论文：高中物理实验的创新性设计（精选12篇）
欧 剑 雄
摘要：为了更好地培养学生的科学素养与创新能力，教师需要在教学中设计创新性的实验。这要求教师提高自身的知识储量，培养自身的创新意识，掌握一定的创新方法。缺点列举法、希望点列举法、信息交合法等创新技法可为物理实验的创新性设计提供广阔的思路，但不应忘记创新性设计的目的——为教学目标的实现服务。同时，安全性、科学性、实用性、适用性等原则仍是物理创新性设计时所要考虑的最基本原则。
关键词：物理实验；创新性设计；缺点列举法；希望点列举法；信息交合法
一、物理实验创新性设计的意义
作为一门建立在实验基础上的基础自然学科，物理学在研究物质的基本结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律之外，也注重对所采用的实验手段和思维方法的研究。因此，物理的教学始终离不开物理实验的教学：有趣的实验现象是激发学生探索自然、理解自然的兴趣与热情的催化剂，亲手的操作是培养学生物理技能和实践能力的最佳途径；此外亲身的实验经历能让学生体验科学探究的过程、了解科学研究的方法，有助于提高学生的科学素养。
作为教学活动的主导者，教师首先要对实验在物理教学中的重要性有足够的认识，其次要充分利用教材中已有的实验资源，并能够够根据教学实际设计一些创新性的实验。这种创新性的实验设计可以是对教材已有实验的改进，以解决个别实验取材不易、操作不便、实验效果不明显等弊端；也可以是基于教学需要的全新设计，以弥补教材的不足，帮助学生构建一些重要的物理概念和物理规律。
物理实验的创新性设计，是教师秉承新课程标准课程开放性理念，由课程的复制者走向课程的创造者的有效尝试。它可以有效地促进学生自主地、富有个性地学习，对学生的科学探究能力、实践能力和创新意识的培养大有裨益。
二、物理实验创新性设计的方法
那么我们该如何在教学实践中进行创新性的实验设计呢？
创新需要丰富的创造力，而一个人的创造力由他所拥有的知识储量、创造性思维能力和创新技法三个因素共同决定。因此要进行创新性的实验设计，教师要有终身学习的意识，力求在专业上不断进步，不断提高自身的知识储量和创造性思维能力。然而知识是无穷无尽的，创造性思维能力的培养也绝非一日之事，因此要想在短时间提高创造力，掌握必要的创新技法是简单而有效的方法。
创新技法的种类非常之多，本文将结合《感应电流的方向》（鲁科版高中物理选修3-2第2章第1节）中的两个实验介绍缺点列举法、希望点列举法和信息交合法三种创新技法在物理实验创新性设计中的应用。
（一）缺点列举法
缺点列举法，顾名思义，就是列举事物的缺点或不足之处，再针对性地提出解决方法和措施。其中，找到事物的缺点或不足之处是本方法应用的重点。
如图1所示，Ａ、Ｂ为两个很轻的铝环，环Ａ闭合，环Ｂ断开。将条形磁铁的Ｎ极或Ｓ极靠近Ａ环时，Ａ环将朝远离磁铁的方向运动，若将磁铁从Ａ环中拔出，Ａ环将朝靠近磁铁方向运动；磁铁靠近或远离Ｂ环时，Ｂ环不动。该实验为《感应电流的方向》一课中最为常见的一个引入实验。
在演示该实验时，由于环本身很小，而Ａ环运动时又是绕Ｏ点转动，故操作过程中经常会出现磁铁与环相碰的现象。这个不足之处一方面增加了操作的难度，另一方面也让实验的演示效果大打折扣。
解决这个问题的思路有两个，其一为增加环的直径，其二为改变环的运动形式。增加环的直径这种思路最为直接也最容易想到，但是实际操作会发现，直径增大后环的转动不明显。原因在于直径增大后，铝环的电阻和质量都将变大。为获得更加明显的实验现象，可将条形磁铁换为强磁铁。
若改变环的运动形式，可以将铝环的转动改为平动，实验装置如图２所示，将铝环竖直固定在小车上，小车放在平滑轨道上。这样改进后，操作难度大大降低。但是由于摩擦力较大，要获得较明显的实验效果，仍然要采用强磁铁。
上述两个方案虽然解决了实验操作的难题，但对实验器材的要求更高，如果实验室中没有强磁铁，就很难被采用。反思我们的改进思路，就不难发现，我们在改正原有实验的缺点时同时也将其优点摒弃。原有实验的优点在于其运动过程中阻力较小，而这个优点正是源于所采用的铝环直径较小、其运动形式为转动。为了在改进中同时保留原有实验的优点，我们可以采用如图３所示的实验装置。
将Ａ、Ｂ两个铝环分别用细长绳悬挂，绳子另一端固定在铁架台上。通过这样的改进，Ａ环的运动形式仍是转动，运动过程中阻力较小，另一方面由于绳子较长，Ａ环运动过程中也不容易碰到磁铁。实验中，绳子的长度适当长一些，实验现象更明显。
通过上述例子的分析，可以看出，在应用缺点列举法进行实验的创新性设计时，找到原有实验的缺点是基础，但是在改进中一定要注意保留原有实验的优点。特别教材中的实验，它凝聚了大量专家、学者和一线教师的宝贵经验，其可取之处必然很多，在做改进之前一定要先清楚地认识到它的优点，然后再去找它的不足之处。
（二）希望点列举法
希望点列举法，这是一种通过提出对事物的希望或理想，进而探究解决方法和措施的创新技法，其应用要点在于如何提出合理的希望或理想。
如图４所示为探究感应电流方向的实验装置，本实验的操作简单，现象明显。但是在具体探究过程中，由于涉及到物理量较多（包括条形磁铁产生的磁场方向、穿过螺线管的磁通量的变化、电流计的指针的偏转方向、螺线管上感应电流的方向、感应电流的磁场方向等），学生很难直接从实验结果中总结归纳出楞次定律。为了在课内获得最终的探究结论，教师往往需要作比较多的引导，个别地方甚至比较生硬，这有悖于学生作为学习主体的新课程理念，也削弱了学生探究的成就感。
那么能否设计一个实验使探究过程更为简便？
为了回答这个问题，我们重新来审视一下本节课的探究目的，“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量变化”。这句话的主语是感应电流的磁场而非感应电流，因此我们可以直接探究感应电流产生的磁场，如果感应电流的磁场方向明确，那么根据右手螺旋定则就可以很轻松地判断出感应电流的方向。由此，我们可以采用如图５所示的实验装置。
条形磁铁的Ｎ极、Ｓ极靠近或远离铝环时，铝环将被排斥或吸引。根据“同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引“可判断出铝环中感应电流产生的磁场的磁极方向。再在图中画出原磁场和感应电流的磁场方向，如图６所示（实线表示原磁场方向，虚线表示感应磁场方向），由实验结果容易总结出磁通量增加时感应电流磁场与原磁场方向相反，磁通量减小时感应电流磁场与原磁场方向相同，进一步可得到实验探究结果——楞次定律。
这种方法的优点在于避开了探究感应电流方向的繁琐过程，而从铝环的运动入手，结合学生熟知的磁极之间的相互作用，直接研究感应电流的磁场方向。这样既达到了探究目的，又降低了探究的难度，更符合高中学生的认知水平。
从上述例子可以看出，利用希望点列举法进行实验的创新性设计时，找到合理的希望是起点，探索合适的实验方法是关键，但是创新的终点一定要落回到教材上。弄清楚实验创新的目的，一来可以避免盲目的创新，二来也可为创新提供思路。
（三）信息交合法
信息交合法，是把事物的总体信息分解成若干要素，再将其中两类要素分别作为信息坐标系的ｘ轴、ｙ轴，构成一个信息反应场，每一个坐标轴上各点的信息分别依次和另一轴上的信息交合，从而产生新的信息。应用举例如下：
作为新课引入的迷你实验，如果采用物理小魔术的形式，可以极大地激发学生的学习欲望，引发学生的思考，为新课的教学打下良好的基础。但是如何去设计那么的多物理小魔术呢？信息交合法是一个不错的选择。仍以《感应电流的方向》这节课为例，以实验器材为信息ｘ轴，魔术效果为ｙ轴，建立如图７所示的坐标图。
由此可产生９种交合点，你需要一一思考每个交合点可能产生怎样的新信息，这个新信息是否可用。文章篇幅所限，无法对这９个交合点一一介绍，只能挑选３个我个人认为较佳的创新性设计。
（1）电流计与读心术
实验装置如图８所示，Ａ、Ｂ为根两根相同的条形磁铁，Ｃ为重量、形状与Ａ、Ｂ相似的金属棒。三者分别装入不同颜色的三个笔袋，然后放入线圈内。如果将装有Ａ、Ｂ、Ｃ的三个笔袋分别拿出，则电流计上分别会出现左偏、右偏、不偏三种不同现象。制作实验装置时，将线圈及电流计装在盒子中，电流计表盘露在盒子后面，使学生在座位上无法看见线圈及电流计。演示时可叫学生随意拿出一个笔袋，教师在盒子后面根据电流计的指针的偏转判断笔袋的颜色，就可佯装会读心术猜出学生所拿走的笔袋颜色。（2）铝环与控制力
实验装置如图９所示，Ａ为封闭的塑料管，Ｂ为悬挂在轻弹簧下的强磁铁，Ｃ为铝环。当铝环上下运动时，管内的强磁铁Ｂ将随之上下振动。为了增加演示的魔术效果，可将铝片贴在大拇指与食指构成的弧圈上，操作时左右手大拇指和食指相接触构成一闭合回路。
（3）铜管与互动 实验装置如图１０所示，Ａ、Ｂ分别为两根两端开口的空心塑料管与铜管，Ｃ为磁铁。演示时，教师先将磁铁从铜管上端静止释放，然后用同一只手在铜管下端接住磁铁。偷偷将铜管换成塑料管后，叫学生上来做同样动作，由于在塑料管中磁铁下落速度较快，学生很难接住。为达到较佳的演示效果，两根管外表要一致，固定管的装置要灵活，以方便操作时换管。
上例中ｘ轴、ｙ轴都只取了３个信息要素，实际上可选取的信息要素远不止这些，所能产生的创新设计也远不止９种。如果将ｘ轴或ｙ轴的要素种类换成别的种类，那又可以得到更多的思路，甚至还可以建立三维的坐标图。总而言之，信息交合法如果应用得当，那么它几乎可以产生无穷的创新思路。
三、物理实验创新性设计的基本原则
掌握了一定的创新技法后，创新的思路几乎是无穷无尽的，然而在教学实践中，不是每一种创新性的设计都是合理、可用的。为避免盲目、无意义甚至错误的创新设计，在物理实验的创新性设计中还应该把握以下几个原则。
一、高中物理实验教学出现的问题
1. 忽视了实验设计的重要性
最初物理所有的理论知识都是根据实验而得到的,然而我国一直以来都采用传统的高中物理授课方式,还停留在理论知识的填鸭式教学方式里,很多教师只是简单的将理论知识讲解给学生,这样的教学方式会使学生认为物理学习就是一个极其无聊、枯燥乏味的照本宣科的过程,丧失对学习基本的兴趣,渐渐的讨厌物理,讨厌学习。而物理实验教学是一个直观、生动、有趣的过程,可以营造一种良好的学习氛围,让学生充分融入到愉快的氛围中,感受到学习物理的乐趣,让学生参与到整个学习的过程,带着积极主动的情绪全情的参与进去,既培养他们的思考能力和实践能力,又提高他们的创新能力。即使设置了实验教学内容,在进行开展实验设计时,没有新意,仅仅将课本中的实验教学安排移到实验内容中,达不到实验设计的要求,完全遵照教材要求进行设计,对物理授课内容起不到促进作用,提高不了教学效率,无法实现物理教学的目标。
2. 缺少设计性实验部分
实验过程是充满趣味性的,设计性实验里是实验内容中开发学生创新能力的重要部分。这部分内容可以让学生开始主动思考、自己进行设计,这才是实验教学想要达到的根本目的,只有亲临其中,才能发现其中的乐趣,才能加深对概念定理的深层理解。例如,为了使学生理解和加强记忆重力加速度的概念和周期公式,设置了小铁球单摆实验,这个简单的实验可将基本原理融合,促使学生参与进来,想出更多的奇思妙想,利用现有结论得到的相关数据对其他实验进行设计,不仅可以渲染烘托实验课堂气氛,还可以激发学生们的学习兴趣,提高学习效率。
3. 缺乏学生自由发挥的空间
过去的物理实验往往是由教师在讲台上操作或者学生一步步模仿教师的步骤,这种方式将严重影响实验设计的创新进程。只有在进行实验教学设计时给学生留有充分空间,使学生可以自由发挥,才能让学生成为实验设计的主体,实验设计才能起到作用。现在很多实验内容的设置都只能停留在表面,缺乏学生自己动手的过程和学生设计实验的过程,将影响实验创新设计教学的推进和发展。
二、高中物理教学创新实验设计与实践的方法
1. 提高实验设计的重要性
由于目前高校已提高学生成绩和高考录取率为根本目的,在进行物理教学时,为了节省时间,简化教学进程,往往只采用传统的教学模式。因此,创新实验设计一直受到来自各方面的巨大压力和限制。学校领导和教师缺乏对创新实验设计的基本正视,以致在实际教学过程中,教师还是采用填鸭式的讲授方法,将抑制学生动手能力和创新能力的培养。所以,从学校领导到教师,必须加大对实验创新设计的重视,注重创新实验设计对物理教学效率和学习效果的提升作用。
2. 营造创新教学氛围,激励学生学习积极性
需要教师对学生的主体地位有正确的认识,尤其是在实验创新设计中的主体作用,通过引导学生对创新实验设计进行自主思考、分析和归纳总结之后,激发学生对实验设计的积极主动性,促进教学质量的提高。比如,在《探究碰撞中的不变量》实验中,引导学生创造性地去设计碰撞实验方案,让学生根据自己的设计方案进行实验,根据实验得出结论。学生通过设计和动手操作物理实验,能更好地理解和运用物理知识,激发了学生的学习兴趣,促进学生养成良好的科学态度。
3. 加强教师队伍培养,训练学生正确思考
教师是教学任务的主要承担者,想要发挥物理实验的重要作用,需要教师的引导和配合。因此,在物理教学中的作用,教师应先提高自身职业素养和实验教学能力。这就需要物理教师拥有认真负责的态度、坚实的物理基础知识和积极创新的态度。
在教师进行基础知识和动手能力的培养时,需要引导学生拥有正确的思考方式。学习的过程是一个发现问题、解决问题的过程。教师要学会让学生在学习过程中发现问题、提出问题,真正进行深入的思考,拥有科学的思考方法。在课堂授课时,教师可以通过某种方式引导学生发散思维,多问问题,产生质疑,倡导创造性思维,再通过科学的实验方法去解决问题,验证定理,最后得出新的结论。
4. 改变教学方法,增加实验设计和探索
当前的物理实验教学更注重对知识的巩固和掌握,严重忽视培养学生的创造能力,为了改变这一现象,教师可以在教学中渗透进设计性实验,并精心设计课后实验作业,使实验带有趣味性,从而激发学生的兴趣。
三、结语
综上所述,想要提高高中物理的教学效果和学生的学习成绩,最重要的方法就是把课本理论知识和实践操作相结合。对于高中物理实验教学中的创新实验设计,在根本上是高中教学改革和模式转变的重要组成部分。在高中物理实际教学过程中,实验设计的内容需要通过实践来验证。教师需要充分地全面考虑学生的理解能力和接受能力,体现出学习中学生的主体地位,可以在思想上进行指导和提出建议,帮助学生完成设计实验内容,最终起到调动学生对物理学习的积极性,提高学习效果。
摘要：在高中理科课程中,物理是一门较难且十分重要的学科。然而,在高中物理实际教学设置中,还一直沿用过去传统的教学模式,忽视了实验教学的设置,使高中学生缺乏对物理基本学习兴趣。从分析高中物理实验教学出现的问题入手,提出几种高中物理教学创新实验设计与实践的方法,相信可以通过实验调动学生学习物理的热情,提高高中物理教学效果。
摘 要：随着新课程的不断改革，创新实验教学在高中物理教学过程中占据着较高的地位，创新实验教学是一种在教学过程中与设计理念相结合的实践设计，为了达到激发学生学习的潜在能力与创新思维能力的目的。因此，结合案例对创新实验设计进行了分析，并提出了在高中物理教学过程中，创新实验的设计与创新实验的策略。
关键词：高中物理教学；创新实验；设计；策略
物理这门学科的主要教学方式需要与实验相结合，然而学生学习物理的过程也是通过对实验的观察来进行的，在高中物理教学过程中，创新实验教学方式的设计对教学的成果具有重要的意义。利用实验来解决在高中物理教学之中存在的问题，通过实验教学激发学生的潜在能力与创新思维能力。本文针对案例的分析，得出了培养创新实验设计的策略。
一、创新实验教学的功能与设计
1.在物理课堂教学时，教师应该多采取实验教学的方式。由于创新实验可以激发学生学习的兴趣，并且表现的形式也是十分丰富，所以创新实验教学在物理教学过程中值得广泛应用。
2.创新实验能够使学生在物理学习的过程中激发自己的潜在学习能力与创新思维能力。可以让学生从多个方面进行分析，一方面加固了学生对物理实验的了解，另一方面可以提高学生的自主学习能力。
3.为了能够使学生对物理学科产生兴趣，教师应该在实验过程中提供一些器材，供学生进行实验。只有让實验变得更加丰富，才能使实验的效果更加明显，才能提高学生学习的兴趣。例如：教师对“牛顿第一定律”的实验进行设计，其中需要的材料包括：一块长约130厘米，宽约9厘米的彩钢板；一块长约140厘米，宽约5厘米的棉布；一个具有120万像素的摄像头；两条长约140厘米的木地板边线；一个直径约1.5厘米的钢珠等。这个实验的最终目的是能够让学生在实验的过程中懂得力不是维持物体运动的原理，提高了实验的效果。
二、创新实验设计的策略
1.教师在物理教学的过程中只是起到引导的作用，需要学生自己对物理问题进行设计与思考。只有这样才能提高学生的创新思维能力，并且在实验的过程中得到较深的印象，提高学生的学习效果。
2.通过创新实验来培养学生在学习过程中的观察能力。高中物理教学的基础是实验教学，然而在实验教学中最关键的便是可以培养学生实验观察的能力。学生在实施实验的过程中能不断地提高自己的学习能力和观察能力。
3.教师在教学过程中应该提高自身的综合素质，不断地学习相关知识。物理这门学科在教学领域中具有深远影响。教师在教学的同时应该不断地加强自身的学习，打破传统的教学观念，只有不断地进行自我的提升，才能培养出优秀的学生。
4.培养学生的科学思维在实验设计中起到积极的作用。在高中物理教学过程中，需要对学生的创新实验能力进行培养，促使学生在实验过程中掌握科学知识，培养学生的观察能力和实验操作能力，激发学生的潜在创新的能力。创新实验教学是培养学生创新思维能力与创新设计的有效方法。
在高中物理教学过程中，教师应该充分利用实验器材，设计出创新的实验，让学生进行参与，并总结出其中的物理原理。这样能够提高学生的创新思维能力，同时提高教学的效果，使创新实验教学在物理教学中值得推广。
参考文献：
[1]韦叶平.高中物理教学中创新实验的设计与实践[J].物理实验，2012（03）：16-18.
[2]芮文光.新课改下高中物理实验教学中创新培养与实践[J].科技创新导报，2013（30）：92-93.
1 用描迹法画出电场中平面上等势线
实验所用的电流表是零刻度在中央的电流表，在实验前应先测定电流方向与指针偏转方向的关系：将电流表、
电池、电阻、导线按图1或图2 连接，其中R是阻值大的电阻，r是阻值小的电阻，用导线的a端试触电流表另一端，就可判定电流方向和指针偏转方向的关系。该实验是用恒定电流的电流场模拟静电场。与电池正极相连的A电极相
当于正第一文库网点电荷，与电池负极相连的B相当于负点电荷。白纸应放在最下面，导电纸应放在最上面(涂有导电物质的一面必须向上)，复写纸则放在中间。
2 伏安法测电阻
1伏安法测电阻有a、b两种接法，a叫(安培计)外接法，b叫(安培计)内接法。外接法的系统误差是由电压
表的分流引起的，测量值总小于真实值，小电阻应采用外接法;内接法的系统误差是由电流表的分压引起的，测量值总大于真实值，大电阻应采用内接法。如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触法：如图将电压表的左端接a点，而将右端第一次接b点，第二次接c点，观察电流表和电压
表的变化，若电流表读数变化大，说明被测电阻是大电阻，应该用内接
法测量;若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应该用外接法测量。(这里所说的变化大，是指相对变化，即ΔI/I和ΔU/U)。
(1)滑动变阻器的连接
滑动变阻器在电路中也有a、b两种常用的接法：a叫限流接法，b叫分压接法。分压接法被测电阻上电压的调节范围大。当要求电压从零开始调节，或要求电压调节范围尽量大时应该用分压接法。用分压接法时，滑动变阻器应该选用阻值小的;用限流接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的。
(2)实物图连线技术
无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好;对限流电路，只需用笔画线当作导线，从电源正极
开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处)。
对分压电路，应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据伏安法部分电表正负接线柱的情况，将伏安法部分接入该两点间。
(3)描绘小电珠的伏安特性曲线
因为小电珠(即小灯泡)的电阻较小(10Ω左右)所以应该选用安培外接法。小灯泡的电阻会随着电压的升高，灯丝温度的升高而增大，所以U-I曲线不是直线。为了反映这一变化过程，灯泡两端的电压应该由零逐渐增大到 额定电压。所以滑动变阻器必须选用分压接法。在上面实物图中应该选用右面的那个图，开始时滑动触头应该位于左端(使小灯泡两端的电压为零)。由实验数据作出的I-U曲线如右，说明灯丝的电阻随温度升高而增大，也就说明金属电阻率随温度升高而增大。(若用U-I曲线，则曲线的弯曲方向相反。)若选用的是标有“3.8V 0.3A”的小灯泡，电流表应选用0-0.6A量程;电压表开始时应选用0-3V量程，当电压调到接近3V时，再改用0-15V量程。
3 把电流表改装为电压表
⑴、用图(a)测定电流表内阻rg，方法是：先断开S2，闭合S1，调节R，使电流表满偏;然后闭合S2，调节R/，使电流表达到半满偏。当R比R/大很多时，可以认为rg=R/。(当R比R/大很多时，调节R/基本上不改变电路的总电阻，可认为总电流不变，因此当电流表半满偏时，通过R/的电流也是满偏电流的一半，两个分路的电阻相等)。实际上，S2闭合后，总电阻略有减小，总电流略有增大，当电流表半满偏时，通过R/的电流比通过电流表的电流稍大，即R/比rg稍小，因此此步测量的系统误差，总是使rg的测量值偏小。其中R不必读数，可以用电位器，R/需要读数，所以必须用电阻箱。根据rg、Ig和扩大后的量程，计算出需要给电流表串联的电阻R1的值。 (b) (a)
⑵、用(b)图把改装的电压表和标准电压表进行校对。校对要每0.5V校对一次，所以电压要从零开始逐渐增大，因此必须选用分压电路。
百分误差的计算：
如果当改装电压表示数为U时，标准电压表示数为U / ，则这时的百分误差为|U-U / | / U /。如果校对时发现改装电压表的示数总是偏大，则应该适当增大R1的阻值(使表头的分压减小一些)，然后再次重新进行校对。
4 测定金属的电阻率
被测电阻丝的电阻较小，所以选用电流表外接法;本实验不要求电压调节范围，可选用限流电路。因此选用上面左图的电路。开始时滑动变阻器的滑动触头应该在右端。本实验通过的电流不宜太大，通电时间不能太长，以免电阻丝发热后电阻率发生明显变化。
5 用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻
根据闭合电路欧姆定律：E=U+Ir电阻R的取值应该小一些，所选用的电压表的内阻应该大一些。 为了减小偶然误差，要多做几次实验，多取几组数据，然后利用U-I图象处理实验数据：将点描好后，用直尺画一条直线，使尽量多的点在这条直线上，而且在直线两侧的点数大致相等。这条直线代表的U-I关系的误差是很小的。它在U轴上的截距就是电动势E(对应的I=0)，它的斜率的绝对值就是内阻r。(特别要注意：有时纵坐标的起始点不是0，求内阻的一般式应该是r=|ΔU/ΔI |)。 为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些。(选用使用过一段时间的1号电池)
6 用多用电表探索黑箱内的电学元件
设定黑箱上有三个接点，两个接点间最多只能接一个元件;黑箱内所接的元件不超过两个。测量步骤和判定：
⑴用直流电压挡测量，A、B、C三点间均无电压;说明箱内无电源。
⑵用欧姆挡测量，A、C间正、反接阻值不变，说明A、C间有一个电阻。
⑶用欧姆挡测量，黑表笔接A红表笔接B时测得的阻值较小，反接时测得的阻值较大，说明箱内有一个二极管，可能在AB间，也可能在BC间，如右图中两种可能。
⑷用欧姆挡测量，黑表笔接C红表笔接B测得阻值比黑表笔A红表笔接B时测得的阻值大，说明二极管在AB间。所以黑箱内的两个元件的接法肯定是右图中的上图。
7平行板电容器的电容(验电器与静电计)静电计是测量电势差的仪器。指针偏转角度越大，金属外壳和上方金属小球间的电势差越大。在本实验中，静电计指针和A板等电势，静电计金属壳和B板等电势，因此指针偏转角越大表示A、B两极板间的电压越高。
本实验中，极板带电量不变。三个图依次表示：正对面积减小时电压增大;板间距离增大时电压增大;插入电Q1介质时电压减小。由C??知，这三种情况下电容分别减小、减小、增大。 1、图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。
(1)已知毫安表表头的内阻为100Ω.满偏电流为1 mA ,R1和R2为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接线柱.电表
量程为3 mA：若使用a和c两个接线拄,电表量程为10mA.由题给条件和数据，可以求出R1=_______Ω，
R2=_______Ω。
(2)现用一量程为3mA，内阻为150Ω的标准电流表A对改装电表的3mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5.1.0、I.5、2.0.2.5、3.0mA。电池的电动势为1.5 V.内阻忽略不计;定值电阻R0有两种规格.阻值分别为300Ω和1000Ω：滑动变阻器R有两种规格.最大阻值分别为750Ω和3000Ω，则R0应选用阻值为_________Ω的电阻，R应选用最大阻值为_________Ω的滑动变阻器。
(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻。图(b)中的R/为保护电阻。虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路。则图中的d点应和接线柱_______(填“b”或“c”)相连。判断依据是：__________
2、电压表满偏时通过该表的电流是半偏是通过该表的电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)实验室提供材料器材如下：
待测电压表(量程3V，内阻约为3000欧)，电阻箱R0(最大阻值为99999.9欧)，滑动变阻器R1(最大阻值100欧，额定电压2A)，电源E(电动势6V，内阻不计)，开关两个，导线若干
(1)虚线框内为同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整
(2)根据设计的电路写出步骤
(3)将这种方法测出的电压表内阻记为R1v与内阻的真实值Rv先比
R1v________. Rv (添“>”“=”或“<”)主要理由是
3、同学们测量某电阻丝的电阻Rx，所用电流表的内阻与Rx相当，电压表可视为理想电压表.
①若使用题6图2所示电路图进行实验，要使得Rx的测量值更接近真实值，电压表的a端应连接到电路的点(选填“b”或“c”).
②测得电阻丝的U?I图如题6图3所示，则Rx为?(保留两位有效数字)。
③实验中，随电压进一步增加电阻丝逐渐进入炽热状态.某同学发现对炽热电阻丝吹气，其阻值会变化.他们对此现象进探究，在控制电阻丝两端的电压为10V的条件下，得到电阻丝的电阻Rx随风速v(用风速计测)的变化关系如题6图4所示.由图可知当风速增加时，Rx会“增大”或“减小”)。在风速增加过程中，为保持电阻丝两端电压为10V，需要将滑动变阻器RW的滑片向端调节。
④为了通过电压表的示数来显示风速，同学们设计了如题6图5所示的电路.其中R为两只阻值相同的电阻，Rx为两根相同的电阻丝，一根置于气流中，另一根不受气流影响，V○为待接入的理想电压表.如果要求在测量中，风速从零开始增加，电压表的示数也从零开始增加，则电压表的“+”端和“—”端应分别连接到电路中的 点和 点(在“a”“b”“c”“d”中选填)。
[摘要]以物理实验设计大赛为抓手，通过不断指导学生参加竞赛，组建学生科技创新团队，将大学物理及物理实验的教学从课堂延伸到课外，培养学生的科技创新能力，取得了较好的效果.
[关键词]物理实验设计大赛;科技创新能力;大学物理
教育部《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》(教高[2005]1号文件)明确指出，贯彻落实高等学校本科教学工作的主要任务和要求是深化教学改革，着力提高大学生的学习能力、实践能力和创新能力，全面推进素质教育.近年来，随着国家新工科建设的加速推进，新工科建设明确提出注重创新人才培养以适应新技术、新产业[1-2].大学物理及大学物理实验作为理工科院校的两门重要的公共基础课，在教学实践中起到了承上启下的作用，它对相关理论学科的学习有促进作用，对后续专业课程的学习以及对近代科学技术的了解与掌握具有深远而持久的意义.大学物理及物理实验的教学改革必定要适应新工科建设的要求.北京理工大学珠海学院大部分理工科专业都开设了大学物理及实验课程，2017级约有3000人修读这两门课程，因此，提高大学物理课程的建设质量将有利于整个学校教学质量的提升.物理教师应该主动适应新的形势，在继承前期课程改革成果的基础上，进一步提出新的改革思路，想尽一切办法，把学生的积极性调动起来，使学生能够课内课外同时用功，变被动学习为主动探索，将课堂和课外有效地联动起来，要做到这一点，学科竞赛和科技创新训练是非常好的载体.因此，我们提出以学科竞赛促创新能力培养的大学物理的改革，这种改革是各工科专业对大学物理及实验教学改革的现实需要，反过来对新时代工科院校的人才培养也具有非常重要的意义.
1课程改革措施
1.1搭建竞赛和科技创新平台
近年来，我们购置仪器设备搭建物理科技创新实验室，将其打造成为我校物理学科竞赛核心平台.以物理创新实验室为依托，主要面向大一、大二学生，发动学生参加广东省物理实验设计大赛，教师指导学生完成大学生创新训练项目，指导学生参加数学建模竞赛等其他科技创新活动.本实验室计划发展2至3个学生科技创新团队(现已成立了OP团队)常驻，由相关教师提供技术支持，整理竞赛过程中的相关研究成果，提升学生的`科研能力.同时通过实验室新生纳新工作，吸收新的血液加入到学生科技创新团队中来，形成良性的科技创新文化氛围.
1.2实现大学物理课堂教学和学生竞赛良性互动
积极开展对教学内容和教学方法的研究：一方面，改革大学物理及大学物理实验的教学内容，在打好基础的同时，在课堂上以内容渗透或专题讲座的形式向学生讲授学术竞赛前沿课题.比如讲阻尼受迫振动时介绍混沌摆，引出对非线性动力学系统的研究;讲电磁学的时候引入磁悬浮，引导学生开展磁悬浮小车的设计.讲授波动的时候提出可否实现海浪发电以及如何提高其效率等等.另一方面，改革大学物理平时成绩的考核方式，使积极参加竞赛的同学能够拿到更高的平时成绩，如果是学术竞赛获得大奖的，平时成绩可以得满分.教师在课堂上加强对学生除了要讲清楚大纲规定的概念、原理和公式之外，还要把物理规律及其发现过程中所展现出的科学的世界观和方法论提炼出来，点拨给学生，引导学生提升思维层次，掌握科学方法.
1.3加强物理实验，为学生创新能力培养打好基础
物理学是一门实验的科学.杨振宁曾说过：“物理学最重要的部分是和现象有关的，绝大部分物理学是从现象中来的，现象是物理学的根源”[3].物理实验尤其是自主探究性、设计型实验，能够很好地调动起学生的学习积极性，也能够很好的促进学生对理论知识的运用.因此，我们在大学一年级的物理实验中，除了基础性综合性实验之外，还加强了设计型探究型实验项目，使学生能够提前接受设计性实验的初步训练，老师们积极甄选实验课题，指导每一个学生在大学一年级至少完成一个大学物理设计性实验，撰写设计性实验的课题报告或论文，为学生参加后续的学科竞赛做准备.
2改革初步效果
通过近年来不断的努力探索，我们所确立的以竞赛来促进学生创新能力培养，提升物理及实验课程建设水平稳步提升，取得了较为明显的效果.
2.1通过带领学生参加广东省物理实验设计大赛，使教师的教学水平和实验能力得到了很大的提升
教师要当好学生竞赛的指导老师，必须要去钻研竞赛题目，而竞赛题目不是一般大学物理教材里面的内容，这就要求教师必须广泛查阅文献，深入研究题目，然后才能去指导学生.而这种研究也能够反馈回课堂，使得教师的课堂教学能够旁征博引，深入浅出.从学生的选课情况来看，最受欢迎的物理老师就是那些带领学生竞赛指导最多的老师，另外我们的一位青年老师获得了广东省基础物理青年教师讲课比赛一等奖及中南赛区二等奖.
2.2学生的参赛积极性逐年提高，比赛在学校的影响力越来越大
我们连续几年组织全校学生参加广东省物理实验设计大赛，规模逐步加大，2018年校内初赛达约到150人，在学校里面的科技竞赛类项目人数规模仅次于数学建模竞赛，每年都有参赛队伍进入省决赛并最终获奖，截止到2017年共获得广东省大学生物理实验设计大赛二等奖4项，三等奖3项，这在广东省的独立学院中是非常罕见的.以下为学生参加广东省物理实验设计大赛的部分竞赛证书同时我们还编写了适合我校学生层次的大学物理和大学物理实验教材，内容体系上在保证工科自然科学基础的前提下，更加适合我校学生的实际情况.
3总结与展望
【教学目标】
一、知识与技能
1．知道时间和时刻的区别和联系．
2．理解位移的概念，了解路程与位移的区别． 3．知道标量和矢量．
4．能用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间、位置和位移． 5．知道时刻与位置、时间与位移的对应关系．
二、过程与方法 通过探究、总结，掌握科学研究方法
三、情感态度与价值观 学会在日常生活中，善于总结和发现问题
【重点、难点分析】
学习重点：1．时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系
2．位移的概念以及它与路程的区别．
学习难点： 正确认识生活中的时间与时刻．理解位移的概念，会用有向线段表示位移． 【自主学习】
一、阅读P12第一部分：时刻和时间间完隔并成下列问题。
1、结合教材你能列举出哪些关于时刻和时间间隔实例?
2、观察教材第12页图1．2—1，如何用数轴表示时刻和时间间隔?
二、阅读P13第二部分：路程和位移并完成下列问题。
1.、观察教材第13页图1．2—2从北京到重庆，观察地图，你有哪些不同线路的选择?这些选择有何相同或不同之处?
2、根据上面的学习，你能给出位移及路程的定义吗?
三、阅读P13第三部分：矢量和标量并完成下列问题。
1.既有 又有 的物理量叫矢量。举例： 2.只有 没有 的物理量叫标量。举例:
四、阅读P14第三部分：直线运动的位置和位移并完成下列问题。
1、如图1—2—6所示，物体在时刻t1处于“位置”x1，在时刻t2运动到“位置”x2，那么(x2－ x1)就是物体的“位移”，记为Δx ＝___________ 可见，要描述直线运动的位置和位移，只需建立一维坐标系，用________表示位置，用位置_______________表示物体位移．
合作探究
关键词：高中物理,新课程,实验教学,创新
实验教学是高中物理教学课程的组成部分, 也是物理教学的重要工具与方法, 是培养高中生全方位科学素养的重要手段。尤其是新课程改革的推进, 对学生实际动手能力、应用能力的要求越来越高, 只有不断创新物理实验教学, 才能顺应人才发展需求。
1.树立创新的物理实验教学观念与目标
高中物理实验教学是高中物理教学的重要组成部分, 但由于受应试教育影响, 以往高中老师只会分配有限的时间与资源进行实验原理、过程、结果演示与讲解, 认为学生只要在考试时候会解相关题目就可以, 所以我们看到的很多高中物理实验教学大多以解题技巧为主, 甚至很多学生不知道实验过程以及涉及的器具, 但对其中的关键考点却了如指掌。
新课程改革要求教育应该将知识与技能, 过程与方法以及情感态度与价值观整合起来, 以此来确定教学目标, 针对高中物理实验教学, 首先学校应该制定物理教学总目标以及各阶段实验教学具体目标, 明确高中物理实验教学的方向, 推动老师合理展开实验教学工作。开放实验室, 完善实验室器具与管理, 给学生创造良好的实验环境。
物理本身作为一门实验科学, 其很多理论知识都是来源于物理实验的发现与总结, 实验教学可以让学生有机会像物理学家一样通过实验去探索问题的解决方法, 通过实验过程, 掌握问题的影响因素, 最终通过分析、总结数据来找到问题的答案, 每个物理实验都可以帮助学生探索与学习物理知识与规律, 让学生经历完整的科学探索发现过程, 巩固与强化知识, 有助于理论与实际的融会贯通, 有助于养成学生系统创新性的思维。老师应该摒弃传统的应试教育理念, 鼓励学生走进实验室, 让学生在实验中实现物理知识的温故知新, 合理安排实验课程, 重视实验过程教学。
2.运用多种创新性物理教学手段
2.1 多媒体教学
多媒体教学现已经逐渐普及到各个学校, 高中物理老师在安排实验课程的时候, 应该巧妙运用多媒体教学, 提高物理实验教学效果。多媒体教学可以呈现出图像、声音、视频, 因为很多物理知识比较抽象, 物理实验又很难在学校实验室实现, 运用多媒体教学可以让抽象知识更直观, 并且通过实验动画的制作, 让无法完成的物理实验呈现在实验课堂上, 比如说, 原子物理中的琢粒子散射实验, 通过多媒体视频, 可以将实验中难以完成的琢粒子散射过程, 呈现在学生面前, 从而有助于学生理解与记忆这个知识点, 为后面的物理知识学习打下基础。
2.2 小组化教学
老师应该将学生进行合理分组, 一方面因为实验教学时间、某些器具有限, 老师不可能对每个学生进行一对一教学, 同时大班化实验教学也无法让老师掌握学生学习状况;另一方面小组化教学, 小组成员通过合作互助, 共同完成实验过程, 有利于提高学生合作能力, 拉近同学间的距离。
2.3 趣味性教学
相较于其他学科, 物理知识由于其抽象、枯燥等原因, 往往导致很多学生对物理学习没有积极性, 物理老师在安排实验课程的时候要精心研究知识, 准备教学内容与实验器具, 在实验设计时注重其趣味性, 让学生在实验中学习物理知识的同时, 还能够提高物理学习兴趣。比如说, 运用可乐瓶制作“水火箭”, 其物理原理是利用水和空气的质量之比, 水的密度要比空气要大得多。当气体进入密闭的火箭体内, 使得容器里空气的气压不断增大。待到气压增强到一定程度后, “水火箭”中的“燃料”就会突破密瓶塞, 高速喷射而出。这个实验需要的器具很简单, 只用到身边的可乐瓶、水即可, 但效果却很好, 而且趣味性强, 很受学生欢迎。这样的物理实验, 让学生更关注身边事物, 提高探索其中奥秘的欲望, 从而让学生爱上物理这门学科。
2.4 鼓励学生进行课后物理实验、家庭实验
物理实验教学课程有限, 老师可以鼓励学生运用课后时间以及资源进行实验, 这里主要举两个方案。其一, 学校设立物理实验兴趣班, 开放实验室, 配备专业老师, 可以实时指导学生进行物理实验, 组织物理实验兴趣浓厚的学生一起在课后完成物理实验, 让学生在实验兴趣班可以一起学习、探索知识;其二, 老师可以加强与家长的沟通, 家庭作为学生生活最多的场所, 而且有很多物品可以用来完成小实验, 让家长与孩子一起完成实验, 有助于培养亲子感情, 同时也可以普及物理小知识到各个家庭。除此之外, 还可以组织学生参观科学馆, 组织学生参加发明竞赛, 让学生可以充分学习与发挥自身特长, 进而增强学生物理实验学习信心与决心。
3.结束语
学校以及老师应该树立正确的实验教学观念, 注重培养学生的物理创新思维能力以及动手能力, 重视实验教学对于巩固学生物理知识、提高学生物理学习积极性以及创新能力的作用, 在教学过程中以学生为主体, 培养学生自己独立实验能力以及探究性学习习惯, 充分运用多媒体、小组教学、趣味性教学以及课后实验等多种创新教学手段, 来提高实验教学的趣味性, 培养学生的实验动手积极性、创新能力, 最终让学生在新课程物理课程学习过程中, 能够养成良好的物理实验学习、动手习惯, 不断提升学生科学素养与综合素质。
参考文献
[1]袁久同.高中物理学习中学生低参与现象的原因探析及对策分析[D].上海师范大学, 2008年
[2]张慧慧.基于多元智能理论的高中物理实验教学策略研究[D].合肥工业大学, 2009年
[3]王高.提高高中物理中等生学业成就的教学策略研究[D].苏州大学, 2010年
[4]赵月芳.高中物理教与学难点的调查研究[D].云南师范大学, 2007年
[5]杨坤.新疆生产建设兵团高中物理教师新课程实施现状调查与改进策略研究[D].东北师范大学, 2010年
关键词：高中物理；实验；探索
目前，大多数高中物理教学中，教师多注重理论的教学，而不够重视甚至忽视实验教学，这关键是没能真正认识到实验教学在促进教学效果以及对学生发展能力方面的重要意义和作用。而实际上，在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，可以通过各种方式的实验教学培养学生的创新能力。而培养创新能力正是现代所倡导的素质教育的核心。因此，我们有必要对物理实验教学的重要性加以论述，并着重谈一下通过何种途径才能在高中物理实验教学中培养学生的创新能力。
1.加强探索性实验教学，培养学生的创新意识
探索性实验是根据教材的特点和学生实际情况，在学生已有知识和初步具有实验技能的条件下，由教师提出课题，在教师指导下，让学生自己动手、动脑、在实验中观察现象，主动探索，然后得出物理规律的实验方法。通过设计探索性实验，可以把学生带入科学探索情景中，让学生在实践中探索新知识，亲身经历寻求并发现知识的过程，使他们的创新潜能得到开发，创新意识得以培养。有了创新意识，才能激发创新精神，产生积极的创新思维，从而引起学生探索和亲自动手欲望，为创新提供了前提条件。具体说来可以通过以下两种方式实现创新意识的培养。
（1）改课堂演示实验为探索性实验，培养学生的创新意识。
课堂演示实验一般都是教师为主体，学生仅是观察者，没有直接参与到实验中去。这虽然培养了学生的观察力和思维能力，但并不利于创新能力的培养.变演示性实验为探索性实验，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。
在实验教学中，教师因势利导，及时对学生中那些标新立异，独树一帜的做法予以肯定、支持和帮助，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。
（2）精心设计探索性实验，注意提出和启发探索问题，引导学生自行探索，在解决各种疑问和设想的过程中培养创新意识。
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
中学物理教材中安排了演示实验和学生分组实验，其方法都只有一种，比如学生分组实验，教材从实验目的、实验原理、仪器、操作步骤到注意事项，写的面面俱到。每次实验课，教师还要花相当长的时间根据实验讲实验目的、原理……，然后学生照着现成的步骤，用相同的仪器，同一种方法，在规定时间内做完同一个实验，最后得出同一结论。这对教师来说当然是省事了，但是不利于学生创新精神的培养，不利于学生智能的发展。因此在实验教学活动中，我们可以对实验教学的内容进行合理的变化，通过改变器材、条件，变化数据处理方法，以及改变实验原理、目的来增强学生的创新意识，培养创新精神。
（1）转变实验教学观念。新课标中的实验教学也是三维目标，过去理解主要是操作技能即知识与技能中的技能，其心智技能更重要。要想促进实验教学的大力发展，关键是转变教学观念。只有认真学习新课程的理论，才能明确实验教学的新目的和新要求，使他们从追求短期成绩的片面认识中转变过来，使我们能自由地投身于物理实验教学的改革中去，充分发挥教学的主观能动性，同时在教学中大胆采用创新教学的方法。
（2）改变传统教育模式。新课程教学的标准对“培养学生的实验操作技能”提出了更加明确的教学目标，对学生在高中阶段所应掌握的物理常见实验方法做了具体的说明。这就要求每一位物理教师必须认真思考怎样才能通过物理教学使学生掌握技能、熟悉方法。如果把物理实验教学作为教师传授知识，学生理解和巩固知识的辅助教学手段就必然会出现“重知识、轻方法；重讲授、轻活动；重结论、轻过程”的现状。因此，要想真正地促进物理实验教学的发展，发挥实验在物理教学中的作用，就必须改变传统教育模式。
（3）多开展学生分组实验。爱因斯坦说：“培养学生实事求是的科学态度及创新精神的重要途径之一便是物理实验。”因此，物理实验教学要以具体的实验操作为载体，以达到素质教育为要求，以培养学生各种能力为目的而进行。学生实验即是提供了亲自动手的机会，又调动了获得知识的积极性、主动性，还能让学生在动手操作过程中总结出事物发展的新规律。因此，我们应尽可能地创造条件变演示实验为学生分组实验。
（4）提高教师自身素质。作为一名物理教师，我们要不断的学习应有的实验能力和知识，要有丰富的物理知识，还要有教育学和教学法的知识，更要脚踏实地亲手实践，为提高教学质量发挥根本作用。物理教师要真正运用好物理实验教学， 就必须具备良好的实验教学素质。同时还要对物理教学中的疑难实验进行专题学习和研究，从而对实验进行改进。在接受新的实验理论和新的实验思想的同时及时把这些新的物理理念应用于教学中并指导自己的物理实验教学不断向前发展。
总之，新课程背景下高中物理实验教学应当受到充分重视，要注重实验教师的培养，要对实验教学进行分析与反思。要深入课堂、深入学生，听实验教师的课、听学生对实验教学的要求，同时也要争取做到熟悉教学大纲和教学计划。要力争做到高中物理新课程改革的宗旨，进一步提高学生的科学素养，不断提高学生的探究精神、创新精神和独立自主精神。
首先，物理教学要想教学效果好，必然离不开理论知识和实验的相结合。很多学校高中物理教学中，过多的强调理论知识，殊不知实验教学的重要性，这样也就压制了学生喜欢动手的天性，长期处于一个单调、乏味的学习状态中，学生对理论知识没有太深的理解。也可能当时感觉明白，但是学后忘得很快。究其原因，就是因为理论有时候会很抽象，不容易理解，加上学生都有思想懒惰的心理，课后也不愿意去琢磨，弄不透其中原理，时间一长，对物理的兴趣就减弱了，学习成绩也就自然降下来了。其次，物理教学需要实验教学让课堂内容更加饱满。单纯的去强调实验也不行，没有理论，学生做实验效果会达不到要求，对章节内容的理解也会有偏差，这就需要教师去衡量好理论和实践相互联系的度。再次，物理实验教学要保证学生做实验的时候都可以亲自去做，这样就可以使学生融入到教学当中，对所学知识心里也能产生较深的理解。需要分组或者是需要几个人一起合作完成的实验，教师一定要提前安排好人学生，每组学生应实力均衡，保证有基础好的带着基础弱的，这样就能使实验效果更加突出。
二、教师要精心备课，合理设计好课堂
作为课堂的主控者，教师一定要精心备好课，对课堂所讲知识要熟记于心，并把实验中可能遇到的情况事先在心里模拟一遍。学生在做实验的时候，教师引导是应该的，但是切忌过多左右学生的思路，尽量让学生发挥自己的动手操作能力。对于害怕做错的学生要适当加以鼓励，让其主动投入到实验中，感受实验带来的乐趣和魅力。此外，教师对实验器材的准备要尽可能多样化，让学生的想象力得到发挥，学会用替代品去做实验，或者自己去设计实验，教师要多肯定学生的实验设计，并加以合理的指导，既可以让学生真正投入到物理学习中，又能激发他们学习物理的兴趣。以上这样情况的发生就需要教师有很好的掌控课堂的能力，只有充分备好课，对课堂环节把握好，才可以更好的提高课堂效率。
三、高中物理实验教学离不开师生沟通交流
任何教学方式都需要建立在师生和谐的关系上，否则就是讲的再好，方式方法再好，对学生也是无济于事的。人是感情动物，人非草木，孰能无情，教师在实验教学中也要注意和学生的沟通与交流，只有两者达成共识，形成共鸣，对讲课才是好事情。而且，很多实验比较复杂，有的甚至还有一定的危险性，教师和学生更要勤联系才能保证实验的安全性。师生沟通顺畅，对教师讲课和做实验都是事半功倍，同时，教师和学生的关系和谐会加深学生对物理科目的喜欢程度，会让学生无论是从实验上，还是课程上，都会更加用功。
四、高中物理实验要多样化
物理实验对物理课程是个很好的补充和实践，但是有时候受条件约束或者是场地情况等等原因，就使得物理实验并不能都是在实验室中进行，也并不能时刻都是完备的器材，这就需要自己创造条件去做实验。
（一）家里也可以进行物理实验
很多时候家里的一些日常用品可以代替实验器材，比如透明的瓶子当做盛东西的器皿，筷子可以代替坩埚钳，汤匙可以代替药匙，塑料吸管可以用作导管，酒精灯可以用蜡烛取代等等。这样的话，学生在家就可以利用一切可以利用的条件去用于实验，开动了学生的脑筋，也让学生更加独立。
（二）学校的实验室要适当在课下对学生开放
教师可以和学校负责实验室的主管进行沟通，或者是通过校领导，让实验室适当在课下对需要的学生进行开放，满足学生做实验的需求，当然也可以由教师负责看管，保证实验室的干净和整洁。这样的话，教师就有时间对学生课上所做的实验提出更多意见，并把实验重组，然后通过多种方案对比效果如何，让学生对实验的方式和目的更加清楚。
五、结语
一、家庭物理实验的现实意义
开展家庭物理实验教学活动后，完全可以弥补学校教学实验的不足，使学生能够充分地完成课堂上没有来得及做完的物理实验内容。目前的高中物理实验活动中，教学设备有限，只能是多人共同操作一个实验仪器，大部分学生几乎没有动手操作的机会，只能观看教师操作。长此以往，学生的实验动手能力会逐渐下降，使学生对做物理实验这件事本身也会失去兴趣，开展家庭实验，则使每个学生都能够独立地完成实验的整个过程，增强了学生动手操作的实践能力。学校物理实验使用的器材，都是厂家特制的专门性的器材，教师往往是怕学生在操作中损坏掉，反复告诫学生在熟知实验内容和实验程序之后才能动手操作，要求在实验中保护好器械。学生也怕损坏实验器材而不愿意动手操作，这不仅限制了学生的想象力和创造性，也不利于学生个人综合素质的提高。高中生正处在思维活跃的阶段，强制他们去做带有约束性的事情，结果会适得其反。反之，如果充分利用高中学生的兴趣去正面引导他们，通常会收到良好的效果。学生在家庭中开展一些简单的物理实验，既满足了学生对于物理学科知识点证实的好奇心，又提供了相对自由宽松的环境。提升了学生本身的`自信心，增强了学生自己分析问题和解决问题的能力。进而提高了学生的综合素质。
二、家庭物理实验的建议
1.鼓励建立家庭物理实验室。学生可以在老师和家长的帮助之下建立家庭物理实验室，根据物理教科书将实验内容进行分解，并收集日常实验需要的用品，养成随时用物理知识分析生活中的一切现象。我们生活的这个世界，是充满物理特性的世界，液体的密度、金属的导电性，塑材的绝缘性、物体之间的弹性等，都为物理实验提供了丰富的实验对象。下面列举1个简单的物理实验小例子，学生可以自己动手做一下。筷子的神力思考：把一根筷子插入装着米的杯子中，然后将筷子上提，筷子会把米和杯子提起吗？材料：塑料杯一个、米一杯、竹筷子一根。操作方法：将米倒满整个塑料杯，用手将杯子里的米按紧。按住米，从手指缝间插入筷子。轻轻提起筷子，杯子和米就一起被提起来了。原理：由于杯内米粒之间的挤压，使杯内的空气被挤出来，杯子外面的压力大于杯内的压力，使筷子和米粒之间紧紧地结合在一起，所以筷子就能将装满米的杯子提起来了。2.家庭物理实验可以成为学生的学习方式。每个学生要积极开展家庭物理实验。使家庭物理实验成为自己的学习方式，使它成为家庭作业的一部分，家庭物理实验要与课堂教学内容相一致，就要求学生的实验设计内容呈现多样化。
三、家庭物理实验的注意事项
它的难度要降低一些，学生基本都是未成年人，他们认知程度和思维水平有限，所以，家庭实验的内容不宜太复杂，不能超出学生的知识，技能水平。同时还要特别注意安全问题。在实验时，可能要用到电冰箱、电风扇、电磁炉、煤气灶等家用电器，需要在家长陪同下进行实验，在不损坏器具的同时，不要危及自身的生命财产安全。物理实验不单纯是物理理论学习的基础工作，也是推动物理学不断发展的不竭动力。因此，高中生必须从根本上引起对于物理实验的重视，将家庭物理实验贯穿于高中物理学习生活的始终，只有这样，才能在高中阶段的物理学习生活中，学到自己需要的知识，为将来的工作打下良好基础。
参考文献：
[1]郭逸海.《中学课程辅导:教学研究》..
关键词：实验教学；高中物理；方法；创新
高中物理教学是一项十分繁杂、系统的教学，它包含力学、声学、热学和光学等多个分支，并且每一个章节的知识点较为独立、抽象，这就给教学带来了不小的难度。目前，教师只重视理论教学，对于实验教学的重视度不够。假若只注重物理“结论”，而忽略推导结论的实验过程，对于高中物理教学的创新和改革会产生消极的影响。为此，本文就以生动的教学案例着重阐明高中物理实验教学的创新方法。
一、强化探索性实验教学，培养学生的创新意识
探索性实验要紧密贴近教材的设计特征和学生学习物理的现实状况，在学生现有的物理知识和初步具备实验操作的条件下，由教师在课堂上提出实验标题，在教师的统一组织和指导下，调动学生实验操作的热情和积极性，开动脑筋、勤于动手，在实验中注意发现新现象，研究新情况，解决新问题，把学生带入一个物理探索的新天地。下面主要从两个方面阐述探索性实验教学的创新方法。
1.教师亲自演示实验，树立学生的创新意识
物理实验的教学离不开学生的参与，也离不开教师适当的演示。学生作为物理知识的初学者，对于新接触的实验会感到难以入手，教师就需把待研究、待解决的物理实验演示给学生，引领大家主动观察思考。
比如，学习有关“加速度”的知识时，教师可以拿两个倾斜程度不同的斜面，再找两个底面较为光滑的木块，从斜面顶端用手施加一个推动力，木块便下滑。演示实验做完后，就要问学生：这两个木块的速度不一样，是否速度越大，加速度越大？加速度的方向和木块的速度方向一致吗？木块的速度变化越大，加速度越大吗？大家由加速度的概念得知，经由发散思维便能回答出来：加速度并非增加的速度，也不是速度变化的多少；加速度很大时，速度可能很小，反之亦然；加速度大，只能表明速度变化快，不能说明速度就一定大。
由此可见，教师在实验教学中一定要因势利导，第一时间对学生的那些新颖的做法给予激励和认同，让学生养成用个人大脑思考实验现象的良好习惯，不迷信、盲从他人，要积极探索新知，敢于创新。
2.教师设计探索性实验，引导学生自主探索，在质疑中培养创新意识
实验教学除了演示实验外，还涉及一些由学生自行探索得出预期结论的实验，这就要求学生成为实验教学的主导者，由探索才能创新。
二、开放实验室，拓宽实验教学创新的途径
物理学实验归根结底是“原理”实验，把实验原理吃透，才能对整个实验教学产生事半功倍的效用。教师应当积极引导学生参与到物理课堂中去，对实验原理开展探索和发掘，以科学的物理方法、严谨的操作态度、勤奋的钻研精神做好每一个实验。教师需经常开放实验室，让大家在课余时间也去探究物理实验，只要钻研功夫到，自然就会在实验中熟能生巧，摸索出一套更加简易的实验方法。
比如说，在做“动量守恒定律”的验证实验时，学生们需亲身去实验室尝试整个实验的来龙去脉。首要的任务就是明确实验方法，汲取平抛运动的实验方式，使用“水平位移”和“等效法”替代“水平速度”，进而给定律精确性的验证又减少了不少麻烦，这就需要学生利用实验室做实验的良好机会，在创新实验方法的基础上，更快捷地得出实验结论。
三、激发学生做实验的兴趣，提高学生的实验能力
实验是物理的基础，兴趣是最好的老师，拥有兴趣对于物理实验教学的开展是至关重要的。物理教学的本质就是以学生为核心，形成团结协作的精神，共同致力于实验的成功完成。学生通过提炼发生在表面的物理现象，进行深度钻研，提出一个又一个疑问，在不断解决这些问题的进程中，真正地放开创新的翅膀，解答出现象背后的问题。
高中物理实验教学要善于利用实验资源，不断激发大家的好奇心与求知欲，以学生为教学之本，加大对物理实验的探究力度，创新实验教学的方法，不断提高实验教学的质量和效果。
参考文献：
[1]张军.浅谈高中物理教学如何提高实验创新能力[J].新课程学习：中，2009（12）.
[2]杨明志.高中物理教学中学生动手能力培养的问题与对策[J].西安交通大学学报，2010（06）.
[3]潘晓红.高中物理教学中实验创新能力的培养[J].高中数理化，2012（04）.
[4]李洪松.浅谈高中物理教学提高实验创新能力的方法[J].中国科教创新导刊，2011（06）.
首都师范大学的续佩君老师将物理实验能力分成10个基本层次: (1) 按实验步骤完成; (2) 设计实验记录的表格; (3) 基本量具及仪器的使用; (4) 基本工具的使用; (5) 运用误差理论分析物理实验; (6) 写出物理实验报告; (7) 分析物理实验现象和实验处理; (8) 设计简单的物理实验; (9) 排除简单故障; (10) 根据需要寻找实验仪器的待用品。
新颁布的普通高中《物理课程标准》专门规定要开设实验“物理实验专题”板块, 该模块注重从以下四方面培养学生的创新能力。
一、经历科学的实验探究过程, 培养学生的创造性思维
新的物理课程已经淡化了课堂教学与实验教学的界限。传统的物理实验的主要目的是让学生验证某些物理规律、某些物理量的测量。同时, 要求学生会进行观察、操作、分析实验数据的能力。在科学的实验探究过程中, 学生可以认真观察老师在课堂上所做的演示实验, 大概地了解实验要解决的事情, 在大脑中搜集所学相关知识的内容, 充分调动思维。在演示实验中应当把实验做得生动有趣, 以吸引学生的注意力, 激活他们的好奇心, 激发他们的求知欲, 并形成学生主动学习的良好氛围。通过观察验证性实验, 学生能更好地了解实验目的、实验现象, 通过实验探究, 学生能对所学的知识有更深入的掌握, 从而激发学习的兴趣, 培养用科学的思维方法去思考问题并假设和预见实验结果, 充分培养创造性思维。
二、强化实验方案的自我设计, 增强学生的创造潜能
传统的物理实验侧重于培养学生的观测能力、动手能力, 妨碍了学生智力的开发和创新能力的培养, 把学生束缚在一个狭小的空间内, 妨碍了学生充分发挥他们的想象力。教师通过充分运用学生所学过的物理知识及学生已有的生活经验来让学生设计自己物理实验方案, 不仅可以激发学生的求知能值得商讨了。
例如:一个物体, 如果没有受到其他物体的作用, 它就保持自己的静止状态或匀速直线运动状态。这样的陈述可能离惯性定律的本义较远, 因为这一陈述的方式是在动力学的维度上来进行的, 陈述的对象是“一个物体”。这和牛顿第二定律的研究对象是一致的, 这样方式的陈述毫无疑问地可以把惯性定律认为是牛顿第二定律的一个特例, 因为“如果没有”这几个字就表达了陈述事件的某种特殊性。
另外一种常见的陈述方式是:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态, 直到有外力迫使它改变这种状态为止。这样一种表述比前一种完整多了, 它几乎就是牛顿的原义, 但这里的“一切物体”应当换成“任何物体”。因为在此论述中的“任何物体”实际上是对一切物体的否定, 而“有外力”应当换成“其它物体的作用”, 因为惯性定律是不涉及力的, 操作意义动性, 培养学生的独立思考能力, 而且能培养学生的独立动手能力和丰富的想象力。正如哲学家康德所说:“想像力是一股强大的创造力量, 它能够从实际自然所提供的材料中创造出第二自然。”同样, 爱因斯坦也意识到想象力的重要性, 他说:“想象比知识更重要, 因为知识是有限的, 而想象可以包罗整个宇宙。”由此可见丰富的想象力在学生创新能力的培养中具有重要的作用。阿瑞提 (S.Arieti) 对个人创造力的培养提出了十分独道的见解, 他认为:与集体生活相补充的“单独性”, 与紧张学习工作状态相对比的“闲散状态”, 与理性思维相反的“幻想”, 以及摆脱禁锢的“自由思维”是培养创造力的重要条件。创造这样的条件有利于培养学生思维的独立性、主动索取性、多向变通性、求异性、综合概括性等创造思维品质。所以教师要给学生广泛的空间自由地发挥自己的创造力, 这样可以充分发挥学生的想象力, 激发他们的创造潜能。
三、深入对实验过程和实验误差分析, 提高学生的综合素质
物理实验本身就是一个操作过程, 以学生分组实验为主, 使每个人都有实验操作机会, 注重学生手与脑的完美结合去探索万物的规律, 以达到培养学生创新能力的目的。分组实验可以增强学生之间的相互协作能力, 增进同学之间的友谊, 相互“切磋”, 使学生的创造能力得到丰富和发展, 并且还能积累团队工作的经验, 这能为学生日后胜任工作岗位作好铺垫。分析实验过程所产生误差是实验教学中的一个非常重要的环节, 对于物理实验中数据的变化, 只有科学地分析, 才能得到想要的结论, 因此对试验误差的分析, 不仅能增强学生科学的分析方法能力, 而且能使学生透过现象看到物理规律的本质, 通过实验数据的变化来抽象概括出物理概念和物理规律。深化实验过程和分析试验误差不仅可以培养学生严谨、细致、实事求是的科学态度, 而且能培养学生善于动脑、动手和科学的研究方法等良好习惯, 真正提高学生的综合素质。
四、重视对实验方案和实验结果评估, 增强学生的逻辑思维能力
物理实验需要评估, 没有评估与交流的物理实验是盲目的, 评估与交流主要有以下几个内容:操作中有没有什么不当或者错误?测量结果与真实结果有什么出入, 产生的原因是什么?学会为自己的正确观点进行答辩, 并且说出你在实验中是否发现了什么新的问题, 为什么, 怎样去解决的。在评估与交流活动中达到知识互补的目的, 实现创新思维的碰撞。评估与上的力这个动力学的基本概念与惯性无关。
我试着这样来陈述惯性定律:存在着的宇宙有这样一种性质, 它使任何物体在没有受到其它物体作用的时候总保持静止状态或匀速直线运动状态。或许, 这样的一种陈述方式是较明晰的陈述方式, 它强调了惯性与惯性的表现者 (个别研究对象) 的严格区分, 这个陈述的主语是性质, 这样的陈述才可称为关于“惯性”的定律。而我们也应当将惯性定义为:使物体保持静止或匀速直线运动状态的性质。
参考文献:
[1]徐祖年.质量是惯性或引力的量度.物理教师, 2001,
[2]梁昆淼.力学·上册 (修订版) .高等教学出版社, 1978, 12修订, 第2版:64.
新课程理念下的物理实验教学探讨
张丽丽
(江苏省建湖县高级中学, 江苏建湖
摘要:实验在中学物理教学中占有非常重要的地位。物理新课程标准对培养学生的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观目标都提出了明确要求。传统实验教学忽略了对学生观察、思维、创新等能力的培养, 教学效果一直不佳。教师要不断地更新观念, 让学生发掘实验中蕴藏着的科学思想, 调动学生的积极性和主动性, 在培养动手能力同时培养学生的观察、思维和创新能力, 这样才能使学生实验达到更好的教学效果。
关键词:新课程理念中学物理实验教学目标达成教学过程
物理学是一门以实验为基础的学科。新课程标准明确提出:物理学由实验和理论两部分组成, 物理实验是人类认识世界的一项重要活动, 是进行科学研究的基础。物理新课程标准对培养学生的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观目标都提出了明确要求。物理实验在中学物理教学中占有很重要的地位, 它对学生理解和掌握物理概念和规律, 对学生巩固和运用物理知识有着重要的作用。学生可以在物理实验中学习分析问题和解决问题的方法, 养成科学的态度和习惯。实验教学还可以提高学生的综合能力、创造能力。著名物理学家杨振宁曾说:“对人类来说, 毕竟90%的科学活动是实验, 而且科学中最重要的基础是实验, 对那些特别擅长动手的学生来说, 应认为擅长动手是一件非常幸运的事, 因为有这种能力, 他们就很有可能在适当的学科中从事很有意义又很重要的事业, 取得扎扎实实的进展。”
一、物理实验教学现状
杨振宁曾一针见血地指出传统中国物理教学中普遍存在的问题:“中国的学生学习非常刻苦, 基础知识丰富、扎实, 且善于考试。但他们却普遍存在动手能力差, 不善于提出问题等缺陷。”纵观现今教育界, 最热门的话题就是变“应试”教育为“素质”教育。素质教育的核心就是对学生进行综合能力的培养。传统的物理实验教学往往只局限于教师演示、学生看, 教师示范、学生模仿, 忽略了对学生观察、思维、创新等能力的培养, 使实验教学的效果一直不佳。
目前, 中学物理实验教学有了较大的发展, 但依旧存在着一些问题。
1.“程序化实验”。
学生根据教师讲解的实验目的、器材、步骤, 像机器一样, 按规定的程式操作, 去获取教师、书本所要求得到的实验数据、结果。虽然学生动手了, 但这只是一种机械性的操作, 学生往往并不真正明白实验的内涵。
2.“试题实验”。
交流的过程能增强学生的语言表达能力、综合概括能力和逻辑思维能力。因此教师要创造良好的“合作交流”氛围, 引导学生开展激烈讨论和交流活动, 使学生展示自己的探究成果和方法、倾听他人的成功经验, 通过进行客观的比较和鉴别, 从不同的角度完善自己的实验方案, 学习好的经验, 提高认识, 正确理解所获得的新知识。通过评估与交流使学生清楚地认识到自己在实验探究过程中的错误、弯路甚至失败, 这对学生具有重要的教育价值, 学生还能从中得到良好的宝贵经验, 为以后的创新打下坚实的基础。
总之, 在物理实验中注重培养学生的创新能力是物理教
学生用笔“做实验”。教师通过编制大量实验试题让学生被动地掌握, 这不仅增加了学生的课业负担, 而且挫伤了学生动手实践的积极性。
更有许多教师, 对一些原本可以让学生自己动手做的实验却用多媒体来展示, 还美其名曰“现代技术的运用”。
这些现象都在一定程度上反映了现在中学物理实验教学依旧存在着“重讲授、轻动手;重知识、轻方法;重结论、轻过程;重机械训练、轻实质体验”的问题。要想更好地达成新课程提出的教育目标, 就必须积极改变现状。
二、实验教学目标的达成
物理新课程总目标提出:使学生保持对自然界的好奇, 发展对科学的探索兴趣, 在了解和认识自然的过程中有满足感和兴奋感;学习一定的物理基础知识, 养成良好的思维习惯, 在解决问题或作决定时能尝试运用科学原理和科学研究方法;具有创新意识, 能独立思考, 勇于有根据地怀疑, 养成尊重事实、大胆想象的科学态度和科学精神;关心科学发展前沿, 具有可持续发展的意识, 树立正确的科学观, 有“振兴中华, 将科学服务于人类”的使命感和责任感。
要达成以上目标, 我们就应很好地借助于实验教学这一手段, 积极做到以下几点。
1.激发学生的兴趣。
伟大的物理学家爱因斯坦有句名言:“兴趣是最好的老师。”一般来说, 中学生在刚接触物理时, 都有一种新奇感。我们应充分发挥实验的魅力, 并通过探讨实验教学的新构想将学生的这种新奇感转化为持久的学习兴趣。
2.注重体验式学习。
体验是现代学习方式的突出特征, 学习不仅要用脑子思考, 而且要用眼睛看, 用耳朵听, 用嘴说话, 用手操作, 即用自己的身体去经历, 用心灵去感悟。通过科学探究让学生通过自己的亲身经历来了解知识的形成、发展、应用, 从而丰富学生的学习经历。
3. 改革实验教学模式。
新课程理念下的教学模式应充分发挥教师的主导作用, 突出学生的主体地位。教师应相信学生, 给学生以自信, 让学生独立设计实验, 最大限度地调动学生自主学习的积极性和主动性。
三、拓展物理实验教学途径
改革物理传统实验教学模式, 提高学生的观察能力、思维能力和创新能力, 这是在物理实验教学中将“应试”教育转为“素质”教育的关键。那么如何拓展物理实验教学途径, 从而提高实验教学的效果呢?我提出以下几点建议。
1.展现物理过程, 突出实验原理, 培养学生的观察能力。学的永恒重点。实验是物理教学中实施创新教育的灵魂, 实验不仅可以培养学生的创造性思维、丰富的想象力、创新能力和科学探索的态度, 而且可以激发学生的学习兴趣、求知欲望, 达到使学生全面发展的目的, 从而实现我国素质教育的宏伟目标。
摘要：物理是一门实验科学, 实验是物理教学的灵魂, 物理实验不仅是物理教学实现培养学生创新能力的手段, 而且是物理教学不可或缺的重要内容。
关键词：物理实验教学,创新能力,四个方面
参考文献
[1]李松岭.物理教育中培养学生创造性思维能力的教育理念和策略[J].
[2]吴永熙, 张德启.试论物理教育中的课题探究教学.
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