得分率不高，学生也反应解物理电学实验设计题很费时，而且对自己解答的结果很疑惑！这严重影响了考生的情绪和信心，对后面综合大题的正常发挥不利。为加强考生实验题设计能力，打牢考生电学实验设计基础是关键，把握实验设计思路和步骤是主线，培养考生良好的设计实验习惯和能力是长远目标。本文认为电学实验综合设计题大体可分为两大综合：一是以测电源电动势和内阻实验为主线，穿插电流表和电压表改装和伏安特性曲线实验知识；更重要的是另一根主线：描绘伏安特性曲线测电阻或电阻率，穿插电流表和滑动变阻器接法以及多用表的使用和游标卡尺和螺旋测微器读数的知识。以下将具体阐述高中物理电学实验中的主线和辅线，以及它们对电学实验综合设计的作用。
一、背景分析
知己知彼才能百战不殆，那么先来回味下高中各个电学实验。
（一）教材分析
高中物理电学实验目录：（详见高中物理选修3—1第二章）
①绘小灯泡的伏安特性曲线：②电流表和电压表的改装：③测定电源电动势和内阻：④测定金属电阻和电阻率：⑤示波器的使用：⑥用多用电表探索黑箱内的电学元件⑦传感器
（二）考情分析
高考作为电学实验主线的有两条：①测定电源电动势E和内阻r ②描绘伏安特性曲线测电阻或电阻率。
作为辅助实验知识的有：
电流表和电压表的改装多用表的读数及使用，电流表内接和外接 滑动变阻器限流分压接法游标卡尺螺旋测微器的读数。（对于半偏法测电阻只做介绍，了解其设计思路，人教版高中物理选修3—1教材已将该内容删除。）
二、实施纲要
对于如何做好电学综合实验题，可从以下两方面具体着手：
（一）把握好主线灵活变通
本文考情分析中提到的高考电学实验的两条主线：测定电源电动势E和内阻r、描绘伏安特性曲线测电阻或电阻率，是解决电学实验设计题的关键，电学实验的电路图和实验原理也是根据这两条主线衍生而来！
第一大类主线：测电源E和r
实验目的：①掌握测定电池E和r的原理和实验方法。②学习用图象法处理实验数据。
实验原理：闭合电路欧姆定律：E=U+Ir（U是路段电压，I是干路电流）
实验电路图1（源于人教版教材图）
图1
当然高考是选拔性考试，电学实验的电路图肯定有所变通，但基本设计思想
是源于教材上的电路图，所以把握好教材提供的电路图和实验原理是基础，具体应用要按题目要求改装设计。
第二大类主线：描绘伏安特性曲线测电阻或电阻率
实验目的：①描绘小灯泡的伏安特性曲线.②分析曲线的变化规律。
实验原理：欧姆定律U=IR 做伏安特性曲线（如果测电阻率ρ=RS/l）
教材所提供的实验电路图，如图2：
图2
这条主线变化的形式比较多，可以用来测小灯泡电阻和其他形式的电阻阻值，也可用来间接测电阻率。并且这条主线涉及到的辅助实验知识比较多，如电流表内外接法，滑动变阻器分压、分流接法，可能还会设计到电流表电压表的改装。对于测电阻率ρ，还会用到游标卡尺和螺旋测微器的使用读数知识。
（二）夯实实验基础知识，以静制动
平时的测验中发现，很多学生知道电学实验主线的选择，但是得分率却失分低。仔细分析发现这些学生的实验基础薄弱，滑动变阻器分压、分流接法不分，电流表内外接法不分，并且实验总结处理能力不强，所以打牢学生的实验基础知识尤为重要。下面本文将例举电学实验综合中，几点重要的实验基础知识，本文把它们称为辅助两条主线的基本辅助知识。基本辅助知识一：电流表内外接法的选择
测量未知电阻的原理是R= ，由于测量所需的电表实际上是非理想的，所以在测量未知电阻两端电压U和通过的电流I时，必然存在误差，即系统误差，要在实际测量中有效地减少这种由于电表测量所引起的系统误差，必须依照以下原则：
（1）若 > ，一般选电流表的内接法。如图（a）所示。由于该电路中，电压表的读数U表示被测电阻Rx与电流表A串联后的总电压，电流表的读数I表示通过本身和Rx的电流，所以使用该电路所测电阻R测= =Rx+RA，比真实值Rx大了RA，相对误差a=
（2）若 < ，一般选电流表外接法。如图（b）所示。由于该电路中电压表的读数U表示Rx两端电压，电流表的读数I表示通过Rx与RV并联电路的总电流，所以使用该电流所测电阻
R测= 也比真实值Rx略小些，相对误差a= .
基本辅助知识二：滑动变阻器分压与限流接法的选择
在没有特殊指明的情况下，从减小电能损耗和接线方便的角度考虑，变阻器通常选用限流接法，但在出现下述情况时，则必须选择分压接法。
（1）若采用限流电路时，如果电路中的最小电流大于等于被测电阻Rx的额定电流或所给电表的量程时，必须选用分压电路；
（2）滑动变阻器全阻值R远小于或者远大于被测电阻Rx或电路中串联的其他电阻的阻值，而实验要求电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时，必须采用分压电路；
（3）实验中要求电压从零开始并连续变化时须采用分压电路；
综上所述，对于理综电学实验综合设计，首先要把握好主线，选择好控制电路滑动变阻器的接法：主线一测电源电动势和内阻采用限流接法，主线二描绘伏安特性曲线测电阻或电阻率，大多采用分压接法，具体选择参考本文的辅线二。
【参考文献】
教育是培养人的一种社会行动，我们不能把物理实验教学的现状单单归咎于物理教师，应该从家庭、学校、社会来统一考虑。
其实不少教师是深知物理实验教学的重要性的，但迫于各方面的压力、教学课时等的限制，最后不得不放弃找寻更好的实验教学方法。
因此要转变观念，就要转变整个社会的观念。
要让学校和教师以及社会上的人们认识到教育不能急于求成，追求暂时的表面的效果，而要着眼于未来，特别是要着眼于学生在未来社会的作用与价值，使他们从追求短期学生成绩和升学率的片面认识中转变过来。
这样才能给广大物理教师一个广阔的发挥才干的空间，使他们自觉地投身于物理实验教学改革中去，在教学中充分发挥主观能动性，大胆采用创新教学方法。
因此，要改变传统的教育观，树立新的教育观念，不断提高对实验教学基础地位的认识，提高实验教学的效果。
二、改变教材结构
1、优化实验教学目标，在实验教学中，教师应该在分析教材和学生的基础上，把培养学生的创新能力的意识渗透进备课的过程中，优化实验教学目标。
制定适用于不同层次学生的多层次实验教学目标。
2、注重实验的开放性、多变性和创造性，培养学生的创新精神，可以在实验目的、原理、器材以及实验条件和数据的处理上进行创新，可给出多种方案让学生思考、选择，从而培养学生的创新探究能力。
3、预习是上好实验课的基础。
教程可根据实验内容布置一些与本节实验相关的知识点和习题让学生在课前思考，为实验做好理论准备。
三、改革实验教学模式
将由教师一手包办的演示实验改为师生共同设计、探索、改进、完成的演示实验。
让学生预习教材中的演示实验，邀请学生参与演示实验的课前准备及课堂上的实际操作，并鼓励他们把自己设计的实验带回课堂进行演示。
实验完成后，让学生进行归纳总结，充分发挥学生主动思维的积极性。
这样不仅有利于培养学生学习物理的兴趣，调动学生学习的积极性，更有利于学生自觉钻研教材，研究实验原理，探讨实验方法。
四、改变实验评价体制
1.打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，电磁打点计时器4-6v交流电，电火花220v交流电，它每隔0.02s打一次点(电源频率是50Hz)。
2.由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量。求任一计数点对应的即时速度v：;如(其中T=5×0.02s=0.1s)
3.由纸带求物体运动加速度的方法：
(1)利用上图中任意相邻的两段位移求a：如
(2)用“逐差法”求加速度：(T为相邻两计数点间的时间间隔)求
(3)用v-t图法：即先根据;求出打第n点时纸带的瞬时速度，再求出各点的即时速度，画出如图的v-t图线，图线的斜率即加速度。
[实验步骤]
[注意事项]1.纸带打完后及时断开电源。
2.小车的加速度应适当大一些，以能在纸带上长约50cm的范围内清楚地取7～8个计数点为宜。
3.应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点，通常每隔4个轨迹点选1个计数点，选取的记数点不少于6个(即每隔5个时间间隔取一个计数点)，是为求加速度时便于计算。
4.不要分段测量各段位移，可统一量出各计数点到计数起点0之间的距离，读数时应估读到毫米的下一位。所取的计数点要能保证至少有两位有效数字
5.平行：纸带和细绳要和木板平行.
6.两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动;实验完毕应先断开电源后取纸带.
7.电压若增大，打点更清晰;频率若增加，打点周期更短;
8.若打出短线，增加振针与复写纸的距离;9.若初速度为0，则选1,2点距离为2mm为宜;
实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系
[注意事项]1.不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超过弹簧弹性限度.
2.尽量多测几组：要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据.
3.使用数据时应采用即弹簧长度变化量.
4.统一单位：记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位.
实验三：验证力的平行四边形定则
[注意事项]1.用弹簧秤测拉力时，应使拉力沿弹簧秤的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。使用的弹簧秤是否良好(是否在零刻度)，拉动时尽可能不与其它部分接触产生摩擦，拉力方向应与轴线方向相同。
对于高中物理实验教学而?言，要想更好地培养学生的创新能力，就必须加大教学改革，重视学生的教学主体地位，围绕学生来开展教学。
关键词：高中物理;实验教学;创新能力?
伴随着社会的快速发展，对创新型人才的需求也在不断增加。
高中物理实验教学要想更好地培养学生的创新能力，就必须认识到当前教学的困境，要重视学生的主体作用，充分发挥学生的主观能动性，
只有学生的地位得到了重视，才能更好地激发学生的学习主动性和积极性，从而培养学生的创新能力，为学生今后的发展打下基础。
―、培养学生创新能力的意义
传统教学模式下，学生一直处于被动接受知识的地位，不利于学生各方面能力的发展。
高中生是我国现代社会主义事业建设的未来接班人，在现代社会里，对创新人才的需求越来越大，而人才培养的主要途径就是教育，因此在教育教学中，必须高度重视学生创新能力的培养，才能为我国现代社会培养更多的创新型人才。
同时，在新课改背景下，创新能力是我国素质教育的重要指标，伴随着新课改的提出，对学生创新能力的培养越来越重视，在高中教育教学中，加强学生的创新能力培养可以更好地激发学生的学习主动性和积极性，让学生感受到学习的乐趣，从而促进学生的全面发展⑴。
二、离中物理实验教学中培养学生创新能力的策略
1.转变观念
传统教学模式下，学生的主体地位一直被忽略，只有学生的主体地位得到了重视，才能更好地培养学生的能力。
对于髙中物理实验教学而言，要想更好地培养学生的创新能力，教师就必须积极地转变教学观念，在教学过程中重视学生的主体作用，将“要学生学”转变为“学生要学”[2]。
一、做好实验教学, 教师必须提高自身的素质
首先应有课改新理念:开拓思维, 走出课堂, 大胆实践, 大胆创新。其次, 应具有良好的职业道德修养, 具备广泛的实验专业知识, 这样才可以正确、科学地指导学生, 真正体现出“从生活走进物理、从物理走向社会”的新课程理念。
二、新课程下高中物理实验教学的设计
1. 实验前教师应做好准备工作, 将全班学生合理分组, 选出各小组负责人。
同时, 教师要做好学生的思想动员工作, 让学生有备而来。
2. 教师要创设良好的情感氛围, 利于学生对所学内
容进行建构的学习环境, 帮助学生理解问题的本质, 启发学生发现解决问题的方法。
3. 鼓励学生积极大胆地参与实验探究。
通过自主的实验探究, 学习物理概念和规律, 体验到科学的乐趣, 了解科学方法, 获取科学知识, 逐步树立科学创新精神。在比较困难的地方给予具体的指导, 使学生能够比较顺利地参与实验探究。
4. 鼓励学生相互合作, 分享与交流, 可以使不同学
生贡献各自的经验和发挥各自的优势, 从而使学生完成各单个探究者难以完成的复杂任务。
5. 对实验进行独立的观察和反思。
例如:在指导学生做“匀变速直线运动规律”的实验中, 学生发现打点计时器也是一种计时仪器。这时可引导学生, 学生经过积极思考, 便会联想到加速度、位移, 进而想到冲量、动量、功等一系列物理知识。
6. 要求教师对学生的实验结果进行评价, 多鼓励, 少批评。
【关键词】高中 物理教学 实验
物理实验作为物理教学中较为关键的教学途径，在对学生的实验技能进行培养的同时，要进一步的培养以及启发高中学生的思维能力、创新精神以及创造能力等，由于物理学科是一门相对较难的学科，所以在进行学习的过程中，教师要善于采用创新式实验的实践教学，采用创新型的实验方法，开发学生的创新型思维，进而逐渐养成科学性的精神，进而强化科学素养教学。
一、现阶段高中物理实验中存在的问题
（一）对于实验设计不够重视
物理教材中的基本理论知识都是由物理实验得来的，但是目前我国仍然采用较为传统式的教学模式，教师以板书为教学重点，将自己对于教材的理解教授给学生，长期以来，这样的教学模式使得学生们逐渐觉得枯燥乏味，失去了对于物理学习的兴趣以及积极性。
与此相反，物理实验是一个较为生动直观的过程，进而可以逐渐营造一种愉悦的学习气氛，使学生能够逐渐融入到课堂的学习中去，体会到物理学习的乐趣，积极的参与课堂教学的整个过程，在进一步培养学生的思维能力以及实验操作能力的同时，还能有效的锻炼学生的创新能力。虽然教师能够设计实验教学的内容，但是在进行实验设计的过程中，毫无新意，只是单纯的按照课本进行教学，导致不能够实现实验的操作内容，完全的按照课本教材按部就班的实验，使得对于物理的授课不能起到任何的作用，进而无法提升教学的效率，完成不了教学目标。
（二）缺乏物理实验设计环节
物理实验的整个过程是充满趣味以及智慧的，设计性的实验教学能够有效的培养学生整体的创新能力。针对这部分的教学，教师可以鼓励学生进行自主性的思考，自己设计实验步骤以及实验方法，这是实验教学的主要目的。只有学生亲自参与到实验中，才能发现实验中的乐趣，得出实验结论，加深学生对于物理概念定理的理解以及运用。例如：教师想要加深学生对于物理理论知识的认识以及理解，在进行加速度这一板块教学时，教师可以通过设置小铁球的单摆实验进行探究，这个相对较为简单的实验能够将物理的原理以及实践操作相结合，调动学生参与其中的积极性，并且能够激起学生的发散性思维能力，有效的运用得出的数据结论进行设计其他的相关性实验，进一步渲染物理实验课堂的氛围，充分调动学生的学习积极性，有效的增强学生的学习效率。
二、优化高中物理教学实验设计的有效措施
（一）增强对于实验设计的重视
现阶段的高中教学中教学目的主要以提升自身的成绩以及高考录取率为基准，在进行物理教学的过程中，为了有效的节省教学实践，往往会采用教务传统的教学方法，创新式实验设计长期发展以来受到各方面的阻碍以及限制。高中学校的领导以及教师对于高中物理教学实验的认识不够重视，导致在进行实际教学的过程中，教师仍然采用讲授的教学方法，严重的阻碍了对学生的动手能力以及创新型能力的有效性培养。例如，按照传统的教学模式，上课后教师单纯的以讲述为主，会逐渐导致学生注意力不集中，在课堂上睡觉或者溜号的现象。因此，学校内的各领导以及教师都要逐渐加大对于实验创新设计的重视程度，着重于对于创新型实验的设计，进而提升物理教学的整体效率以及学习效果。
（二）营造课堂气氛，增强学生的积极性
教师要充分认识到在物理课堂教学中学生的主体地位，特别是在进行创新实验的设计过程中学生的主体性作用，通过教师在进行实验试剂的过程中对学生进行逐渐引导学生进行主动思考、分析实验以及归纳知识点，逐渐激发学生对于实验设计的积极性，以此来进一步提升教学质量。例如：在进行《探究碰撞中不变量》的物理实验时，教师要进一步的引导学生能够进行创造性的设计碰撞试验的实施方案，鼓励学生根据自己设计的有效方案进行实验操作，并且根据实验进而得出相应的结论。
（三）强化师资队伍建设，培养学生正确思考能力
教师在物理教学中发挥着重要的作用，在进行物理实验中应该进行正确的指导以及合理的配合。因此，教师要进一步的强化自身的职业素养以及实验教学能力，在对于学生的基础知识以及动手能力进行培养时，要逐渐的培养学生以正确的思维方式进行思考。教师要不断的鼓励学生能够在学习中发现问题，寻找解决问题的有效方法。
结束语：
综上所述，想要进一步的提升高中学生的物理成绩以及教学效果，最基本的方法就是要将教材知识与实践进行有效的结合。针对于高中物理实验教学中的创新实验的设计，主要是将高中教学体制改革与教学模式进行有效转变的基本组成。教师在进行高中物理实践教学中，物理实验的具体设计内容需要通过教学实践来进行相应的验证。教师要立足于学生的基本情况，综合考虑学生的理解能力以及对于课堂教学的接受能力等，协助学生完成实验。
【参考文献】
[1]柯璋.高中物理教学中创新实验的设计与实践[J].中国校外教育（中旬刊），2015（11）：141-141.
[2]孟全海.高中物理教学中创新实验的设计与实践[J].科学大众（科学教育），2016（2）：49-49.
摘要
新课程改革至今已有十年，但实验教学仍然是中学物理教学的薄弱环节。实验是物理教学的重要手段．它能够有效地培养学生的观察能力、思维能力和动手操作能力，培养学生良好的科学素质。研究结果表明：将演示实验中的自制教具辅助教学法和多媒体辅助教学法与课外创新性实验教学法相结合，不仅可以彰显出自制教具和多媒体的魅力，还可以使学生在一堂课的教学中经历“看一看，想一想，做一做”的整个过程。强化了学生的观察能力、动手能力、思维能力和创新能力的训练，对素质教育的人才培养具有较大的帮助。随着我国新课改的不断深入，高中物理实验教学也进行了改革创新，为了适应素质教育的新要求．工作在一线的教师们不断探索，开发出了新的教学模式。本文就高中物理的实验教学模式做一简要叙述。
关键词：新课标；高中物理实验课程；教学模式
一、高中物理实验教学的现状和问题
从传统的高中物理实验教学的几种基本模式上看，实验教学存在着一些问题：
1、有相当数量的学校领导和教师没有充分认识实验教学在实施素质教育中的重要意义，在片面追求中考、高考升学率的思想下，只重视理论知识而忽略了学生动手能力、观察能力、实践能力和创新能力的培养以及物理实验教学中的科学方法的训练。“课上讲实验，试前背实验”的现象在中学物理教学中还广泛存在。
2、由于教育经费的不足，实验器材配备不齐，实验器材陈旧，课堂实验无法正常进行。这是大部分中学尤其是农村中学普遍存在的问题。
3、学生实验开出率低，教学模式单一，教学方式呆板。一般情况下，学生实验课中大部分教师都是在实验操作前花半节课时间细讲实验目的、实验原理、实验步骤，少数老师甚至讲完实验后还要给学生演示操作一遍，从而导致学生只有不到半节课时间进行实验而匆匆了事，没有思考而被动操作，无法达到训练学生思维和提高学生能力的目标，有悖于新课程改革教学的理念。
4、不重视课外创新性实验的开设，实验数量少且实验缺乏趣味性。
5、学生缺乏对物理实验的兴趣。在实验课前学生往往很兴奋，但她们只是乐忠于实验课轻松的课堂氛围，而不是期待观察丰富多彩的实验现象和享受亲自动手实验的喜悦心情。在实验操作时学生往往表现出不敢动手，不会动手等现象。
二、新课标下几种实验教学模式
（一）、自制教具辅助教学
目前由于教育经费的不足，大多数学校实验器材配备不齐，实验器材陈旧。特别是广大农村学校，教学仪器大部分是几年前以拼盘的方式采购，有些器材质量不是很好，有的与现行教材不配套，不能很好地满足教学需要。即使县城部分学校实验条件比较好，但经常使用成套仪器进行实验教学也会使学生失去新鲜感，并且觉得物理高深莫测，物理实验必须由专门的仪器才能完成，影响了学生学习物理的兴趣和信心，阻碍了学生创新思维能力的发展。若能充分利用我们身边的废弃物，经过简单的改装、组合，自制一些教具，将会得到意想不到的效果。
（二）、多媒体辅助教学
随着现代科学技术的飞速发展与计算机技术的日益完善，多媒体技术在中学物理教学过程中发挥了越来越大的作用，它极大地改变了传统的演示实验教学模式，也为教师提供了一种新的演示实验手段----多媒体动画，它提供了一种虚拟的实验环境，可以作为物理演示实验的一种辅助方法。因此，正确认识多媒体教学的实践与功能，运用多媒体辅助教学充分发挥多媒体的优势，更直观、生动地演示实验在科技迅猛发展的今天应引起广大教育工作者们的高度重视。
（三）、自主探究式教学
“自主探究式”实验教学模式是以解决问题为中心．把“研究性学习”的思想积极贯彻到学科教学中去的一种教学模式。该教学模式在实验之初，教师创设一些新奇的实验激发学生求知的欲望。然后在教师的指导下组织学生探究讨论．通过讨论设计出实验方案，学生根据自己的倾向自主选择实验方案，根据方案自主进行实验。最后，将实验结果与其他同学交流，评估出最优方案．做出总结评价。整个教学过程渗透着自主探究的思想。
（四）、“三环节”教学 “三环节”实验教学模式是在新课程标准下结合物理实验课程的特点开发出的一种高效、便捷的教学模式．包括准备实验、自主实验和点评实验三个环节。“三环节”教学模式的重点在于以学生为实验主体的前提下充分发挥教师的指导作用．教师的引导贯穿于实验的始终。在准备实验阶段，教师引导学生做好理论、操作技术以及仪器设备等方面的准备；在自主实验环节，耍突出学生自主学习、亲自实践，教师要根据学生做实验的具体情况适时地做引导和帮助，不要过多干涉；在点评实验环节．教师带领学生共同验证实验预期的结果是否与实验结果吻合。这种教学模式既发挥了教师的指导作作用．也培养了学生独立思考的能力。
（五）、开放式教学
开放式实验教学是一种着眼于改变传统教师教学和学生学习方式的新型教学模式。开放式实验教学需要学校将实验室向全体学生开放，让学生独立地发现问题和通过自主实验解决问题。在教学过程中．学生根据自己的兴趣和能力确定实验课题，学校提供开放的实验室。
教师只做初期的指导，整个实验活动都由学生主动地去实践，这种教学模式给学生提供了自由发展的空间，但学校要加强实验室的管理，保证实验室的安全。
三、总结
随着新课程改革的稳步推进，教学模式也呈现出了多样化，然而，改革的任务是艰巨的，改革的目标并非一朝一夕就可实现了，经历了风风雨雨的十年过后，中学物理实验教学也更加得到重视，但是不容忽视的是还有还能多细节方面需要我们教育工作者们加以认识和改善，还有更多的教学方法等着我们去开创。我们不能仅仅满足于现状，时代是不断地发展的，时代对人才的需要也是不断变化的。教师在物理实验教学中应该更大胆地探索、创新和尝试，保持勇于面对困难和失败的精神，吸取经验教训，像常宁市蓬塘中学的教师们大胆试行“五环渐进”的开放式教学模式一样，探索出更多更好的物理实验教学法，加强和优化物理实验教学，进一步提高物理教学质量。通过物理实验实现新课程理念，完成素质教育的目标，使人才培养更能适应时代的需求。
参考文献：
高中三年，师生们投入到物理实验教学的时间和精力很多，可到了临高考时，大多数学生最没把握的就是物理实验题。临高考阶段，学生和教师在解题方面差距最大的也是物理实验题。分析和研究其中的原因十分必要，比对教师和学生学习物理实验的过程，我们不难发现以下几方面的原因：
1.1高中物理实验教学一般是“截流”式的
教学过程中，教师讲述和分析较多，学生思考和讨论较少。学生没有参与物理实验的设计，没有参与物理实验知识的产生过程。学生对物理实验的来龙去脉和内在实质一无所知，对物理实验的各方面知识采用死记硬背的办法。
1.2学生对物理实验的感受和经验不够丰富
学生从初二开始学习物理，看的课件多，生活体验少;演示实验多，探究实验少。学生体验实验和设计实验的机会很少。就无法对实验进行深入的思考，对实验的认识必然是肤浅和片面的。
1.3学生物理实验意识薄弱，把思考与实验割裂开来
学生在学习物理实验时比较关注实验步骤、注意事项和数据处理，容易忽视物理实验的核心――实验原理：在学习物理知识过程中遇到难以理解的问题时，从来不会想到用实验来解决。学生对实验原理的理解不够深刻，讨论不够充分。缺少再实验和反思。就元法体会物理实验的物理思想和科学研究方法。
2 提高高中物理实验教学效率的策略
优化高中物理实验教学，其核心就是更新教育理念。将原来的“截流”式教学改为“源流”式教学：充分调动学生的积极因素，让学生充分体验、充分参与、充分思考物理实验的原理。相信学生，让学生思维活动成为物理实验教学的主旋律;在科学探究的过程中充分挖掘学生的潜能，让学生的思考和讨论伴随物理实验的全过程。郭思乐教授说过：“深切的爱总是生产性的，只有在他们(学生)参与了这些知识和智慧的生产的时候，他们才会对之产生刻骨铭心的爱”。在物理实验教学过程中，尽量做到“小立课程，大做功夫”。给学生足够的活动时间和空间。因为学生对物理实验的掌握必须通过学生的感悟和内化来完成。
2.1关注物理实验原理，加强科学方法教育
实验原理是物理实验的核心和灵魂。只有对实验原理深刻理解才能准确理解物理实验的其他方面，才能比较准确地体会物理实验的物理思想方法：只有挖掘物理实验内在的美和实验设计哲学思想，才能激发学生的学习兴趣和持久动力。加强学生科学研究方法的教育，体会实验设计中蕴含的物理思想方法。在高一开学阶段，让每个学生回顾初中物理实验所采用的一些方法，写在纸上，选一些进行投影。然后全班讨论和总结。如测电阻时用电阻箱代替被测电阻使电流表电流卡HM―一等效替代法：测石头密度时，石头的体积用有放石头的水的体积减去没放石头时水的体积一一差值法等。同时充分利用物理学史挖掘科学方法教育内容，让学生充分体验物理学研究的思想方法。如伽利略的理想实验一一斜面实验――对由落体运动的研究等。
2.2加强物理实验的体会和感受，提倡“做中学”和再实验
改变以往的“先学后做”为“做中学――再实验”比如测电源的电动势和内阻的实验，第一课到实验搴给定任务―一测量E和r，思考题要求。学生边做边思考自己做的原理，让学生先动手做，许多学生感剑有困难，只好进行小组讨论和看书。学生也基本上能完成实验，教师通过实验过程的巡奁了解学生对实验的掌握程度，并安排课后任务。除实验报告外，每个人都必须通过自学了解实验的原理和科学研究方法以及其他可能的实验方法(看书本或上网查)。第二节课先同学小组讨论5分钟，然后分别要求各小组阐述实验原理，实验所用的科学研究方法，实验的注意事项和误差分析。最后再展示和讨论其他的吏验方法，确定要增加的物理器材，比较各种验方法的优劣。要求学生对本实验进行全方位思考，对不理解的思题要通过同学问交流和思辨。第三节课在实验器材中添加电阻箱，要求学牛用几种方法对电源电动势和内阻进行测量，并对测量结果进行比较，反思前一节的讨论，写成一份全面的实验报告。这样虽然爱多花一节课的时问，但这种趁热打铁，学生的收获有天壤之别。
2.3培养学生物理实验意识，关注学生的思维和内化过程
如果学生在物理实验教学中只扮演听众的角色，教师一直讲，学生一直死记硬背只能是短时记忆，最终学生没有任何收获。学生没有思考，就没有将实验知识进行内化，单靠记忆是学不好物理的。因此在物理实验教学中我们要给足学生时问、空间及任务(上台讲或发言)，逼迫学生去思考，逐步形成问题感。培养学生遇到问题时能够想到用实验方法进行探究的习惯。坚持让学生自主学习物理实验，学生的实验意识就能不断提高，实验教学就能事半功倍。
2.4充分利用各种资源和信息技术，立体化学习物理实验
【关键词】高中物理教学 创新实验 设计 实践
为了适应人才培养的目标，高中物理实验教学模式需要承接大学物理实验教学，在教学实践和空间上给予学生一定的自由，在确保实验教学质量的同时，为学生提供必要的实验条件，延展实验内容，在可能的范围内，使各阶段的学生都能有所提高。对此，研究高中物理实验教学模式，创新教学设计，使学生能够真正地掌握基本的教学内容，具备创新和实践能力，从而更好地为社会的发展服务。本文将以递进式实验教学模式为例，通过有效的教学设计以及良好的实践，为创新实验教学开辟新的途径。
一、递进式实验教学模式的概念
在建构主义指导下，运用支架，抛锚，随机接入等较为成熟的教学模式，以实验为基础，通过有效的载体，建立模型，然后分步骤地对模型进行检验，从而形成系统的研究。从字面上理解递进式教学模式，就是按照事物的难易程度以及先后顺序等，层层推理，最后得出结论①。递进式实验教学模式在高中物理实验教学当中的运用，需要根据学生的心理以及思维特点，按照实验的难易程度，由浅入深，逐渐地培养学生的学习兴趣，进而使其形成科研意识，为学生真正地掌握教学内容创造条件。
在递进式实验教学中，学生为实验的主体，教师为引导者。一般是学生先实践，教师根据学生存在的问题有针对性地进行指导②。采取此种教学方法目的是让学生在实验中学会思考问题，培养其解决问题的能力，从而获得新的知识。同时，教师在教学内容上的延伸，也为学生获得更多的知识创造了条件。
二、递进式实验教学模式的构建与实施
1.基础性实验教学内容的设计
在物理实验教学中，将演示实验转化为学生实验，不仅可以提高学生参与实验的热情，同时还能让学生更直观、生动地看到实验结果，从而激发学生的学习兴趣，达到提升教学效果的目的。同时，创新实验教学设计，其趣味性、多变性更强，容易激发学生的创新思维，激发学生的课堂参与热情③。在教学的过程中，通过引入新课，阐述概念和导出规律做以铺垫，从而使教学内容经过有效的引导后更容易被学生接受。另外，延展性的教学实验设计，可以补充教学实验的不足，满足不同阶段的学生对知识的需求。该种实验教学具有难度小，针对性强，器材简单，情景新颖，贴近生活，便于引导学生发现和验证实验结果的特点。
2.基础性实验教学模式的实际与实践
在研究性物理实验课题的设计上，需要根据基础知识建立整体学习框架，采取多个小的实验设计，从而得出最终的结果。实验的推进需要根据主题知识逻辑发展顺序，由浅入深地开展具有一定联系的小实验，每个实验包括解决单元知识的内容，进而使整体的教学目标得以确立和实现④。在实验的设计上，要保证实验的安全性，具备可操作性，有足够的数据做支撑，从而使实验可以顺利地开展。针对教学目标中需要解决的问题，教师根据学生的实验情况，有针对性的提出问题，然后让学生在实验中找到解决问题的方法，从而提升学生的实践能力，更好地完成教学任务。
例如，利用打点计时器对汽车运动状态进行研究，分析汽车进行的是否是匀速直线运动。在一段没有任何阻碍的破路上，汽车由上而下进行加速运动。随着汽车运动速度的加快，所受的阻力逐渐增大，这在实验当中是不可控的。汽车在打点计时器上产生的距离，因受外界因素的影响所产生的误差对于实验结果并不会造成太大的影响。根据误差理论的数据分析，误差在允许的范围内，所以，对结论不会造成影响。在高中物理实验中，对于误差值的正确处理，更容易得到实验结论。所以，采取必要的实验措施，帮助学生真正地掌握实验的基本内容，使学生在实验的过程中养成严谨的态度，增强其探索精神，对其以后的发展将产生积极的作用。
结束语
高中物理实验教学的有效实施，对于培养学生的实践能力以及创新能力等具有重要的作用。对此，创新实验教学设计，为学生营造一个良好的实验环境，丰富的实验资源，使学生能够通过实验探究知识的真谛，培养其独立、自主的生活方式。在当下人才竞争日趋激烈的情况下，让学生通过自我探究获得想要知识，锻炼其自我实践的能力，可为其以后的发展创造良好的条件，更能适应社会对人才的需要。
【注释】
① 唐春波. 高中物理创新实验的设计与实践[J]. 中学生数理化（学研版），2013（3）：16.
② 铁艳军. 高中物理教学中创新实验的设计与实践[J]. 现代企业教育，2014 （18）：277-277、278.
③ 廖金梅、张煜. 高中物理教学中创新实验的设计与实践[J]. 新课程中学，2015（5）：381.
④ 尚兴. 高中物理教学中创新实验的设计与实践初探[J]. 数理化学习（教育理论），2013（4）：87.
一、完全失重实验
物理课本中原有的完全失重实验, 将弹簧秤和钩码一起做自由落体, 观察弹簧秤的显示读数, 如果为零则完全失重。但实验过程中难以看清弹簧秤读数, 关键的实验现象不易观测, 很难给大家留下深刻印象。为此我们重新设计了完全失重实验, 采用易于取得的矿泉水瓶, 使完全失重现象易于观察。
实验步骤如下:
1.在空矿泉水瓶底部开几个小孔, 装进红色墨水。红色墨水会从矿泉水瓶子底部流出来。同学们观察分析可以得知, 这是由于墨水受重力作用而具有重量, 而矿泉水瓶底部的小孔无法提供支撑墨水重量的支持力, 因而会从小孔中喷出。
2.从高处释放装有红色墨水的矿泉水瓶, 此时会很容易发现在下落过程中小孔不再流出红色墨水了。这是由于墨水与瓶子一起做自由落体运动, 此时矿泉水瓶和墨水都处于完全失重状态, 相互之间虽然接触但相互作用力为零, 相对速度因此也为零, 所以墨水与矿泉水瓶不会分离, 也就不再从小孔喷出了。
3.将装着红墨水的矿泉水瓶从静止位置开始, 开口向上竖直上抛, 会发现除了上抛的一刹那墨水加速喷出外, 水瓶离开手后水就不会从小孔中喷射出来了。这出乎大多数同学的意料, 大家本以为矿泉水瓶向上运动时, 墨水不仅会从小孔中喷出, 而且喷出速度会比瓶子不动时更大:因为水要向下流, 而瓶子要向上走, 因此应该加速喷出。
这样的预测与实验结果完全背道而驰, 因为实验结果是在运动过程中, 小孔仍然没有水流出来更别提以更高速度喷出了, 而且无论瓶子抛出后是向哪个方向运动, 矿泉水瓶底部小孔都不会喷水。
仔细分析后同学们对失重更加理解了, 物体加速度与重力加速度是否一致是失重状态的唯一判断标准。本实验中矿泉水瓶离开手后和墨水一样处于完全失重状态, 因此无论它们运动方向朝向哪里, 两者的相对速度都为零, 也就无法分离因此墨水不会流出。
二、设计打点计时器
高中阶段力学实验中的一个重要器材就是打点计时器, 其工作原理的关键就是在纸带上等时打点。改造矿泉水瓶替代打点计时器的做法, 提高了大家的实验兴趣, 也更便于直观理解。
实验步骤如下:
1.在去掉瓶盖的矿泉水瓶底部穿一个小孔, 将瓶内装上红色墨水。
2.手提矿泉水瓶平稳移动, 代表打点计时器上纸带的走动, 水滴以相等时间下落到地上, 代替打点计时器在纸带上打点。地上水滴间距增大表明在做加速运动;而地上水滴间距不变表明是在做匀速运动;当地上水滴聚集在同一地点则表明瓶子处于静止状态。打点的时间间隔可以通过小孔的大小、水瓶高度和瓶内水深来控制。
这样制作的矿泉水瓶把复杂的打点计时器的工作原理形象的演绎出来, 既节省了经费还便于理解, 可谓一举两得。
三、惯性小实验
用矿泉水瓶设计小实验, 验证惯性与质量的关系:将塑料玩具小球固定在细绳一端放入装满水的瓶内, 绳的另一端固定在瓶盖上, 旋紧瓶盖倒立, 小球自然漂起。手持倒立瓶子向某个方向做加速运动。出乎大家意料的现象发生了:瓶子里漂浮着的塑料小球不但不像想象的那样向后摆, 反而向前摆动。
这种现象原因是:矿泉水瓶向某个方向运动时, 由于惯性的存在, 瓶中的水要保持原有状态而向与瓶子移动的反方向运动, 迫使球漂向与矿泉水瓶相同的移动方向。这充分说明水的惯性比塑料小球的惯性大很多, 也证明了惯性大小由物体的质量决定而与其他无关, 质量越大惯性越大, 质量越小则惯性越小。这个实验直观的演示了惯性物理现象。
四、制作验电器
利用矿泉水瓶做静电实验, 让大家体会到物理就在身边, 消除对电现象的神秘感:将干净矿泉水瓶用吹风机吹干, 并用软木塞塞住瓶口, 木塞钻孔后插入铁丝, 铁丝在瓶子里的一端弯成钩状, 钩子上放上烟盒内锡箔纸剪成的细条。为了保持干燥、防止静电释放, 瓶子里还需要放些干燥剂, 这样利用密封干燥的矿泉水瓶就制成了简易的验电器。
用泡沫塑料在头发上摩擦时会有静电聚集, 然后将它接触验电器外露的铁丝一端, 可以看见铁丝下端的两片锡箔张开, 这说明制作的验电器可以检测到静电的存在。这样通过自制简单的器材做物理实验, 很好地消除了大家对电的神秘感。
通过高中生兴趣小组用矿泉水瓶做物理小实验, 不仅丰富了实验器材、节省了经费, 还提高了同学们对物理实验的兴趣, 加深了对物理现象的理解, 消除了对物理现象的神秘感, 使物理规律生动的展现在眼前, 同时培养了同学们的创新精神和动手实践能力, 对设计制作和参与实验的所有人都很有帮助。
摘要：高中物理实验是提高对物理规律理解的重要手段, 而利用常见的矿泉水瓶自制实验器材, 可提高高中生对实验的兴趣、加深理解, 并培养创新精神和动手实践能力。本文介绍用矿泉水瓶设计的物理小实验:完全失重、惯性、制作打点计时器和验电器。
关键词：高中物理,实验
参考文献
[1]周静.新课程标准下的高中物理实验教学案例[J].科技信息 (学术研究) , 2007, 10:203-204.
[2]黄国雄.重新发现物理实验:中学物理实验资源开发利用的资源与案例[M].高等教育出版社.
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