時間：2023-03-25 10:43:51
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實驗訓練與教學訓練孤立高師物理實驗教學法課程現行的教學模式要么只有單純的中學物理系列實驗，要么通常將實驗操作課和教學訓練課并行操作，兩者間的融合較難實現．如果不能將實驗和教學訓練融合起來，充分利用實驗操作過程完善備課，師范生的備課質量往往不高．如果師范生備課沒有自己的思考，沒有將參考資料進行重新構建，形成自己的教學思路，就沒有真正經歷備課的過程，很難取得良好的教學效果．中學物理教學理念缺失基礎教育課程改革把培養學生的探究能力作為物理課程的核心目標，《全日制義務教育物理課程標準》明確要求：“通過經歷與科學工作者進行科學探究時的相似過程，學習物理知識與技能，體驗科學探究的樂趣，學習科學家的科學探究方法，領悟科學的思想和精神”．［1］而現行的高師物理實驗教學法課程仍然是依照類似普通物理實驗的模式，按操作步驟完成實驗，得出實驗數據和結論，注重的是師范生實驗操作技能訓練．這一方式不能使師范生形成探究實驗的習慣，不能使師范生熟悉主要教學策略，造成師范生往往不能從探究性教學的角度吃透教材，吃透學生，備課質量不高．教學反思缺失師范生缺少實驗教學反思，對教學反思不重視．多數師范生對指導教師的點評聽過就算了，造成存在的問題反復出現，降低了教學訓練的效果．教學反思對師范生成長具有極重要的作用，能夠促使師范生在對實踐經驗的科學反思和理性認識分析的循環上升過程中不斷獲得堅實、全面的專業發展．［2］教學實踐的目的在于提高教學水平，如果不進行教學反思，吸取經驗和教訓，教學行為就很難得到改善，教學實踐的意義只會大打折扣．
2新型教學模式的內容
2．1準備階段指導教師講授
指導教師講授中學物理實驗教學概論，讓學生明確本課程的教學目標和學習任務，了解實驗教學對中學教師的基本要求，強調實驗教學的基本教學方法（特別是探究式教學法的一般流程）．這一階段是打基礎階段，一方面提高師范生的學習興趣，一方面為師范生備課提供基本的理論基礎保障．學生預習學生預習實驗訓練內容，初步設計實驗教學方案．預習準備工作必須做充分，不僅要了解實驗本身的操作注意事項，更要思考實驗操作中可能出現的問題，了解該實驗在中學物理教材中所處的地位，初步制定實驗教學方案，找出有疑惑的地方，為后面的實驗操作和集體備課做好準備．
2．2實驗訓練與集體備課階段實驗訓練
指導教師從職前教師的角度設置問題，以任務驅動的方式引導學生自主探究．例如，中學生實驗時在哪些步驟中容易產生錯誤，怎樣使中學生避免這些錯誤，學生可能的提問以及你如何做答．通過設置類似問題，鼓勵學生在實驗探究過程中，不僅關注實驗操作和數據的測量，更關注實驗操作過程中出現的問題，思考中學生容易出現的錯誤和注意事項，同時加深學生對基本概念的理解．集體備課集體備課是指教師按照教學計劃有組織、有準備、有目的地對某一實習內容進行討論、形成共識，并生成一個統一的集體教案的教學活動［3］，本研究將其設定為高師物理實驗教學模式的一個環節，指參加實驗的學生集體備課．學生進行集體備課時，每個學生都帶著自己準備好的教學設計和有疑惑的問題，以說課的形式介紹自己的教學設計方案———包括實驗教學目標、重難點、教學方法以及具體的教學安排等———然后讓全體學生在教師的引導下對其教學設計方案進行積極的討論，對教學設計思路提出問題和改進的意見，最后由教師進行總結，歸納修改意見，達成共識．
2．3教學訓練階段
教學訓練階段在物理實驗室中進行．師范生完成實驗操作和集體備課后，重新修正教學方案，在下一個課時進行試講．學生可以充分利用實驗室的器材資源．鼓勵師范生扮演愛提問題的中學生，以考驗試講者的應變能力．試講結束后進行互評，指出學生在試講過程中出現的不足和改進方法，最后，由教師對這些討論作出點評和總結．
2．4教學反思階段
在完成教學訓練之后，讓學生在課后對教學進行反思，反思教學實踐的實施情況和教學方案的設計情況，最終形成教學反思報告．教學反思的內容包括：實驗器材準備階段是否順利，有什么經驗總結；是否達到教學目標及程度；實驗操作與示范是否熟練，規范、正確；對學生實驗的組織與管理是否井然有序；學生的積極性和參與程度如何，如何改進；學生實驗成功率如何，如何提高；學生常見實驗故障和實驗失敗或誤差大的原因，如何解決；學生在實驗操作中存在什么樣的問題，等等．
3新型教學模式的特點
3．1將集體備課融入到教學中
將集體備課作為在職教師專業發展最有效的方法之一，引入學生培養中．集體備課通過學生和教師間相互交流，碰撞出智慧的火花，有利于完善教案，使教學設計更加符合實際需求．將集體備課放在實驗操作中，能夠及時將實驗操作中出現的問題拿出來集體探討，有助于將實驗操作與教學訓練融合在一起，加深學生對實驗操作規范的理解，針對經常出現的問題有直觀的認識．
3．2以職前教師的角度看待學生
將學生當成職前教師來對待而不是單純的學生．例如實驗訓練時，探究的主題要與中學課程有所區別，將主題引向一位教師應該研究的問題；集體備課讓學生扮演教師角色，充分尊重學生的新想法、新思路，鼓勵各抒已見．教學反思是體現學生主體意識的一種方式，讓學生為自己的表現負責，保持自省的意識和作為未來教師的責任感和使命感．
3．3培養學生組織探究式教學的能力
探究式教學是中學物理新課程改革的基本教學策略，適用于實驗教學，讓學生掌握這一教學方法更是高師物理實驗教學法課程的目標之一．將實驗訓練設計成探究性實驗，設置探究主題，以任務驅動的方式讓學生體驗探究性學習的過程，從而了解探究性學習的基本流程，不僅有益于培養學生的探究意識，加深其對物理基本概念的理解，更有益于學生對探究式教學有更加深刻的認識，明白在教學中必須對探究什么、如何進行探究等問題進行交代．從而形成良好的探究式教學的組織能力和開放的教學理念．
3．4引導學生進行教學反思
物理實驗是物理教學的重要部分，是基礎教學不可或缺的環節，物理實驗既能幫學生認知正確的物理概念，增強問題的分析能力，又能培養學生的驗證和探索能力。例如慣性實驗，將幾枚棋子整齊地疊放在水平桌面上，再用一把刻度尺迅速將最底端的棋子擊出，上面的棋子卻不會隨被擊出的棋子移動。實驗雖然簡單，演示卻很成功，吸引了學生，收到了很好的課堂效果，遠比通過老師的講述，用語言形式來呈現收到更好的效果。再如，在講壓力和壓強時，可以設計這樣的實驗：在一個較為結實的無底無蓋的盒子上蒙一張紙(紙面要緊)，將一塊磚輕輕地平放在白紙面上，觀察到紙面下凹了些，但紙未破，然后小心地將磚豎立放置，白紙破了，就會自然地引入壓強的概念壓強和受力面積成反比的關系理解更清楚。因此，看似容易理解，無需實驗的地方，恰恰是應當加強實驗的地方。
2改進演示實驗
演示實驗的目的在于使學生對物理現象有清晰的了解，啟發思維活動，以便更好地培養學生學習物理的興趣。
2.1改進演示實驗，提高演示實驗的可見度、收看率、成功率
只有清楚明顯，可見度高的物理現象，才容易觸動學生視覺，激發學習興趣，啟發思維活動，同時加強演示前的精心準備，使演示實驗既然做了就必須成功，這樣也有利于提高收視率，有利于提高課堂效果。磁現象演示實驗“同名磁極相排斥，異名磁極相吸引”，課本中實驗簡單但效果不明顯，學生也不易觀察，成功率不高。我們可以把它改為將兩磁鐵分別固定在兩小車上，小車置于光滑的水平面上靜止，且兩車保持一定的距離，撤去外力后，可以看到兩車的運動方向，改變磁極重新演示。這樣顯然提高了實驗的可見度、收看率、成功率。
2.2將一些演示實驗改進為學生分組實驗
這樣做能為學生創造多動手實驗的機會，還可以提高實驗的可見度，活躍課堂氣氛。例如在進行“電流磁場”這一課題教學時，把教材中演示奧斯特實驗安排給學生分組做，實驗器材簡單：一節干電池，一根導線，一個小磁針，實驗時用導線將電池的正負極聯通（要立即斷路），而將小磁針置于導線某一段的附近，可看到小磁針偏轉，在導線周圍的不同位置或改變電流方向時，小磁針的偏轉方向也隨著改變，這個實驗現象明顯，學生易于接受。比起由教師演示效果要好的多，通過學生自己動手做實驗，對電流周圍存在著磁場以及磁場方向和電流方向有關的知識也確信無疑了。
3將驗證性實驗改為探索性實驗
探索性實驗有兩大特點:一是以探究物理規律并培養實驗能力為目標；二是可以充分體現課堂教學以“學生為主體、教師為主導”的原則。對好動腦的學生來說更能引起他們的求知欲，同時可以培養學生觀察、探索、研究、獨立獲取知識的本領。例如在做決定導體電阻大小因素的實驗時，可以讓學生去探索導體的電阻在溫度不變或變化不大時，導體的電阻可能會和哪些因素（比如長度、橫截面積、材料等）有關，有什么樣的關系呢？學生可以探索去保持其中兩個量而改變另外一個量，在探索中最后得出結論，同時也增加了他們的成就感。
4充實學生分組實驗內容
1.探究液體內部壓強與深度的關系。
實驗1：在廢棄的空飲料瓶側壁不同高度的地方用釘子鉆出上、中、下3個小孔，先用手指堵住小孔，往里面倒滿水，然后松開手指，可以觀察到水從3個小孔中分別流了出來，其中最下面的小孔流出的水噴得最急、最遠，上面小孔流出的水噴得最慢、最近。實驗證明，液體的壓強隨深度的增加而增大。
2.探究液體壓強規律。
實驗2：把廢棄的空飲料瓶（較柔軟的）蓋子打開，正立著逐步伸入水中，觀察到空飲料瓶向內凹陷，飲料瓶發生了形變，伸入水中越深，飲料瓶凹陷越大。實驗證明，液體內部在各個方向上都有壓強，壓強隨深度的增加而增大。實驗3：把廢棄的空飲料瓶側壁同一深度不同的方向刺好幾個小孔，把空瓶插入水中，發現外面的水從各個不同方向的小孔向瓶入。實驗證明，液體內部向各個方向都存在壓強。把廢棄的空飲料瓶側壁不同深度同一方向扎好幾個小孔，發現外面的水從各個小孔向瓶入，上孔射入又近又慢，下孔射入又遠又急。實驗證明，液體內部存在壓強，液體的壓強隨深度的增加而增大。實驗4：在廢棄的空飲料瓶不同側壁上的同一高度扎好幾個小孔，先用手指堵住小孔，最后給瓶里充滿水，再松開手指，瓶中的水會向外噴向不同的方向，但噴射的距離是相同的。實驗證明，同種液體在液體內部的同一深度處液體內部向各個方向的壓強是相等的。實驗5：用橡皮泥將飲料瓶側壁扎有的幾個小孔堵住，將空飲料瓶裝滿紅色的濃鹽水（目的是使效果明顯），再把裝滿紅色濃鹽水的塑料瓶插入盛水的水槽中，使瓶內外的液面相平，再把橡皮泥同時拔出。結果顯示，飲料瓶里紅色的濃鹽水從各個小孔向瓶外射向水槽中的水里。實驗證明，液體內部的壓強和液體的密度有關系。
3.探究液體壓強特點。
實驗6：將一飲料瓶去底，在底部包上橡皮膜并用橡皮筋系緊，向內部灌水，可以看到橡皮膜向外凸起，說明液體對容器底部有壓強；不裝水，將橡皮膜的一端壓入水中，橡皮膜向內凹陷，實驗證明，液體內部存在壓強，當向飲料瓶內加水到與外面水位等高時，橡皮膜又會變平，這說明液體內部同一深度處的壓強相等。
4．演示帕斯卡定律。
實驗7：在廢棄的空飲料瓶側壁不同地方用釘子扎4個小孔，打開瓶蓋，用手按入水中使其充滿水，再擰緊瓶蓋，用手擠壓飲料瓶，會觀察到從4個孔中射出來的水的射程是相等的。實驗證明，加在密閉液體上的壓強能夠按照原來的大小使液體向各個方向進行傳遞。
二、設計與液體壓強有關的實驗，進行小制作、小發明實驗
8：自動澆花。將盛滿水的飲料瓶連接一個打點滴的帶開關的細管，懸掛在花盆上面，通過開關控制滴水的大小，在重力及液體壓強的作用下，水滴長流，保證主人不在家的幾天里水能自動澆花。通過這個小實驗能解決生活中的一些小問題，啟發學生進行小制作、小發明。實驗9：水簾實驗。在廢棄的空飲料瓶中裝滿水，并在側壁扎上幾個小洞，打開瓶蓋，可觀察到有水射出，這說明液體內部在各個方向上都有壓強。當飲料瓶盛滿水擰緊瓶蓋后，在側壁不同的方向扎幾個小洞（直徑小于2mm），水并不流出來。當用手擰松瓶蓋時，水就從所扎的小孔向外射出來，形成美麗的水簾。
三、結語
長春師范大學物理實驗教學中心成立于2002年，依托自身的優勢，已經開設了普通物理實驗、近代物理實驗、模擬電路實驗、數字電路實驗等實驗課程。這些實驗課程多以大綱內要求的基礎驗證性實驗為主，對實驗目的、實驗原理、實驗步驟、儀器說明、誤差處理都做了詳細的規定，要求學生按照規定的步驟進行實驗，束縛了學生的自主創新性。創新物理實驗體系作為原有傳統實驗的有益補充，在形式上靈活機動，在內容上實用性強，既對培養學生的個性、開發創造力有利，又為學生提供了思維的空間和實踐的天地，調動了學生的積極性和主動性。
2創新物理實驗體系的建設
為進一步突出專業特色并結合就業市場，以提高學生的實踐能力和創新意識重新對原有實驗體系整合優化，削減驗證性實驗，增加綜合設計性實驗，充分與教師的科研項目、研究方向緊密結合。第一類實驗是基礎驗證性實驗。這類實驗多屬于大綱要求范圍?？己藘热菀阅承┰矶ɡ淼尿炞C和基本實驗技能或方法的練習為主。這類實驗要求學生能夠熟練掌握基本實驗技能，并規范儀器的使用。第二類實驗是應用綜合性實驗。這類實驗涉及的知識不止局限于某一門課程，而是多個物理原理或概念的綜合。對學生所使用的實驗方法也沒有過多的限定，只要能夠達到實驗目的即可。第三類實驗是科學研究性實驗。這類實驗與科學前沿緊密結合。學生可以在導師的指導下完成大學生創新項目或直接參與教師的科研項目，充分發揮學生的主觀能動性。
3創新物理實驗體系的實施
創新物理實驗體系的實施保障主要從政策制定、硬件改造、師資配備三方面開展。首先，在拔尖人才培養的總體目標指導下，對物理專業的教學計劃和實驗大綱重新修訂，確定三類實驗的具體實驗內容。在內容選定上將創新能力的培養作為目標，充分體現實驗教學和科學前沿的緊密結合。編寫與創新物理實驗體系相適應的指導教材、制作實驗教學多媒體課件、購買或開發實驗選課系統以保障體系的順利實施。其次，充分利用吉林省高等教育專項資金對現有的實驗室及儀器進行改造更新。一方面改造實驗室的實驗環境。針對某些實驗對避光、防塵、防潮、排風有較高要求的，單獨實施改造。另一方面對實驗儀器進行更新。特別是大型儀器如X射線衍射、激光拉曼光譜等的購買要謹慎對待，購買之前要對國內外廠家的參數和價格進行詳細對比調研，并進行論證投標。最后，在現有教師隊伍的基礎上，合理安排學時及課程安排，并對第三類實驗實施導師制。教師針對自己的科研項目選定適合的實驗題目為學生開設，并將畢業論文設計、大學生創新項目與實驗緊密結合，達到科研與教學共同發展的良好局面。
4創新物理實驗體系的成果
“翻轉課堂”的教學設計應當以學生為中心，符合學生的學情，應強調“授之以漁”而非簡單的“授之以魚”，應盡可能為學生提供自主學習和主動探究的活動情境，培養他們主動思考和探究的能力．在“翻轉課堂”的教學過程中，教師應對課堂的互動交流有準確的定位和理解，應該根據學生的課前知識掌握情況，提出有針對性的探究問題，與他們展開討論，以確保課堂互動交流的有效性．下面以教科版九年級上冊《測量電阻》一節的教學設計為例，對“翻轉課堂”教學在初中物理實驗教學中的應用進行分析．
1．1課前自學視頻
1．1．1明確目標，準備教學視頻
明確教學目標是“翻轉課堂”教學設計的首要任務．教師需要確定學生在不同階段所要達到的目標．課前自主學習階段的教學目標:知道“伏安法”測電阻的實驗原理、實驗方法，會畫實驗電路圖;通過教學視頻，了解伏安法測電阻的實驗步驟，以及對實驗數據的處理及分析．課上合作內化階段的教學目標:通過伏安法測定值電阻的實驗操作，掌握實驗原理、實驗方法、實驗步驟，會用圖像法分析實驗數據，了解滑動變阻器的作用，提高學生的實驗操作及分析能力;通過“伏安法”測量小燈泡電阻的實驗，再次熟悉整個實驗過程，用圖像法分析實驗數據，并通過小組討論分析小燈泡的電阻的變化及原因，提高學生分析數據的能力及團隊協作的能力;通過小組合作，探究測量電阻的特殊方法(例如，只有一只電壓表和一只定值電阻測未知電阻的阻值)，培養學生的發散思維和創新思維．教學視頻由教師錄制或使用優秀的課程資源．視頻內容包括:(1)列出學習目標;(2)伏安法測定值電阻的實驗操作視頻(包含分析與講解);(3)布置有針對性的練習．視頻應從學生的具體學情入手，時間控制在10分鐘以內，做到主題突出，內容精要．教師將已制作好的視頻傳到教學平臺上，學生可以在線觀看或下載觀看進行學習．
1．1．2自主學習
通過觀看教學視頻，學生對《測量電阻》的實驗的原理、方法、步驟、數據分析、注意事項等有了初步的了解．在觀看教學視頻時，學生可以根據自己的學習情況，自行調節學習的進度，可暫?？苫胤牛㈦S時做好筆記完成課前練習．通過觀看視頻的自主學習后，學生對《測量電阻》的伏安法測電阻有了初步的理解，通過完成相應的練習檢測學習的有效性，練習包括:(1)默畫伏安法測電阻的實驗電路圖，由電路圖連接(或補全)實物圖;(2)補全實驗練習題中的實驗步驟，根據題中數據用圖像法進行簡單的實驗分析．
1．1．3自學反饋
通過觀看視頻等資源，學生在自學中掌握基礎知識，并能夠及時發現自己的疑惑．在交流平臺上，學生能夠與同伴進行交流學習．同時，教師通過交流平臺及時了解學生的學習情況，并根據自測題的反饋來調整課堂教學進度、難度，及時制定合適的教學方案，整理出典型的問題，設計有探究意義的問題情境，供學生在課堂上探究學習，以促進學生知識的內化．
1．2課中知識內化
1．2．1復習鞏固
同桌學生以互問互答的方式回顧視頻講授的內容，幫助學習者加深印象，并馬上進行伏安法測定值電阻的實驗操作．
1．2．2合作探究
給學生適當的時間消化后，學生們動手用“伏安法”測量小燈泡的電阻，通過分析實驗數據針對小燈泡電阻的變化情況及原因展開小組探討，教師隨時巡視在學生之間，及時解決個別學生遇到的問題．“如果現在大家手里面只有電壓表和定值電阻，沒有電流表，能否測未知電阻的阻值呢?”教師在學生解決小燈泡的電阻問題后又拋出一個問題，小組再次展開討論．教師在學生間及時解決小組內的困惑，引導出正確的思路．
1．2．3釋疑拓展
通過討論，大多數學生不能解決的學習問題，由教師在課堂上解決，并通過實驗驗證;根據本班學生的實際學習情況，教師對“一只電壓表、一只定值電阻測未知電阻阻值”進行適度拓展和延伸．例如，如何用一只電流表、一只定值電阻測未知電阻阻值?．
1．2．4反饋評價
通過適當的課堂練習，在教師與學生、學生與學生之間進行互評中，學生鞏固所學知識．
1．2．5反思總結
對伏安法測電阻的實驗原理、方法、步驟、數據分析等進行歸納和提升．
1．3課后鞏固提高
再次觀看課前的教學視頻，對本節內容等進行鞏固，同時通過練習等對本節課進行強化提高．
2結語
1．1利用氣球進行力學實驗
力學是物理教學中的重要組成部分，物體受力發生形變，說明物體受到了力的作用．在進行相關的力學實驗的時候，就可以利用最簡單方便的氣球作為實驗材料．比如，將充氣的氣球放在桌子的表面上，然后用手掌壓氣球的表面，進行觀察，發現氣球受到力的作用后發生了變形，形狀呈扁狀，然后輕輕地松開按壓的手掌，觀察氣球的狀態，氣球的形態會恢復到原有的狀態，這樣的一個實驗過程說明氣球剛剛發生了彈性形變．另外，還可以利用氣球進行壓力實驗的演示，不同的受力面積，物體受到的壓力也是不同的，可以將氣球同樣放在桌面上，先用手掌來按壓氣球，發現氣球只是上部變扁，然后松開手，用一根手指來按壓氣球，觀察氣球會發現氣球表面會有明顯的凹陷，如果加大力氣的話，氣球出現的形變會更加明顯．如果為了加強實驗的效果，還可以讓氣球的受力面積變得更小，將氣球放在釘板上會發現在球沒有破之前，發生的形變會變得更大，這樣的實驗效果能夠說明壓力的大小是與受力面積的大小相關的．
1．2利用氣球進行大氣壓強實驗的演示
在學氣壓強的時候，教師想要讓學生直觀感受到大氣壓強的存在，但是大氣壓強又是肉眼看不到的，所以就需要通過實驗的方式進行演示．利用氣球可以驗證大氣壓強的作用，讓學生直觀地看到大氣壓強的存在．比如，準備一個吹起來的氣球，一個塑料杯子，適量的開水，準備進行實驗，現將氣球表面均勻地沾滿水，然后在塑料杯子里面倒入一定量的開水，過一段時間之后再將開水倒掉，然后接著將塑料杯子倒扣在氣球上，等一段時間之后，待杯身已經完全變涼之后，就可以將氣球翻轉過來，然后可以對實驗現象進行觀察，可以看到氣球會吊在杯子上，不會掉下來．學生首先就會被這樣新奇的實驗現象所感染，急切地想要知道實驗的原理．教師接下來就可以借助這樣的實驗想象更加直觀形象地為學生進行原理的解釋．這樣的實驗現象主要的原因就是塑料杯經過開水燙之后，會使整個杯子內壁上充滿熱的空氣．將氣球扣在塑料杯上，形成一個密閉的空間，等到杯子中的空氣冷卻之后，由于熱脹冷縮的原理就會使杯子內部的壓強比外界的壓強小，受到大氣壓強的作用，氣球就會被牢牢地吸在杯子上，如果按壓氣球和杯壁緊貼的部分，讓外界的空氣進入到杯子當中，杯子內外的大氣壓強差逐漸減小，杯子對氣球的吸引力也會逐漸減小，最后氣球就會脫離杯子．
1．3利用氣球演示浮力產生的原因
物理教學中浮力方面的學習是教學的一個重點內容，影響浮力的因素是需要學生進行探究的，浮力影響因素的探究是物理教學中一個主要的探究話題．利用氣球同樣也能夠完成浮力影響因素的探究實驗，根據浮力的公式可以了解到，密度是影響浮力大小的因素之一，密度越大的物體受到的浮力也就會越大．利用氣球可以進行這一實驗的驗證．例如，可以在一個充氣的氣球中放入清水，然后將這個氣球緩緩地放在水中，觀察氣球在水中的狀態，然后接下來在氣球中放入相同質量的酒精，再將氣球放入水中，觀察氣球在水中的狀態，然后再將氣球中放入鹽水，同樣放入水中觀察狀態，由于氣球中放入的液體的密度不同，所以氣球在水中呈現的狀態也是不同的，根據在水中下沉的情況來看，可以知道物體所受的浮力是和密度有密切的聯系．利用氣球不僅可以驗證水的浮力作用，還可以驗證空氣浮力，利用簡單的實驗器材，在天平的兩端放上籃球和待充氣的氣球，觀察在充氣的過程中天平的狀態，當氣球端天平上升，就能夠驗證空氣也對物體存在著一定的浮力作用．通過這樣的簡單氣球實驗可以了解到水的浮力以及空氣的浮力，明顯的實驗現象能夠讓學生更好理解和學習物理知識．
2注射器在物理實驗中的作用
2．1利用注射器可以驗證大氣壓強的存在
用注射器同樣能夠進行大氣壓強實驗的驗證．其實在生活中，學生接觸注射器的機會是比較多的，可能在不經意間就已經感受到了大氣壓強的存在，只是沒有意識到而已．現在教師可以組織學生利用注射器來進行大氣壓強的驗證．比如，首先將注射器的針頭去掉，然后將注射器的活塞拉到末端，然后緩緩地推至底端，接下來用左手將注射器的管口堵住，然后拉動活塞，會明顯發現比之前拉動活塞要費力得多，這就是由于大氣壓強的存在作用造成的．將去掉針頭的注射器管口沒入水中，緩慢地拉動活塞，使水進入針管內，當水進入到一定量的時候，取出針管，讓管口朝下放置，可以觀察到并沒有水從管口流出來，然后向上拉動活塞，直到將活塞全部拉出，這時候可以看到水會從管口處流出來，這也是大氣壓強存在的一個證實實驗．
2．2利用注射器，可以粗略地測量大氣壓強的數值
一直以來，學生做實驗的過程中都能夠感受到大氣壓強的存在，但是大氣壓強到底是一個多大的數值，在學生的心中始終沒有一個清晰的概念，在進行計算的時候，也只是簡單的記住大氣壓強的固定數值，機械地進行計算，很少由學生知道大氣壓強數值的測量方法．其實利用注射器就能夠粗略地測量大氣壓強的數值，一般醫用注射器上面都會標注一定的刻度值，利用這上面的數值就能夠測量大氣壓強，首先要做的就是將注射器中的空氣排出，將活塞壓至底端，然后將管口用東西堵住，將管內的空氣排凈之后，用一根繩子固定住注射器的尾部，然后利用彈簧測力計與管口的掛鉤相連，在水平方向上拉動彈簧測力計，注射器的活塞會隨著彈簧測力計的拉動緩慢地移動，記錄下彈簧測力計的示數，然后記錄當時的活塞所處的位置的體積，根據體積和受力情況可以算出大氣壓強，根據不同的刻度值可以進行多次實驗，多次實驗能夠讓實驗結果更準確，減小實驗的誤差．
2．3利用注射器演示液體氣化的方法
利用注射器進行氣體液化的實驗方法也是比較簡單的，實驗現象相對來說比較明顯，選取一支比較大的注射器，利用注射器吸入一些乙醚，然后將管口用橡膠塞堵住，接下來向外拉動活塞，達到一定程度的時候就能夠觀察到管內的乙醚消失不見了，此時的乙醚已經全部轉變成了氣體，然后將活塞向里推進，當達到一定程度之后就會觀察到乙醚液體又出現了，這一簡單的過程中發生了兩種物理變化，首先是液體氣化，接下來是氣體的液化，這樣的實驗現象能夠有力地證明大氣壓強的作用是能夠使液體發生液態和氣態的轉化的，只需保證管內是密閉的，推拉活塞就能夠觀察到實驗現象，操作起來簡單方便．
3結語
（一）學生發散思維的培養
發散思維是創新思維的核心部分，解決問題的過程是發散——集合——發散的循環過程。大學物理實驗教學是一種基于創新思維框架下的由發散到集合，再由集合到發散的循環過程，通過培養學生的發散思維，從而達到培養學生創新能力的目的。例如：學生在進行固體密度的測量實驗時，就要考慮到該固體是否規則，在液體中的懸浮狀況，是否溶于液體等，因此，在多種可能的情況下，學生就要探索不同的實驗方法，調動發散思維，從而實現掌握知識，提升自身的創新思維能力。
(二)實驗過程是學生發散思維的訓練過程
物理實驗是圍繞一個既定的問題開展的，學生需要調動自身的多種思維能力，運用各種思維方法，例如：綜合、分析等，只有這樣，才能真正的實現實驗目的。在這個過程中，學生的邏輯思維得到了訓練。例如：在進行“偏振現象”研究實驗時，要求學生設計出各種光路，使之產生不同的偏振光，進而觀察不同條件下的實驗現象，并進行相互對比。實驗前，學生要根據自身掌握的知識，進行科學的假設，做好實驗設計；實驗過程中，一步步進行驗證。類似的實驗探究活動能夠幫助學生有效的將邏輯思維融入其中，并提升學生的科學探究能力和創新思維能力。
（三）學生在物理實驗中提出質疑，進而提升批判思維能力
傳統的“一言堂”很大程度上抹殺了學生的批判思維能力，新課改中明確提出，要積極培養學生的創新能力，而批判思維的形成，恰恰是創新能力培養的關鍵環節。因此，教師在實驗教學過程中，理應鼓勵學生提出質疑，并帶著質疑在實驗中加以批判、驗證。例如在進行鈉光燈波長測量時，有些學生發現測量值與理論值不相符，在深入研究后，發現鈉光是由雙黃線構成的，即兩種波長的混合值，并受到實驗環境的影響。學生在物理實驗中提出質疑，進而提升了批判思維能力。
（四）學生在物理現象分析過程中形成直覺思維能力
很多物理實驗現象需要認真觀察才能捕捉到，因此物理實驗不僅要求學生掌握好時間，具備邏輯推理能力，還要具備一定的分析預見能力。例如伽利略首先直覺地判斷“重物先落地”是錯誤的，然后通過一次次的實驗，得出物體的落地速度不因重量而改變的結論，了亞里士多德“重物先落地”的說法。
二、大學物理實驗教學存在的主要問題
(一)教學設備單一，實驗儀器高度集成，學生的動手能力受到制約
物理實驗儀器的技術含量越來越高，實驗儀器高度集成，很多實驗步驟都無需學生動手，這樣會使學生的動手機會越來越少，動手能力提升緩慢。機械的實驗操作，也很難讓學生對各種實驗原理和設計方法有所了解，更別說創新了。
(二)教學內容陳舊，內容較多
目前物理實驗教學內容多是以驗證性實驗為主，而培養學生創新思維的綜合性、設計性實驗相對較少，并且在實驗教材中，對實驗的原理、方法甚至實驗數據的處理方案都一一列出，學生做實驗的任務就是機械操作，并得出已經知道的實驗結果。這樣的實驗，對于學生鞏固所學知識有很大幫助，但對分析能力、設計能力、創新能力的培養卻是意義不大，甚至會使學生養成懶惰、不善于動腦的習慣。
(三)教學模式落后
一直以來，物理實驗的教學模式多是沿襲傳統教學模式。學生被動接受教師“無微不至”的講解，然后按部就班地順利完成實驗。看似一片“和諧景象”，但是真正的教學目的卻沒有達到。隨著教學改革的不斷推進，這種教學模式已經顯得落后。
(四)實驗教學過程限制頗多
由于實驗教科書的指導相當詳細，教師只要監督學生一步步完成實驗即可，因此在實驗教學過程中，教師僅起到了“監工”的作用，而教師的引導作用卻無從體現，學生也無法發揮創新能力，甚至還受到教師的諸多束縛，例如：當提出異議時，教師會認為學生不聽話(書中已經寫得清清楚楚，偏要提出不同意見)，并認為是故意找茬。另外，由于實驗課時較少，教師力爭在有限的時間內完成大量的實驗教學工作，也有意壓縮學生探究、驗證質疑的時間，從而導致學生的實驗效果看似顯著，實則問題頗多。
（五）實驗室缺乏創新環境
高校的實驗室往往定時開放，并且很多實驗內容也未能面向全體學生(主要指本科生)。學生的很多創新思想不是因缺少實驗儀器，就是因儀器使用受限而被扼殺在搖籃里。另外，實驗室在師資力量上，也存在嚴重不足，很多教師多年都未獲得過繼續深造的機會，自身的專業知識和教學理念仍停留在多年前。這樣培養學生的創新能力便很難達到良好的效果。
三、大學物理實驗教學改革
(一)改革實驗課程體系，培養學生創新思維能力
根據物理實驗自身的研究方法和規律，建立從易到難、由單一到綜合，循序漸進、逐步提高的大學物理實驗課程教學體系。在大學物理實驗課程教學體系中，重視實驗選修課的設置，滿足人才培養的需要，給學生創設創新活動的空間。增加設計性、綜合性實驗的比例。鼓勵學生靈活運用分析、歸納、判斷等思維方法，在頭腦中形成直覺和想象，構思實驗方案,培養學生創新思維能力。
(二)開放物理教學實驗室，提高實驗經費投入
實驗室要面向全體學生開放，時間也不局限于上課期間。從設備的安全及使用效率考慮，可指定專門教師指導和管理，但不能扼殺學生實驗的積極性。學生如需動用貴重儀器，可征得管理教師同意后進行。隨著物理實驗要求的提高，高校應加大物理實驗經費的投入，并做到?？顚Ｓ茫瑫r還要預留出更新設備的資金。另外，高校還應該注意儀器設備的科學使用，提高設備的使用效率，尤其是一些大型儀器設備。
(三)更新理念，增強創新意識
創新不是一時的憑空捏造，而是要具備創新意識和相關的知識儲備。由于教師在培養學生的創新意識方面起著引領作用，因此作為教師，首先應具備創新教育的理念，并應用到教學中去，才能正確引導學生創新學習；其次應加強創新知識的學習，具備精深的專業知識和寬泛的綜合知識，掌握社會文化、科技發展的新動向，注重對新理論、新技術和新信息的了解，并將這些知識融入到大學物理實驗教學中去，才能引導學生把知識學活，有效地培養學生的創新能力。
(四)注重培養學生實驗方法，促進學生創新潛力的發揮
要將科學發展史貫穿于大學物理實驗教學中，注重科學思想發展史的教育。例如：在電磁感應實驗中，介紹法拉第在仔細分析電流的磁效應基礎上，認為電流既然能產生磁場，反過來磁場也應該能產生電流，因此提出了磁能生電的假說。盡管在實驗中經歷了無數次的失敗，但他信念堅定，最終發現了電磁感應現象，讓學生感受科學探索的艱辛歷程，把學生融入到科學家的思維情境和發明創造的氛圍中，促使學生將自身的學習和人類社會的發展有機結合起來，更加積極主動地吸收人類社會的先進思想。同時科學家的創新思維方法又可以從方法論上指導學生的學習，使學生主動地從不同視角創造性地思考問題，從而有利于培養學生的創新意識，挖掘學生的創新潛力，提高學生的創新能力。
(五)利用信息技術，開拓創新思維空間
（一）加強物理實驗的直觀化
在初中物理學科中，很多的物理現象都是無法用肉眼觀察到的，像是電流、磁場等，而教師在進行實驗演示的時候，這些看不見摸不著的實驗現象也僅僅通過學生的想象來實現，這對于抽象思維能力尚不成熟的初中生來說是一個很大的困難。如果教師在做這些實驗的時候適當地結合多媒體工具，這樣就能以模擬動畫的形式把一些無形的物理現象變得有形，在直觀的視覺刺激下，更容易促進學生的認知。例如，在學習電學知識的時候，教師利用電源、開關、燈泡組成一個簡單的電路，學生通過觀察燈泡是否發光來想象電路中的電流流動，然而，具體電流如何流動，學生還是無法親眼看到。倘若教師能夠利用動畫來演示電流在開關閉合以后像流水一樣流向燈泡，使得燈泡發光的過程，這樣一個過程顯然更具有直觀的視覺刺激，對于加深學生理解，激發學生的學習興趣，尤其是最初接觸電學知識的學生來說尤其重要。
（二）提高實驗現象的可觀性
對實驗現象和過程進行觀察是物理實驗教學活動的核心環節，因此，很多教師在開展物理實驗的時候，都會把實驗的可觀性作為考慮的重點。然而，在課堂環境下所采用的實驗方式很多時候都難以滿足理想的可觀性的要求。例如，在做“海波熔化”的實驗時，即使教師找來最大號的實驗器材，很多坐在后排的學生依然看不清海波的狀態的變化以及溫度計的示數的變化。不僅如此，由于實驗用的海波純度的影響，固體的海波往往在溫度還沒有達到48℃的情況下就已經開始熔化了，這樣就使得實驗觀察效果大打了折扣。怎樣來解決這個問題呢？這個時候，教師就可以借助于多媒體工具，將海波熔化的實驗過程制作成課件，然后通過投影儀清楚地給學生播放理想狀態下海波的熔化過程。經過對實驗現象和過程清楚的觀察，學生就可以較為輕松地理解“晶體熔化時溫度保持不變”的問題。除此以外，還有很多物理現象本身就很微觀，或者時間太短，依靠傳統的實驗方式，學生很難觀察到想要觀察的現象。例如，在演示“動能和彈性勢能相互轉化”的實驗時，最常見的方式就是利用木球來撞擊彈簧片，然后觀察彈簧片由發生形變到恢復形變的過程。然而，這個實驗不僅在實驗現象上十分微觀，整個實驗過程發生的時間也非常短暫，如果僅僅依靠肉眼很難看得清楚，這樣自然會影響實驗的可觀性。倘若教師能夠在實驗中引入多媒體工具，以課件的形式向學生展示實驗演示過程，把細微的形變過程進行放大，并采用慢放的方式把整個實驗過程慢慢的展現給學生。在此過程中，教師還可以根據具體的講解進度對實驗畫面進行暫?；蛘呋胤牛沟脤嶒灛F象能夠與教師的講解完美的配合起來，這樣自然會大大提升實驗教學的效果。
（三）彌補傳統實驗條件的不足
在初中物理實驗中，有相當一部分的實驗是無法在課堂環境下完成的，像是一些科學家在特殊條件下完成的實驗，包括“原子彈的爆炸”、“宇宙飛船的飛升”等，在以往，教師只能借助于一些語言描述、簡單的圖片展示來彌補實驗條件的不足。但如果教師能夠引入多媒體工具，把這些實驗以視頻的方式呈現給學生，學生就會身臨其境一般地對整個實驗過程進行觀察。除了不具備實驗條件的實驗，在課堂上還有一些雖然具備實驗條件，但成功率和實驗效果很不好的實驗，對于這類實驗，教師也可以利用多媒體工具來完成。例如，“一氧化碳還原氧化銅”的實驗，這個實驗如果利用傳統的實驗方式，一方面成功率很低，另一方面，即使實驗成功了，所出現的實驗現象也十分不明顯。在這種情況下，最好的方式就是放棄傳統手段，利用多媒體工具進行模擬實驗，這樣既能夠達到逼真的實驗效果，又能夠保證實驗的成功率和效果，提高實驗課堂教學的效率。
二、多媒體工具在實驗教學中的弊端體現
（一）不利于學生動手能力的培養
實驗能力是一個綜合性的能力，其中就包括實踐動手能力，而這種能力的培養需要在真實的實驗中，在親自動手進行實驗操作的情況下才能形成。倘若一味地依賴這種虛擬的實驗，會不利于學生動手能力的培養。
（二）不利于學生探究能力的培養
在真實的實驗中，由于實驗操作中各種不確定的因素，經常會出現一些意料之外的狀況，甚至是一些實驗的失敗的現象。然而很多時候，恰恰是這些意外和失敗反而可以培養學生的探究能力。然而，在多媒體實驗中，各種不確定性和失敗的可能性都被排除了，這樣反而不利于學生探究能力的培養。
三、結語
論文關鍵詞：物理實驗，學生，創新能力
物理學從本質上說是一門實驗科學，物理規律的發現和物理理論的建立都必須以嚴格的物理實驗為基礎，并受到實驗的檢驗。因此，物理實驗教學在中學物理中就顯的尤為重要。
然而，在過去的物理教學中，往往只是重視理論教學，卻忽視了實驗教學的作用。即使進行實驗教學，也只是側重于應試，忽視了對學生能力的培養，致使實驗教學僅僅是課本的翻版，毫無新意，又令學生束手束腳，無法達到實驗本身的目的。
因此，在物理實驗教學中，應該注意不斷激勵學生通過觀察、思考等一系列活動，來發展學生的創新意識初中物理論文初中物理論文，從而培養他們的創新能力。
那么，在中學物理實驗教學中如何來培養學生的創新能力呢？筆者認為可以從以下幾個方面入手：
一、變驗證式實驗為探究式實驗
以前，課堂演示實驗大多數是驗證性實驗。教材已給出結論，只需用實驗去驗證即可。這種做法，導致學生僅是一名旁觀者，而不是參與者。若變演示實驗為探究實驗，就可以把學生完全調動起來，在學生動口、動手、動腦的過程中，激發學生的創造性思維。
例如，在《電阻定律 電阻率》中，原課本的做法是先給出“導體的電阻與材料、長度、橫截面積有關”這一結論，然后再定量實驗，這就是一種驗證式實驗。在實驗中，學生往往會產生“為什么只研究這幾個物理量”的疑問。若將其改為探究式實驗，學生就容易掌握的多。其具體做法為，在實驗前，先讓學生們去猜想電阻可能與那些因素有關，然后由學生設計實驗自行排除無關因素，最后才把決定因素控制在“材料、長度、橫截面積”這幾個物理量上。在進一步實驗之前，還應先指導學生用理論推導具體的關系，再依據學生的設計來完成實驗論文開題報告論文下載。
對比兩種方式，探究式實驗能更好的發揮學生的主體作用，培養學生的創造性思維。盡管學生的探究，談不上科研成果之說，但這種方式注重的是培養學生的創造力與創新意識。在學生積極參與研究的過程中，學生不但掌握了基本的實驗方法、基本技能，還激發了學生的創造性思維。
二、采用多方法實驗，鼓勵學生改進實驗
在學生分組實驗中，教師應在幫助學生掌握實驗原理的基礎上，鼓勵學生用不同的器材、不同的方法來進行實驗。在實驗中，學生需要在各種因素中進行取舍，對所得信息進行篩選。這就要求學生在實驗的過程中初中物理論文初中物理論文，有全局的觀點，在不同情況下善于應變。這樣，就可以培養學生的應變能力，提高學生的分析、抽象、概括、能力，活躍學生的思維。
例如，在《動量守恒的驗證》中，該實驗要求大量的空間來操作，且在實驗過程中，時間及數據處理又顯得太過麻煩。筆者在學生進行該實驗后，布置了一道課外思考題，讓學生發揮想象改進實驗。一位學生參照家中的工藝品，設計了如下方案：將兩枚鋼球用細線懸起，且中心共線，緊密接觸，在鋼球后方置一木板，并在豎直方向上標出刻度，以做標志。將其中一小球從某一高處釋放，并記下讀數，觀察碰撞后升起的高度，再次記下讀數，也可得出動量守恒定律。經過該同學的設計，將一種簡單而又有新意的實驗展現給我們，充分調動了學生創新思維的發展。
同樣的例子還有很多，在進行《研究平拋物體的運動》時，演示儀器的擋板在停球過程中，總是留下一個“V”型的痕跡。為了使實驗減小誤差，學生們略加改動，在擋板上塞了些棉花，就使數據變的十分準確。
由上可見，在物理實驗中，為了使實驗更鮮明生動，更有效的反映問題初中物理論文初中物理論文，通過多方法實驗，改進原有的實驗，能夠充分的調動學生的創新思維，培養學生的創新能力。
三、創設實驗問題，提倡學生質疑
沒有問題就沒有進步，沒有問題就沒有突破。常言道“小疑則小進，大疑則大進”。孔子在鼓勵學生時常道“每事問”。大科學家愛因斯坦在回答他為什么可以做出科學創造時說：“我沒有什么特別的才能，不過喜歡尋根刨底的追究問題罷了。”可見，發現問題、提出問題、敢于質疑是創新能力的一個重要方面，而要培養學生的創新能力，就需要提倡學生敢于質疑。
例如，在觀察《光的色散》實驗中，同學們用三棱鏡去觀察七色光帶。一位學生提出了這樣一個問題，“為什么白光通過三棱鏡投在屏上時，彩色光帶為上紅下紫，而透過棱鏡直接觀察時，彩色光帶卻是上紫下紅？”這個問題提的好，說明他是真的動腦，真的思考了。筆者立即鼓勵了他，并借此機會提倡全班學生養成多提問、多質疑的好習慣。從此以后，同學們在實驗中都踴躍思考，敢于質疑，極大的調動了學生的創新意識。
在物理實驗中，教師應該多培養學生的質疑能力，提倡學生多思考、多提問，敢于挑戰權威，勇于探求真理。只有這樣才能全面調動學生的主動性，激發學生的創新思維。
四、開設課外實驗，激發學生思維
創新教學的構成要素是研究性、引導性、發現性、歸納性等有機的結合起來，這就要求教師在實驗中創造性的應用現代教學方法和教學手段，將多種教學方法進行優化組合，用“創造性的教”為學生“創造性的學”創造環境和條件。因此除了演示實驗和分組實驗之外初中物理論文初中物理論文，也可以在學生的模型制作、游戲、調查小實驗活動中激發學生的創新思維。
例如，在一次布置課外實驗時，筆者給每位學生發一枚雞蛋，讓學生們展開想象的的翅膀，利用雞蛋來驗證一種物理規律或物理現象論文開題報告論文下載。學生的想法真是五花八門：有的把雞蛋煮熟后，浸入涼水之中，發現比平常的熱雞蛋好剝的多，從而驗證了熱脹冷縮現象；有的把含酒精的棉花置入開口瓶中，并把雞蛋置于瓶口，燃燒后，雞蛋被吞入瓶中，從而驗證了大氣壓的存在；也有的將雞蛋從高處釋放，落到海綿上時不易碎，進而驗證了動量定理；還有的將雞蛋放于硬紙片上，下方置一杯水，迅速彈出硬紙片，雞蛋落入杯中，進而驗證了慣性定律。
像這樣與實際相聯系的課外小實驗，不僅激發了學生們對實驗教學的興趣，還能提高學生的發散思維，培養學生的創新能力。
五、開放實驗室，探索開放式實驗教學法
開放式實驗教學并不是簡單地打開實驗室門就可實現的，那只是“實驗室的開放”，而非真正的開放式實驗教學。要搞好開放式實驗教學需要有一整套相應的措施。
北京某校以俞慶森老師為首的前輩們打破了實驗課附屬于理論課、以驗證性實驗為主的教學模式。多年來他們一直在探索實驗教學的新模式，以適應培養創新型人才的需要。經過近年來不斷地探索，他們提出了基礎實驗教學開放式管理的新模式：教師根據最新科技發展的情況，擬就若干個實驗題目，由學生選取后自行查閱資料、自行擬就實驗方案、自行備齊所需簡易用具、按需要預先約定使用實驗室及所需儀器的時間，最后獨立或分小組完成實驗。教師的作用僅是提供必要的理論引導和“維護型”的實驗室指導。
這種實驗的開放管理意味著進入實驗室的時間完全由學生自由選擇。為保證實驗的正常開展并獲得良好的教學效果，在采用預約實驗時間這一常規方法的同時，也尊重了學生意見，同時充分發揮學生的能動性、積極性和創造性。在每一個具體的實驗過程中并沒有結束時間的規定初中物理論文初中物理論文，允許學生在實驗失敗后重做，直至成功為止。指導教師也一改以往輔導過細，偏重結果的做法，讓學生充分展開想象、創造的翅膀，自由發揮。
上述方案，成功地調動了學生主動探索的積極性，毫無疑問，進行開放式實驗教學，是培養學生創新能力的有效方法。雖然在實驗過程中需要教師付出了更多的時間、精力和耐心，但對學生整體能力的提高大有裨益。
創新是一個民族的靈魂，在知識經濟的社會中，人類最重要的素質就是創新能力。因此，在物理教學中培養學生的創新能力是我們實施素質教育的重要內容。為了使中華民族在新世紀能夠屹立于世界先進民族之列，新時代的物理教師更應該全力以赴，做出自己應有的貢獻，用盡自己的每一份光和熱，來為祖國培養全方位的創新人才！