高中物理设计性实验教学初探

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇高中物理设计性实验教学初探范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

实验是物理学的基础，实验教学在物理教学中有着举足轻重的地位。在新课改理念下，着眼于提高学生的实验能力，应努力探究实验教学新模式，使实验教学更有利于培养学生操作实验、设计实验的实践能力，更有利于培养学生的创新能力。因此物理实验教学应该确立一个发展性目标，即培养学生的创新意识和创新能力。设计性物理实验是实现这个发展性目标的一种有效模式，它是以验证性实验为主的传统实验教学的新拓展。

笔者认为，在实际教学中，增加一定数量的设计性实验是十分必要的。

一、设计性实验的涵义及相关理念

1、设计性实验的程序

物理设计性实验要求学生灵活、综合地运用所学的物理以及相关学科的知识和技能，完成如下的程序。一是准备、设计阶段：查阅资料，设计实验方案，选配实验仪器，拟定实验步骤；二是实验阶段：正确调节和使用仪器，观察现象，测量数据，思考和分析问题；三是小结阶段：可以以课题论文形式提交实验结果，也可以进行口头形式的交流讨论。

2、设计性实验选题的原则

设计性实验选题的原则，一般不要求突出实验内容的复杂性，课题只给出实验目的和要求，由学生根据目的要求去查阅资料，独立制定实验方案，提出分析、解决问题的设想，然后在教师的指导下独立去解决，最后写出实验报告。

3、设计性实验分类

从形式上可分为两种类型：第一，给定某种仪器设备，要求完成某一物理量的测定或某一物理现象的观察研究，如《平抛物体运动》中的“用尺测量玩具手枪子弹射出时的速度”。第二，只提测量要求，不限实验方法和所用仪器，完成某一物理量的测量任务。

从内容上可以分为三种类型：第一，测量某一物理量的课题；第二，探讨研究和应用的课题；第三，研究测量方法的课题，要求设计一种实用的方法。

二、教学案例

设计实验课题：重力加速度的测定。

1、课题的提出

重力加速度是物理学中最重要的常数之一，它在高中的物理学习章节里大量频繁出现，其数值的测定方法很多，有些方法在物理学发展史乃至在科学史上有重要的价值。请同学们根据所学知识以及了解的知识设计一种可行的实验方案。

2、设计实验的要求

（1）学生分为若干实验小组，根据所学知识作为实验原理，可以找到多种测量方法，但至少要选择一种以上你认为切实可行的实验，进行具体详尽的方案设计，包含确定实验原理、选配实验器材、拟定实验步骤、提示重要操作事项等。

（2）正确调节和使用仪器，观察现象，测量数据，思考和分析问题。

（3）提交实验结果，对所设计方案在实验中出现偏差或误差的原因进行分析，注意实验的可行性和实验价值的分析评估。

3、设计实验的互动

（1）从方案设计到实验过程到总结，学生以自主完成为主，疑惑较大时，师生间可以讨论，教师可给予适当指导。

（2）开放实验室，实验室可以为学生提供较熟悉的一些仪器，如秒表、光电计时装置、打点计时器、电火花计时器、单摆装置等。

4、设计实验的思考

（1）对各小组的设计方案及实验结果进行对比分析，从实验的新颖性、可行性、实用性、先进性以及设计方法的价值等方面作对比，相互间作出评价。

（2）查阅资料，了解一种比较精确的测定重力加速度的方法――凯特摆测量法，思考其设计思想在科学史上有何重要价值。

三、教学思考

1、本案例课题极富开放性和挑战性

设计方案时，要求学生提出尽可能多的设想，再根据时间和条件，实践一、二种方案，有的实验无条件进行，也可以提出各种新的设想，这是创新思维训练的有效模式。由于课题较熟悉，要设计一个方案并不难，难就难在设计一个好方案，好方案就好在测量方法新颖、准确可行上。

2、设计中的反思促使创新意识转化为创新能力

书面知识和实际操作之间存在巨大差异，想到一套好的思路并不等于有了实际操作的可行性，因此应鼓励学生在设计实验中不断对比、反思、借鉴，通过对测量手段的优化创新来提高实验的可行性。为了启迪学生设计实验创新思维的方向，案例中提供了“凯特摆”的设计作为学习典范，就是让学生在反思中学习凯特摆的创新设计思想。凯特利用物理摆的共轭点避免和减少了某些不易测量的物理量对实验结果的影响，提高了实验的精度，充分体现了创新设计思想的重要价值和魅力。

总之，开展设计性实验，拓展实验教学的新构想，随着新课改实验的推广，必将在中学物理实验教学中占有越来越重要的位置，成为培养学生创新能力的有效教学模式。