淺談高中物理實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)策略

1、淺談高中物理實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)策略慶元中學(xué)物理組 葉冬洪【摘要】配制儀器永遠(yuǎn)滿足不了數(shù)量繁多、形式多變、靈活探究的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué) 的要求，從而自制教具在探究實(shí)驗(yàn)屮得到了新的生機(jī)。因此自制教具的價(jià)值就在 于能充分培養(yǎng)師生的創(chuàng)新精神和動(dòng)手能力；新技術(shù)、新材料的岀現(xiàn)，也為實(shí)驗(yàn)的 改進(jìn)提供了新物質(zhì)條件；新理念和新工藝的發(fā)展，同時(shí)也為實(shí)驗(yàn)的教學(xué)提供了多 元思考?！娟P(guān)鍵字】高屮物理物理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)策略德國(guó)教育家笫斯多惠曾說(shuō)過(guò)：“教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授本領(lǐng)，而在于激勵(lì)、 喚醒和鼓舞?！睂?shí)驗(yàn)作為物理教學(xué)的一個(gè)重要組成部分，是學(xué)生對(duì)物理規(guī)律和概 念獲得感性認(rèn)識(shí)的基本途徑，也是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的重要手段，同時(shí)也是加深 學(xué)牛對(duì)

2、所學(xué)知識(shí)的理解與記憶。因此如何提高高中物理實(shí)驗(yàn)在高中的教學(xué)地位就 顯得尤為重要，正所謂千言萬(wàn)語(yǔ)說(shuō)不清，一看實(shí)驗(yàn)就靈清。在物理課程標(biāo)準(zhǔn)一一實(shí)驗(yàn)屮也提到了實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的地位非常特 殊。儀器開(kāi)發(fā)對(duì)于促進(jìn)教學(xué)，提高教育質(zhì)量具有十分重要的促進(jìn)作用。正如 上海由風(fēng)華屮學(xué)原校長(zhǎng)馮容士則用口c的經(jīng)歷說(shuō)明實(shí)驗(yàn)的重要性：“實(shí)驗(yàn)是物理 教學(xué)的組成部分，任何物理教師都不會(huì)偏廢實(shí)驗(yàn)教學(xué)。我們當(dāng)教師最初的一段時(shí) 間，每個(gè)晚上都是在實(shí)驗(yàn)室度過(guò)的。為了上一節(jié)課，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)現(xiàn) 在上網(wǎng)的時(shí)間?！比绾伍_(kāi)發(fā)物理實(shí)驗(yàn)是對(duì)于許多老師來(lái)說(shuō)比較麻煩而月是非常費(fèi)時(shí)的事情。我 個(gè)人認(rèn)為開(kāi)發(fā)物理實(shí)驗(yàn)最重要的是從模仿中去學(xué)習(xí)，模仿大

3、師的實(shí)驗(yàn)、模仿課本 屮的實(shí)驗(yàn)和模仿生活屮的現(xiàn)象，在模仿的過(guò)程屮你就可以創(chuàng)新出一些新的實(shí)驗(yàn)。善于發(fā)現(xiàn)和發(fā)掘身邊器材的物理價(jià)值，設(shè)計(jì)岀簡(jiǎn)明、新奇、深涵和冇趣的物 理實(shí)驗(yàn)。對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)途徑有很多，例如源于課本、妙用玩具、身邊簡(jiǎn)易 物品和采用新材料等等。接下來(lái)就以我這兒年開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)談一談如何開(kāi)發(fā) 高屮物理實(shí)驗(yàn)。一、來(lái)源于課本，發(fā)掘課本演示實(shí)驗(yàn)的價(jià)值實(shí)驗(yàn)制作的過(guò)程本身是一個(gè)動(dòng)腦動(dòng)手的過(guò)程，是一個(gè)使學(xué)生在研究過(guò)程屮獲 得個(gè)人的成就、捉高個(gè)人能力、人格、品質(zhì)、意志和科學(xué)修養(yǎng)等多方而的過(guò)程。 這正是我們新課程所倡導(dǎo)的。因此上完人教版選修32第六章傳感器附一些元 器件的原理和使用要點(diǎn)這節(jié)內(nèi)容介紹了三

4、極管的放大作用后，我們只要將這個(gè)電路圖進(jìn)行簡(jiǎn)單的改進(jìn)，將毫安表改裝成led燈，將左側(cè)的電路去除如圖所示, 就可以制成一個(gè)人體電流檢測(cè)計(jì)。通過(guò)這一改進(jìn)不但能夠讓學(xué)生明白三極管的放 大原理，還可以讓學(xué)生課后去制作一個(gè)人體電流檢測(cè)計(jì)，不但豐富了學(xué)生的課余 生活，同時(shí)也體會(huì)物理知識(shí)的價(jià)值。二、妙用玩具，展現(xiàn)玩具的物理價(jià)值玩具是由科學(xué)原理設(shè)計(jì)的，能呈現(xiàn)科學(xué)現(xiàn)象,顯現(xiàn)科學(xué)規(guī)律，其神奇的現(xiàn)象、 巧妙的設(shè)計(jì)、精美的外觀能抓住學(xué)生的目光，活躍課堂的氣氛，使學(xué)生在好奇中 愉快地學(xué)習(xí)。例如在牛頓第三定律的教學(xué)中，大量事實(shí)表明兩個(gè)物體之間的作用力和反作 用力總是大小相等，方向和反，作用在同一條直線上。我們可以借助傳感

5、器或彈 簧測(cè)力計(jì)來(lái)演示加以說(shuō)明，但是對(duì)于大多數(shù)的同學(xué)可能還不能喚醍他們對(duì)于學(xué)習(xí) 物理的興趣，因此我們可以利用如圖所示“憤恕的小鳥(niǎo)”玩具來(lái)活躍課堂的氣氛， 讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中充滿好奇心，還可以明白物理無(wú)處不在。在上完滑動(dòng)變阻器的分壓式和分流式接法后，我們可以借助電了積木讓學(xué)生 在課后去動(dòng)手連接電路圖及思考兩種不同接法帶來(lái)的不同z處。學(xué)生在連接的過(guò) 程屮不僅鍛煉了動(dòng)手和思考能力，述可以在實(shí)質(zhì)上掌握兩種接法的區(qū)別和增強(qiáng)學(xué) 習(xí)物理的興趣。例如我們可以利用工藝品電光魔球（輝光球）。電光魔球原理是依靠等離子 體和氣體放電技術(shù)制成的一種工藝品工作時(shí)，在球屮央的電極周圍形成一個(gè)類似 于點(diǎn)電荷的場(chǎng)。利用我們前面制作

6、的人體電流檢測(cè)計(jì)（試電筆）來(lái)檢測(cè)空間電場(chǎng) 的存在，如圖所示，只要檢測(cè)計(jì)兩端達(dá)到一定的電勢(shì)差就能檢測(cè)計(jì)就能夠發(fā)光。 通過(guò)生活屮一些簡(jiǎn)單的玩具可以將看不到摸不著的電場(chǎng)變得更形象，也可以加強(qiáng) 學(xué)牛對(duì)電場(chǎng)概念的理解。三、身邊簡(jiǎn)易物品，發(fā)現(xiàn)生活屮處處是物理生活（實(shí)驗(yàn)室）屮的一些物品，我們?nèi)绱舭阉鼈円浦驳教囟ǖ那榫爸?，讓?內(nèi)含的科學(xué)特性出乎意料地顯現(xiàn)出來(lái)，在課堂上就能夠達(dá)到意想不到的效果。例如在2008年義烏中學(xué)浙江省物理年會(huì)上趙力紅老師開(kāi)發(fā)的光的干涉衍 射實(shí)驗(yàn)演示儀后，我回去后就動(dòng)手制作岀這個(gè)儀器，回到學(xué)校我邊制作邊仔細(xì) 思考，并將趙力紅老師的儀器給模仿出來(lái)了，模仿的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題，這 個(gè)儀器有

7、個(gè)缺點(diǎn)很難調(diào)節(jié)。經(jīng)過(guò)改良，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室里激光光學(xué)演示儀上面右一個(gè) 東四很好用。將其裝配到我開(kāi)發(fā)的儀器屮去。一下子這個(gè)光的干涉衍射實(shí)驗(yàn)演示 儀變得更好調(diào)節(jié)，做演示實(shí)驗(yàn)的時(shí)候只需換不同的雙縫或單縫就可以。成本相對(duì) 而言更加低廉，更適用于普通學(xué)校借鑒。趙力紅光的干涉衍射實(shí)驗(yàn)儀改進(jìn)后光的干涉衍射實(shí)驗(yàn)儀四、采用新材料和新技術(shù)，展現(xiàn)物理在科技屮的魅力新材料、新產(chǎn)品層出不窮，不斷涌現(xiàn)。如激光筆、強(qiáng)磁恢、硅光電池等，這 些器材價(jià)格低廉，隨處可購(gòu)，在教材中隨處可見(jiàn)。我們可以制作出非常規(guī)電動(dòng)機(jī)， 材料是一根銅絲、電池和強(qiáng)磁鐵。將銅絲彎成一定的形狀，然后就可以讓其自由 的轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，這樣一個(gè)“非常規(guī)”電動(dòng)機(jī)就制成了?，F(xiàn)

8、在網(wǎng)絡(luò)上流行無(wú)線充電我 們可以利用一些基本的元件讓學(xué)生嘗試手工焊接一個(gè)無(wú)線充放電器件，不但可以 感受到物理學(xué)的魅力，更可以體會(huì)制作帶來(lái)的樂(lè)趣。非常規(guī)電動(dòng)機(jī)模型無(wú)線充電技術(shù)五、利用選修課，發(fā)揚(yáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)新課程越來(lái)越重視選修課的開(kāi)展，很多老師無(wú)法開(kāi)發(fā)出有自己特色的選修課 程，實(shí)際上我們可以利用選修課的時(shí)間讓學(xué)生參與進(jìn)來(lái)，制作一些服務(wù)于物理教 學(xué)的教具。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)和查找資料，在制作的過(guò)程中，不但可以學(xué)習(xí)其屮的物 理原理，述可以增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，學(xué)牛學(xué)習(xí)物理的興趣。例如上完選修3-4激光后，我們可以利用選修課時(shí)間制作一個(gè)激光通信器。 原理為將信號(hào)加載到激光筆，激光筆發(fā)射岀不同的光強(qiáng)，然后不同強(qiáng)

9、度的激光照 到光敏電阻上，它的電阻會(huì)隨著光照強(qiáng)度的變化而變化，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)， 再將得到了電信號(hào)進(jìn)行放大輸岀到音箱。電路圖如下圖所示。學(xué)生在制作的過(guò)程 中不但學(xué)習(xí)了電路的連接關(guān)系和鍛煉他們的動(dòng)手能力，而r充實(shí)了我們教學(xué)課堂, 對(duì)于學(xué)習(xí)物理冇利而無(wú)害，作為物理教師何樂(lè)而不為。原理如下圖所示:兩個(gè)主要器件：1激光發(fā)射器，其核心部分是一枝激光筆，是激光發(fā)射模塊，激光發(fā)射器結(jié)果特定頻率的調(diào)制，發(fā)射出一條準(zhǔn)直極細(xì)的激光光束，它能夠隨著電流輸入的變化而改變光線輸出的強(qiáng)弱，輸入電流越大光線越強(qiáng)，輸入電流越小光線越弱。2、光敏電阻，它能夠檢測(cè)外界光線的強(qiáng)弱，外界光線越強(qiáng)光敏電阻的阻值越小，外界光線越弱阻值越大，從而改變電流大小將電流轉(zhuǎn)化成為聲音信號(hào)。激光發(fā)射裝置接收裝置光纖通信成品寫(xiě)這篇文章的目的是希望在物理教育的領(lǐng)域中開(kāi)啟一扇窗，不需耍昂貴的器 材，善用現(xiàn)有的資源，照樣可以達(dá)到捉升教學(xué)效呆z目的。作為高屮物理教師更 應(yīng)立足于實(shí)驗(yàn)，積極開(kāi)發(fā)適合教學(xué)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)口，充分利用現(xiàn)有的資源制作和研發(fā) 新的實(shí)驗(yàn)，即傳統(tǒng)常規(guī)實(shí)驗(yàn)。我們也提侶教師使用身邊隨于可得的普通物品開(kāi)發(fā) 出一系列課堂演示實(shí)驗(yàn)和趣味實(shí)驗(yàn)。鼓勵(lì)教師將電子計(jì)算機(jī)