高中物理演示实验创新设计思路-教育文档.docVIP

高中物理演示实验创新设计思路 　　物理实验可以培养学生的学习兴趣，激发学习欲望；能够使学生从本质上把握物理规律；并有助于培养学生观察、思维、创新、实践等多方面能力。新人教版普通高中物理教科书上仅演示实验就有200多个，新课程教学理念提倡：用教材教，而不是教教材，一线教师在教学过程中可以灵活应用课本，也可以结合教学实践，开发新的资源，为教学服务。下面我从四个方面谈一下课堂教学过程中创新演示实验的设计思路。 　　1.变抽象为直观。 　　物理学科中，所研究的质点的运动、微观分子热运动、电流的流动、原子核式结构等都非常抽象，很多是理想化模型，也有很多用肉眼无法观察，学生想象和理解起来非常困难，如果我们能设计实验变抽象为具体，创设可视化物理情景，将对物理概念、规律的理解有很大的帮助。下面举例说明： 　　电容器带电，电荷量用肉眼是看不到的，带电量越多，电容器两端电压越高，张家口宣化一中的张老师，转化实验情景，巧妙地解决了这一问题。如图1，上面两个圆盘是改造后只有秒针的石英表，双刀双掷开关打到下面，两个电容器被同时充电，但是左边电路接的是一节干电池，右边电路接的是两节干电池，充电后双刀双掷开关又打到上面，两个电容同时开始放电，观察右边表的指针走动的格数更多些，也就说明电压大的电容器带电量多些。这个实验巧妙利用双刀双掷开关同时控制两个电路，这样观察更便捷，且对比性强，另外把抽象的电量转化成可视的表针移动的格数对比，非常符合人们从感性认识到理性升华的认知规律。 　　2.变模糊为准确。 　　课本用水容器装水进行类比，定性说明电容就像水容器的容积一样反应电容器容纳电荷本领大小，而没有实验进行说明，且电容的比值定义法也只是类比前面所学，直接给出。张老师设计了这样一个实验：如图所示，C1和C2是规格一样的电容，首先打开S2，第一步将开关S1合到a端，给C1充电，C1带电量计做Q，用数字万用表测出C1两端的电压U；第二步开关合到b端，C1会把电量给C2一半，两电容器带电量均是Q/2，可以测出C1和C2两端的电压均为U/2；第三步打开S1，闭合S2，把C2带的电荷放掉，S1再合到b端，C1又把电量分给C2一半，此时C1和C2的电量均为Q/4，测C1和C2两端的电压，发现均变成U/4。这样抽象的东西变的很具体，学生直观地看到电荷量的变化同时带来了电容器两端电压的变化，并且是正比关系，不同的电容器Q与U的比值不同，而同一个电容器的Q与U的比值是相同的，把这个比值定义为电容，用来反映电容器容纳电荷本领大小。这样设计实验，使抽象的知识变得很直观，学生在观察、记录、分析数据的同时也就理解了电容器电容的物理含义，并且对比值定义这种物理学中常用的概念命名方式有了更深的认识。 　　3.变定性为定量。 　　没有实验证实的理论无法让人信服，而没有理论支撑的物理规律很难进行推广和应用，自伽利略把实验和逻辑推理（包括数学运算）和谐地结合起来，科学才不再踯躅于泥途荒滩，理论和实验对物理研究来讲，缺一不可。 　　匀变速直线运动位移和时间关系s=v0t+1/2at2，课本上利用无限分割的思想说明v-t图像下面积表示一段时间物体发生的位移，利用图像面积推导出来，有理论的分析，能不能用实验证明呢？如果我们用小车、打点计时器等来实验，只能验证特殊的：初速度为零的匀加速直线运动的s-t2直线关系，而如果我们采用位移时间传感器的话，就非常方便，我们可以截取匀变速运动过程中任一段数据，输入电脑，让电脑去拟合公式，除验证了公式的正确性之外，还能直接读出对应的加速度和这一阶段的初速度值，使理论得到的公式更具有说服力。 　　4.挖掘器材多功能，变演示实验为学生动手实验。 　　演示实验只是教师在操作，实验可控能力强，但有一定的局限性，比如无法培养学生的动手能力，无法替代学生在操作中遇到困难，进而通过解决困难，培其创新思维等，如果有些探索性实验，能巧妙设计，让更多的学生参与到实验中来，那对于学生掌握知识和培养多方面能力是非常有益的。 　　在2007年全国物理青年教师课堂教学大赛中，宁夏的唐老师设计了力的分解演示仪，如图，下面两块板之间用一个合页连接，此实验仪器既可以定量演示对水平面上物体施加斜向上拉力时的作用效果，也可以定量演示斜面上物体重力的作用效果，非常巧妙，还有一个优点就是体积小，易于操作，现象明显，可以让学生进行课堂分组实验。 　　创新设计实验的动力来源是培养学生基本能力、教会学生学习，思维来源可能是习题中的一个提示，也可能是知识前后联系的应用，也可能是生活中的一个灵感，只要老师们多动脑筋，多积累生活经验，多关注学生，就一定可以使我们的课堂更有效、更精彩，使学生收获更大。