1、中學物理實驗創新的策略霍德亮教學目的：通過培訓使學員了解教師物理實驗創新基本原則、實驗創新的基本方法，掌握中學物理實驗創新的基本技能，并能在教學中不斷創新，靈活應用實驗提高課堂效率。教學手段：多媒體課件輔助教學方法：課例討論教學內容：物理學是一門以實驗為基礎的科學。演示實驗是初中物理實驗教學的重要組成部分，它不僅是建立物理概念和規律、理解和掌握物理知識不可缺少的環節，還能培養學生的觀察能力、思維能力、探索精神以及良好的學習習慣和方法，提高學生科學素質的重要手段。在實際生活中，社會活動中動手能力，操作能力，創新能力又是一個人的基本要素。因此，對學生進行動手能力，操作能力的培養，引導學生不斷創新，

2、培養學生的創新精神和創新能力是我們教學的最終目的。實驗是在物理教學中為了豐富學生感性認識，或為了提出問題，或為了對已得出的結論進行檢驗，或為了探究新問題，或為了創設物理情境，或配合課堂教學的其它需要。實驗既是教學手段，又是教學目標，貫穿在整個課堂教學之中，實驗創新既有教師對實驗設計的創新，又能引導學生創新，是培養學生觀察、思考和分析問題能力的一種物理教學方式。一、中學物理實驗創新的意義、內容及要求1、實驗創新的意義與功能物理學是一門建立在實驗基礎上的科學，在教學中要充分體現實驗的教學功能，就必須根據教學實際進行實驗創新，實驗創新除了實驗本身的價值以外，教師在實驗創新活動中體現的創造思想和行為對

3、學生創造力的培養產生的潛移默化作用是不可估量的，這也是實驗創新的獨特教育功能。2、實驗創新的內容與要求實驗創新并非簡單意義上的自制教具，它具有豐富的內涵，從設計思想到演示手段，從設備組裝到自制教具，從實驗步驟到演示技巧，在實驗的每一個環節都包含創新的內容。實驗創新要以提高學生能力和素質、提高教學效率為宗旨，以突出教學重點、突破教學難點為目的，以原有實驗之不足或教學過程中出現的新問題為突破口，實驗創新更要求教師有良好的實驗素質，要有思維的靈活性，在解決問題時打破常規，多方位思考，大膽提出各種創造性設想。物理實驗創新可分為三個層次：一是實驗局部改進；二是實驗思想更新；三是實驗內容創新。（如：有意使

4、馬德堡半球實驗失敗：用抽氣筒抽氣時有意放入空氣，讓部分學生看到；讓班上比較小的學生來拉，被拉開，引導學生分析原因；重新做實驗，原來兩個學生拉不開；再找兩個力氣大的學生拉拉開不開；分析實驗。）二、中學物理實驗創新的原則1、直觀性原則。初中學生形象思維能力高于邏輯思維能力。因此，演示實驗要求直觀，讓每一位學生都能看得清，看得明白，演示的效果明顯，通過明顯的實驗現象引發學生思考、探索。因此物理實驗改進與創新必須將直觀性放在首位，要求實驗操作過程簡單明了，實驗現象明顯，能見度大，直觀性強。2、趣味性原則。興趣是最好的老師。利用演示實驗創設情境的核心是激發學生的學習興趣，從而調動學生的情緒，激發學生的思

5、維，激活課堂教學的重方法。因此，在改進和創新實驗時應考慮中學生的年齡特點和心理特點，使演示實驗要盡可能的生活化、趣味化。這樣學生感到親切、新鮮、有趣。因此設計演示實驗要突出驚奇，使學生驚之以心，動之以情、思之有趣、品之有味，激發起學生的疑惑感、矛盾感、好奇心，形成探究的動機。3、規范性原則?？茖W實驗要嚴謹、求實、一絲不茍，教師的演示實驗可以為學生的實驗操作起到示范作用，對學生起到潛移默化的作用，學生從中學習到實驗技能、方法和嚴謹的科學態度。因此，在改進和創新實驗時，實驗原理，實驗器材，實驗操作方法都要規范、嚴謹。在實驗過程中如實地記錄實驗中觀察到的各種現象，甚至一個數據，一個標點符號，做到嚴格

6、地把實驗事實和自己對事實的解釋區別開來，堅持實事求是的科學態度。這不僅是提高物理實驗質量的要求，也是增強學生的科學素質，培養創造型人才的需要。4、輔助性原則。為了加強演實驗對課堂教學的輔助性，教師在做實驗時有必要做相應的講解。在演示前講清實驗目的、設備、原理、觀察重點以及實驗操作要領等；在實驗過程中指導學生觀察現象、記錄數據；同時演示過程中教師語言要規范，不出現知識性錯誤或口誤。在實驗后引導學生分析實驗現象或數據，總結物理規律。5、實用性原則。演示實驗可以使用實驗室所配備的器材，也可以自備自制教具，甚至可以使用我們日常生活中的現有物品，用學生身邊的物品做實驗。通過這些課本上沒有出現的器材啟發學

7、生的創新能力，調動學生剛剛起步的創新的意識和創新的精神。同時有利于使學生明白物理就在身邊，物理與生活聯系非常緊密。如：用筷子做成秤演示杠桿的平衡；鉛筆可以做滾動摩擦比滑動摩擦小的實驗；用鉛筆、土豆、圖釘研究固體壓強；用棋子觀察慣性現象；用蠟燭觀察熔化；牙膏皮研究浮力；用水和玻璃做光的色散實驗等。6、簡單性原則。越是簡單的現象越能揭示事物的本質，越是簡單的現象越能產生深刻的印象。為了突出直觀性，實驗原理盡可能簡單，便于學生理解；實驗器材盡可能簡化，便于突出觀察點；能用簡單儀器演示的實驗不要用復雜的實驗儀器；有簡單易懂的原理，不用復雜的原理。 7、安全性原則。以人為本，全面發展，一切為了學生的發展

8、這是學校教育教學工作的宗旨，物理課堂教學也是如此。因此在做演示實驗時，一定要注意安全，安全第一，常在心中。如：實驗用電安全、用火安全、使用玻璃器材安全、實驗試劑安全、尖銳實驗工具安全等等。（講幾個實驗事例）三、中學物理實驗創新的技法與實例1、發掘實驗的新用途。對于原有的實驗，要盡可能考慮它有沒有其它用途。例如，我們通常用臺式測力計演示物體對接觸面的壓力，而水平放置的臺式測力計所指示的壓力恰恰等于物體的重量，這就不易澄清學生中壓力與重力不分的錯誤認識，如果將測力計稍稍傾斜，它的示數就變小了，這一改變，不但區別了重力與壓力，也說明了斜面所受的壓力小于物體重力這一事實。2、通過模仿達到創新。對于已有

9、的實驗或現象，可以考慮有無與我們需要設計的實驗相似的東西，諸如相似的目的、手段、過程、結果等等，從而進行模仿，實現創新。例如，有這樣一個“氣功”節目，“氣功師”平躺在布滿鐵釘的平板上，身上壓一塊大石板，石板上放一塊石頭，助手掄起大錘將石頭砸碎，“氣功師”卻安然無恙。這個節目本身包含了許多物理道理，通過模仿，設計一則適合在課堂上演示的“硬氣功”實驗，效果很好，具體做法如下：將手掌平放在桌上，上面壓一個的鐵板，鐵塊上再放一塊磚，用錘子將磚砸碎，手卻無任何損傷。再如：用水透鏡模眼睛看遠近不同的物理，近視眼、遠視眼及其矯正等。3、改變實驗的某個方面。對于已有的實驗，可以考慮改變它的顏色、運動、聲音、形

10、態，改變顯示信息的方式等等，使原來的實驗產生更好的效果，也可以演變為新的實驗。例如，傳統的“超重失重演示儀”是利用彈簧秤示數變化顯示物體的超重與失重，由于彈簧秤運動較快，對其示數變化無法進行動態觀察。用聲、光信號代替彈簧秤的示數變化，設計一臺“聲光顯示超重失重演示儀”，利用演示儀處于超重、失重狀態時彈簧的伸縮控制電路的通斷，從而控制聲光的產生，有效地克服了原有儀器的弊端。4、擴大實驗內容。從正反兩個方面分析原有實驗，使原有實驗的內容進一步豐富，從而達到實驗創新。例如，關于液體的沸點與壓強的關系，課本中介紹了用氣筒抽氣使沒有沸騰的水沸騰起來的實驗，如果我們增加一個動作，用兩用氣筒向密閉的容器內打

11、氣，正在沸騰的水就會停止沸騰，從正反兩個方面說明了液體的沸點與壓強的關系；飛機升力演示實驗只演示了機翼上升情況，若將機翼反轉演示機翼下降，便能產生許多聯想和思索。5、縮小實驗內容。對于一個實驗，可以考慮能否縮小它的內容，從而實現創新。比如取消某些元件，使形狀變小、重量變輕、厚度變薄、長度縮短，消除某些現象，壓縮步驟、減小阻力等等，內容的減少并不意味著實驗功能的減少，卻可導致新實驗的產生。例如，演示著名的帕斯卡水桶實驗，利用帶橡皮塞的瓶子代替水桶，用一根細長的膠管插入瓶中，往管中灌入適量的水，再將管口逐漸舉高，就會看到在水的壓力作用下，橡皮塞伴隨著“嘣”的一聲從瓶中沖出的精彩場面。6、通過代用實

12、現創新。對于一個實驗，可以考慮能否設計其它的實驗來代用而達到同樣的目的，甚至產生更好的效果；或者考慮能否以其它材料、方法、元件、工藝、動力等來代替，從而形成新的實驗。例如：有一個證明大氣壓存在的傳統實驗瓶子吞蛋。該實驗要用到煮熟的雞蛋，熟雞蛋易碎、易變質。用一個吹起的小氣球來代替熟雞蛋效果很好。7、通過轉換實現創新。“轉換”是一種大膽的思維方式，包括改變布局、改變順序、互換因果、改變進程等等，通過轉換可以實現創新。例如，學生對教材中介紹的“靜電火花的最大危害是使某些易燃品燃燒”極感興趣，課后總要試著用感應起電機產生的火花將紙點燃，結果卻大失所望，如果改變布局，將感應起電機換成感應圈，將紙換成沾

13、了酒精的棉球或硝化棉，實驗就很容易成功了。8、通過顛倒實現創新。對事物的顛倒是一種反常規的思維方式，通過顛倒有時會獲得意想不到的效果。顛倒的方式很多，可以考慮位置顛倒、順序顛倒、方向顛倒、時間顛倒、目的顛倒、意義顛倒等等。例如，教材中介紹了一則用筷子提起一杯米的趣味實驗，如果將該實驗中摩擦力的方向顛倒一下，就可變“提”為“托”，做一個更有趣以“薄紙托人”實驗，方法如下：將一根空心鋼管豎直固定在支架上，用一張紙封住管口并用細線將紙綁在鋼管上，用一根木棒與一塊木板釘在一起成“T”字形，然后將木棒插入鋼管內，再往鋼管與木棒的空隙間倒入細砂，人便可以站在木板上被薄紙“托”住。9、通過組合實現創新。每個

14、實驗都難以盡善盡美，如果采用組合的方法，用其它實驗中的優點取代該實驗中的不足；或將原來分步完成的實驗裝置組合一步完成，便于學生對比觀察，從而實現創新。組合的方式包括元件組合、形狀組合、功能組合、方法組合、目的組合等等。例如；電路連接是教學中的難點，用板畫教學雖然便于學生觀察，但連線和修改線路很不方便；用實物教學雖然便于連線和修改線路，但不利于全體學生觀察，把兩種方法組合起來，揚長避短，設計一套“電路連接投影裝置”，即將元件的實物圖畫在膠片上，用大頭針作接線柱，用黑棉線兩端各扎一個小圈套作導線，將電路連接過程投影出來，有效地解決了改線與觀察間的矛盾。再如，牛頓第一定律三步完成的實驗組合成一步完成

15、。10、利用現代教育技術進行創新?，F代教育技術手段（如多媒體、傳感器、電子白板等），能很好的擴大實驗的能見度，提高實驗室的準確度，使定性實驗變為定量實驗。因此，利用現代教育技術手段是實驗創新的又一新途徑。四、創新實驗的呈現及實例創新成果不僅在于自己應用，更重要的是同伴交流，資源共享。為此就得將創新成果以一定的形式呈現出來，便于交流和分享。下面列舉兩例，僅供參考。1、真空不傳聲實驗改進。實驗在教材中所處的地位與作用：本實驗是初中物理八年級上“聲的產生與傳播”一節中的演示實驗，生動的實驗演示能極大的激發學生學習物理的興趣，并且能夠促進學生對聲音不能在真空中傳播，聲音的傳播需要介質有更深刻的認識。實

16、驗原型及不足之處：在本節內容中，原實驗采用真空罩、抽氣機、電鈴來進行實驗，將通電的電鈴放在真空罩中，聽聲音，再通過抽氣機抽掉真空罩中的空氣，聽聲音的變化來發現聲音不能在真空中傳播，聲音的傳播需要介質。采用此裝置實驗現象很明顯，演示效果比較好，但設備比較笨重，演示起來比較麻煩，不少老師并沒有在課堂上演示這個實驗。實驗創新與改進之處：本實驗設計思路是采用日常生活中的小物品來完成演示實驗，這些簡單、易找的小物品，同學們都很常見，因此該演示實驗能很好的提高學生學習興趣，也鼓勵了學生勇于開創自己的家庭實驗室，自己動手做課堂演示實驗以便更好的培養學生的動手、創新能力。實驗器材：手機小喇叭、大注射器、細導線

17、、小氣泡、透明膠，手機。實驗原理及裝置說明（1）裝置圖如下：（2）實驗原理：將手機的小喇叭用細導線接出，放入注射器內，通過先排開注射器中的空氣再用小氣球套住注射口使其密封，抽動注射器活塞，克服大氣壓強，實現一個小的類真空環境，手機同時播放音樂，并通過感受聲音的變化情況，讓學生明白聲音不能在真空中傳播，聲音的傳播需要介質。（3）裝置說明：將注射器的活塞拉出，放入手機小喇叭，將手機放在注射器外播放音樂，然后將活塞放入，裝好后再用小氣泡將注射口密封。 實驗過程（1）將活塞推入注射器，不將注射口密封，播放手機音樂，感受聲音的大小。（2）再將活塞最大限度的推入注射器底部，然后再將注射口密封，向

18、后用力拉活塞，即可實現小的類真空環境，通過讓學生感受在有空氣和類真空這兩種狀態下小喇叭播放聲音大小的變化。實驗效果：通過該實驗演示，能較明顯體會到兩次聲音的變化，證明聲音傳播需要介質，聲音不能在真空中傳播，并激發了學生對物理學習的興趣。2、飛機的升力設計方案制作原因：該實驗用于人教版初中物理第十四章第四節（液體壓強與流速的關系）中。現行教材中，教學飛機升力以“想想做做”的形式呈現的，讓學生自制一個紙機翼模型，然后在機翼模型的前端位置用力豎直向下吹氣，觀察其運動情況。操作中學生看到機翼模型尾部在氣流的作用下向上一翹一翹的。這方案操作起來并不難，但在實驗中，學生因為僅僅觀察到的是機翼模型尾部在氣流

19、作用下一翹一翹，看不到機翼模型整體上升的現象，因此仍是疑惑不解。創新實驗方案將機翼模型固定在T形支架上，然后將T形支架卡在四只滑輪之間，再在T形支架交叉處系上一段細線，讓線跨過左上角滑輪后在另一端持上一個鉤碼作為配重。裝置如圖。實驗步驟：（1）調整底部螺母和滑輪間距離，使機翼模型能夠上下運動自如。（2）調整機翼模型曲面向上，然后吹風，這時看到機翼模型向上運動。（3）調整機翼模型曲面向下，然后吹風，這時看到機翼模型不向上運動。五、課例分析：1、聲音的特性。2、液體的壓強。2、介紹幾個小實驗（1）玻璃管與大氣壓。用手指按住管口管內水不往下流；不用手指按住管口管內水往下流；（2）手搖發電機引入電磁感

20、應。教師演示，小燈泡亮；叫一個粗心的學生來搖，小燈泡不亮（在學生向前走時，做個小動作，將磁鐵拿掉）；引導學生揭開謎底。（3）用化學方法展示光線。用激光筆照射沉清的石灰水，看不到光線。用玻璃管向石灰水中吹氣，顯示出光線。（4）為了強化規范操作，教師演示有意出錯。讓學生很容易發現你的錯誤，并能及時指出。A連電路時開關閉合。B滑動變阻器連錯，閉合開關前，滑片位置沒有調到阻值最大。C電流表、電壓表接線柱連錯。D調節天平游碼不歸零等等。六、初中物理科學探究實驗分析1、課程標準（2011）規定的實驗。（1)基本操作類：7項用刻度尺測量長度、用表測量時間（八年級上P12）刻度尺正確使用，教師示范要規范；靈活

21、選擇零點；初中階段不強調有效值和估計值；根據測量要求選擇恰當的刻度尺。用彈簧測力計測量力（八年級下P7）觀察量程、分度值、調零；讓學生感受力的大??；測量各個方向上的力；不同方向測量力時，要根據情況調零。用天平測量物體的質量（八年級上P110）天平使用強調規范操作，規范示范；填加、調整砝碼時由大到小，輕拿輕放；測量液體質量時注意測量順序，不同順序，準確度不同。用常見溫度計測量溫度（八年級上P49）用實物投影儀放大讓學生觀察；明確量程、分度值等概念；熱水收起后再下發體溫計可避免體溫計損壞。用電流表測量電流（九年級P46）用電壓表測量電壓（九年級P57）正確示范（觀察、連接、讀數）；電表放在正前方，

22、便于讀數；電表容易受靜電影響，可用潮模布擦外殼消除靜電。連接簡單的串聯電路和并聯電路（九年級P42）讓學生根據自己的想法連接電路，不要限制，學生就能把串聯、并串都能連出來；要求學生將連好的電路用電路圖畫出來，既練習了畫電路圖又使學生更好的理解電路特點；線頭連接有講究，順時針方向攏線，順時針方向搭線。(2)測定性實驗：4項測量物體運動的速度（八年級上P23）反復練習使用機械停表；斜面傾斜度小一點，速度就慢一點，便于測量；分階段測量，先測上半程，再測全程，計算下半程；用超聲測速儀，連接電腦顯示速度，加深學生理解，但不能代替學生測量。測量水平運動物體所受的滑動摩擦力（八年級下P24）即探究影響滑動摩

23、擦力大小因素。物體做勻速直線運動（很好難做到），改進辦法是讓物塊處于靜止狀態，拉摩擦板運動；彈簧測力計調零，水平調零；用鐵架臺和定滑輪使彈簧測力計水平轉化為豎直，便于測量。測量固體和液體的密度（八年級上P118）測量液體密度時要注意實驗順序，順序不正確誤差很大；用排水法測固體體積時，先將物塊在水中浸濕一下，然后擦干，這樣沒有附著氣泡，體積測量較準確。測量小燈泡的電功率（九年級P96）用滑動變阻器改變燈泡兩端電壓時，一定要慢慢滑動；測量次序是從低于額定電壓、等于額定電壓、略高于額度電壓。(3)探究性實驗：9項探究浮力大小與哪些因素有關（八年級下P50）這個實驗不是阿基米德原理實驗，完成下面幾個實

24、驗：A浮力與物體浸沒深度無關；B浮力與物體浸入液體的體積關系；C浮力與液體密度關系；浮力與物體開狀關系（用橡皮泥變形比較方便）。探究杠桿的平衡條件（八年級下P77）強調杠桿水平平衡；用曲型杠桿做實驗；用彈簧測力計改變力的方向。探究水沸騰時溫度變化的特點（八年級上P59）水量要適當，水太多沸騰不了或用時太長，水太多溫度不穩定；水的初溫高一點在85左右；引導學生畫圖象，確定水的沸點。探究光的反射規律（八年級上P73）用激光筆做實驗效果較好；用煙霧法或蒸汽法顯示光線；做光路可逆實驗。探究平面鏡成像時像與物的關系（八年級上P77）教材上用蠟燭做物體的不足是隨著燃燒蠟燭變短了像與物的大小就不對應了；用國

25、際象棋子做較好；用圍棋盤代替白紙，不用畫線，可直接觀察出像與物的對稱性；可用多個物體組成不對稱物體，更能明白像與物的關系；正確確定平面鏡的反射面。探究凸透鏡成像的規律（八年級上P97） 強調等高、同軸；物距從大到小做；依次做u>2f , u=2f,2f> u>f, u=f ,u<f 并做好記錄；可做u1> u2 >2f 比較物距變化像大小變化，從而找出規律。探究電流與電壓、電阻的關系（九年級P74-76）該實驗的難點在于更換電阻后，電阻兩端電壓隨之發生改變，怎樣使不同電阻兩端電壓相等。A復習滑動變阻器改變燈泡兩端電壓可解決此問題。B將三個電阻組成并聯電路，分

26、別用三只電流表測量電流的辦法來做。這種辦法的不足是連線多，操作難度加大。探究通電螺線管外部磁場的方向（九年級P125）該實驗成功的關鍵是，防止周轉其它磁場對實驗的影響，防止小磁針之間想互影響。A實驗時遠離其它磁體；B只用一個小磁針做實驗，將小磁針放在不同位置，觀察北極指向，并用小箭頭畫出來；C若要用多個小磁針做實驗，小磁針間矩不能太近。實驗能見度小。在實物投影儀展臺上做。 探究導體在磁場中運動時產生感應電流的條件（九年級P138）該實驗的問題是感應電流太小，電流計指針偏轉不明顯。A用矩型線圈的一邊切割磁感線；B用實物投影儀放大電流計表盤；C增強磁場強度將兩個蹄型磁體用膠帶綁在一起。2、教材中安

27、排（人教版）的實驗。（1）八年級上冊 2項探究固體熔化隨溫度變化規律（八年級上P53）冰的量要適當，太多長時間化不完，太少熔化時間短，熔化過程不明顯；用水浴加熱法。非晶體用瀝青比蠟好，因為蠟實際上是多晶體；同樣用水浴加熱法，水溫不懂對要高些，同時用酒精燈對水加熱。探究同種物質的質量與體積的關系（八年級上P113）一定要用同體積的金屬圓柱體，這樣學生容易理解體積成倍數關系。（2）八年級下冊 6項探究重力大小跟質量關系（八年級下P10）該實驗比較簡單，用同質量的鉤碼做。探究二力平衡的條件（八年級下P20）方法較多，有用硬紙板當物體的，有用電車當物體的。A用硬紙板要輕，減小本身重力影響；B小車要盡可能減小與軌道之間的摩擦力。力不在同一條直線上的情況，只是瞬間，一定要提醒學生觀察