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1、中学物理实验创新的策略霍德亮教学目的：通过培训使学员了解教师物理实验创新基本原则、实验创新的基本方法，掌握中学物理实验创新的基本技能，并能在教学中不断创新，灵活应用实验提高课堂效率。教学手段：多媒体课件辅助教学方法：课例讨论教学内容：物理学是一门以实验为基础的科学。演示实验是初中物理实验教学的重要组成部分，它不仅是建立物理概念和规律、理解和掌握物理知识不可缺少的环节，还能培养学生的观察能力、思维能力、探索精神以及良好的学习习惯和方法，提高学生科学素质的重要手段。在实际生活中，社会活动中动手能力，操作能力，创新能力又是一个人的基本要素。因此，对学生进行动手能力，操作能力的培养，引导学生不断创新，
2、培养学生的创新精神和创新能力是我们教学的最终目的。实验是在物理教学中为了丰富学生感性认识，或为了提出问题，或为了对已得出的结论进行检验，或为了探究新问题，或为了创设物理情境或配合课堂教学的其它需要。实验既是教学手段，又是教学目标，贯穿在整个课堂教学之中，实验创新既有教师对实验设计的创新，又能引导学生创新，是培养学生观察、思考和分析问题能力的一种物理教学方式。一、中学物理实验创新的意义、内容及要求1、实验创新的意义与功能物理学是一门建立在实验基础上的科学，在教学中要充分体现实验的教学功能，就必须根据教学实际进行实验创新，实验创新除了实验本身的价值以外，教师在实验创新活动中体现的创造思想和行为对学
3、生创造力的培养产生的潜移默化作用是不可估量的，这也是实验创新的独特教育功能。2、实验创新的内容与要求实验创新并非简单意义上的自制教具，它具有丰富的内涵，从设计思想到演示手段，从设备组装到自制教具，从实验步骤到演示技巧，在实验的每一个环节都包含创新的内容。实验创新要以提高学生能力和素质、提高教学效率为宗旨，以突出教学重点、突破教学难点为目的，以原有实验之不足或教学过程中出现的新问题为突破口，实验创新更要求教师有良好的实验素质，要有思维的灵活性，在解决问题时打破常规，多方位思考，大胆提出各种创造性设想。物理实验创新可分为三个层次：一是实验局部改进；二是实验思想更新；三是实验内容创新。（如：有意使马
4、德堡半球实验失败。）二、中学物理实验创新的原则1、直观性原则。初中学生形象思维能力高于逻辑思维能力。因此，演示实验要求直观，让每一位学生都能看得清，看得明白，演示的效果明显，通过明显的实验现象引发学生思考、探索。因此物理实验改进与创新必须将直观性放在首位，要求实验操作过程简单明了，实验现象明显，能见度大，直观性强。2、趣味性原则。兴趣是最好的老师。利用演示实验创设情境的核心是激发学生的学习兴趣，从而调动学生的情绪，激发学生的思维，激活课堂教学的重方法。因此，在改进和创新实验时应考虑中学生的年龄特点和心理特点，使演示实验要尽可能的生活化、趣味化。这样学生感到亲切、新鲜、有趣，将愉快的情趣中转到物
5、理学习中来。因此设计演示实验要突出惊奇，使学生惊之以心，动之以情、思之有趣、品之有味，激发起学生的疑惑感、矛盾感、好奇心，形成探究的动机。3、规范性原则。科学实验要严谨、求实、一丝不苟，教师的演示实验可以为学生的实验操作起到示范作用。教师的操作简单规范，对学生起到潜移默化的作用，学生从中学习到实验技能、方法和严谨的科学态度。因此，在改进和创新实验时，实验原理，实验器材，实验操作方法都要规范、严谨。在实验过程中如实地记录实验中观察到的各种现象，甚至一个数据，一个标点符号，做到严格地把实验事实和自己对事实的解释区别开来。坚持实事求是的科学态度，这不仅是提高物理实验质量的要求，也是增强学生的科学素质
6、，培养创造型人才的需要。4、辅助性原则。为了加强演实验对课堂教学的辅助性，教师在做实验时有必要做相应的讲解。在演示前讲清实验目的、设备、原理、观察重点以及实验操作要领等；在实验过程中指导学生观察现象、记录数据；同时演示过程中教师语言要规范，不出现知识性错误或口误。在实验后引导学生分析实验现象或数据，总结物理规律。5、实用性原则。演示实验可以使用实验室所配备的器材，也可以自备自制教具，甚至可以使用我们日常生活中的现有物品，用学生身边的物品做实验。如：用水和玻璃做光的色散实验等，这些器材学生更熟悉，通过这些课本上没有出现的器材启发学生的创新能力，调动学生刚刚起步的创新的意识和创新的精神。同时有利于
7、使学生明白物理就在身边，物理与生活联系非常紧密。如：用筷子做成秤演示杠杆的平衡；铅笔可以做滚动摩擦比滑动摩擦小的实验；用铅笔、土豆、图钉研究固体压强；用棋子观察惯性现象；用蜡烛观察熔化；牙膏皮研究浮力等。6、简单性原则。越是简单的现象越能揭示事物的本质，越是简单的现象越能产生深刻的印象。为了突出直观性，实验原理尽可能简单，便于学生理解；实验器材尽可能简化，便于突出观察点；能用简单仪器演示的实验不要用复杂的实验仪器；有简单易懂的原理，不用复杂的原理。 7、安全性原则。以人为本，全面发展，一切为了学生的发展这是学校教育教学工作的宗旨，物理课堂教学也是如此。因此在做演示实验时，一定要注意安全，安全第
8、一，常在心中。如：实验用电安全、用火安全、使用玻璃器材安全、实验试剂安全、尖锐实验工具安全等等。三、中学物理实验创新的技法与实例1、发掘实验的新用途。对于原有的实验，要尽可能考虑它有没有其它用途。例如，我们通常用台式测力计演示物体对接触面的压力，而水平放置的台式测力计所指示的压力恰恰等于物体的重量，这就不易澄清学生中压力与重力不分的错误认识，如果将测力计稍稍倾斜，它的示数就变小了，这一改变，不但区别了重力与压力，也说明了斜面所受的压力小于物体重力这一事实。2、通过模仿达到创新。对于已有的实验或现象，可以考虑有无与我们需要设计的实验相似的东西，诸如相似的目的、手段、过程、结果等等，从而进行模仿，
9、实现创新。例如，有这样一个“气功”节目，“气功师”平躺在布满铁钉的平板上，身上压一块大石板，石板上放一块石头，助手抡起大锤将石头砸碎，“气功师”却安然无恙。这个节目本身包含了许多物理道理，通过模仿，设计一则适合在课堂上演示的“硬气功”实验，效果很好，具体做法如下：将手掌平放在桌上，上面压一个较重的铁块，铁块上再放一块砖，用锤子将砖砸碎，手却无任何损伤。再如：用水透镜模眼睛看远近不同的物理，近视眼、远视眼及其矫正等。3、改变实验的某个方面。对于已有的实验，可以考虑改变它的颜色、运动、声音、形态，改变显示信息的方式等等，使原来的实验产生更好的效果，也可以演变为新的实验。例如，传统的“超重失重演示仪
10、”是利用弹簧秤示数变化显示物体的超重与失重，由于弹簧秤运动较快，对其示数变化无法进行动态观察。用声、光信号代替弹簧秤的示数变化，设计一台“声光显示超重失重演示仪”，利用演示仪处于超重、失重状态时弹簧的伸缩控制电路的通断，从而控制声光的产生，有效地克服了原有仪器的弊端。4、扩大实验内容。从正反两个方面分析原有实验，使原有实验的内容进一步丰富，从而达到实验创新。例如，关于液体的沸点与压强的关系，课本中介绍了用气筒抽气使没有沸腾的水沸腾起来的实验，如果我们增加一个动作，用两用气筒朝密闭的容器内打气，正在沸腾的水就会停止沸腾，从正反两个方面说明了液体的沸点与压强的关系；飞机升力演示实验只演示了机翼上升
11、情况，若将机翼反转演示机翼下降，便能产生许多联想和思索。5、缩小实验内容。对于一个实验，可以考虑能否缩小它的内容，从而实现创新。比如取消某些元件，使形状变小、重量变轻、厚度变薄、长度缩短，消除某些现象，压缩步骤、减小阻力等等，内容的减少并不意味着实验功能的减少，却可导致新实验的产生。例如，演示著名的帕斯卡水桶实验，利用带橡皮塞的瓶子代替水桶，用一根细长的胶管插入瓶中，往管中灌入适量的水，再将管口逐渐举高，就会看到在水的压力作用下，橡皮塞伴随着“嘣”的一声从瓶中冲出的精彩场面。6、通过代用实现创新。对于一个实验，可以考虑能否设计其它的实验来代用而达到同样的目的，甚至产生更好的效果；或者考虑能否以
12、其它材料、方法、元件、工艺、动力等来代替，从而形成新的实验。例如：有一个证明大气压存在的传统实验瓶子吞蛋。该实验要用到煮熟的鸡蛋，熟鸡蛋易碎、易变质。用一个吹起的小气球来代替熟鸡蛋效果很好。7、通过转换实现创新。“转换”是一种大胆的思维方式，包括改变布局、改变顺序、互换因果、改变进程等等，通过转换可以实现创新。例如，学生对教材中介绍的“静电火花的最大危害是使某些易燃品燃烧”极感兴趣，课后总要试着用感应起电机产生的火花将纸点燃，结果却大失所望，如果改变布局，将感应起电机换成感应圈，将纸换成沾了酒精的棉球或硝化棉，实验就很容易成功了。8、通过颠倒实现创新。对事物的颠倒是一种反常规的思维方式，通过颠
13、倒有时会获得意想不到的效果。颠倒的方式很多，可以考虑位置颠倒、顺序颠倒、方向颠倒、时间颠倒、目的颠倒、意义颠倒等等。例如，教材中介绍了一则用筷子提起一杯米的趣味实验，如果将该实验中摩擦力的方向颠倒一下，就可变“提”为“托”，做一个更有趣以“薄纸托人”实验，方法如下：将一根空心钢管竖直固定在支架上，用一张纸封住管口并用细线将纸绑在钢管上，用一根木棒与一块木板钉在一起成“T”字形，然后将木棒插入钢管内，再往钢管与木棒的空隙间倒入细砂，人便可以站在木板上被薄纸“托”住。9、通过组合实现创新。每个实验都难以尽善尽美，如果采用组合的方法，用其它实验中的优点取代该实验中的不足；或将原来分步完成的实验装置组
14、合一步完成，便于学生对比观察，从而实现创新。组合的方式包括元件组合、形状组合、功能组合、方法组合、目的组合等等。例如；电路连接是教学中的难点，用板画教学虽然便于学生观察，但连线和修改线路很不方便；用实物教学虽然便于连线和修改线路，但不利于全体学生观察，把两种方法组合起来，扬长避短，设计一套“电路连接投影装置”，即将元件的实物图画在胶片上，用大头针作接线柱，用黑棉线两端各扎一个小圈套作导线，将电路连接过程投影出来，有效地解决了改线与观察间的矛盾。牛顿第一定律三步完成的实验组合成一步完成。10、利用现代教育技术进行创新。现代教育技术手段（如多媒体、传感器、电子白板等），能很好的扩大实验的能见度，提
15、高实验室的准确度，使定性实验变为定量实验。因此，利用现代教育技术手段是实验创新的又一新途径。四、创新实验的呈现及实例创新成果不仅在于自己应用，更重要的是同伴交流，资源共享。为此就得将创新成果以一定的形式呈现出来，便于交流和分享。下面列举两例，仅供参考。1、真空不传声实验改进。实验在教材中所处的地位与作用：本实验是初中物理八年级上“声的产生与传播”一节中的演示实验，生动的实验演示能极大的激发学生学习物理的兴趣，并且能够促进学生对声音不能在真空中传播，声音的传播需要介质有更深刻的认识。实验原型及不足之处：在本节内容中，原实验采用真空罩、抽气机、电铃来进行实验，将通电的电铃放在真空罩中，听声音，再通
16、过抽气机抽掉真空罩中的空气，听声音的变化来发现声音不能在真空中传播，声音的传播需要介质。采用此装置实验现象很明显，演示效果比较好，但设备比较笨重，演示起来比较麻烦，不少老师并没有在课堂上演示这个实验。实验创新与改进之处：本实验设计思路是采用日常生活中的小物品来完成演示实验，这些简单、易找的小物品，同学们都很常见，因此该演示实验能很好的提高学生学习兴趣，也鼓励了学生勇于开创自己的家庭实验室，自己动手做课堂演示实验以便更好的培养学生的动手、创新能力。实验器材：手机小喇叭、大注射器、细导线、小气泡、透明胶，手机。实验原理及装置说明（1）装置图如下：（2）实验原理：将手机的小喇叭用细导线接出，放入注射器内，通过先排开注射器中的空气再用小气球套住注射口使其密封，抽动注射器活塞，克服大气压强，实现一个小的类真空环境，手机同时播放音乐，并通过感受声音的变化情况，让学生明白声音不能在真空中传播，声音的传播需要介质。
