例谈高中物理实验教学中培养学生创新能力

《例谈高中物理实验教学中培养学生创新能力》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、例谈高中物理实验教学中培养学生创新能力【摘要】本文以“用单摆测定重力加速度”为例阐述高中物理实验教学各个具体环节中如何培养学生的创新能力。【关键词】高中物理实验教学创新能力培养策略【中图分类号】G633.7【文献标识码】A【文章编号】2095-3089(2012)10-0089-01创新能力的培养是教育者一个极重要的教学任务。能力的培养本身就是一项很抽象的工作，创新能力的培养更是雾里看花。当前，关于本课题的研究成果只停留在教学原则的层面上，没有更具体的操作方案、范例供同行执行、模仿。针对这一现状，笔者深入探索，总结如下文

2、。首先，物理教学中哪方面最有利于培养学生的创新能力呢？笔者认为实验教学是培养学生创新能力的首要根据地。理由一，创新来源于实践，实验就是最直接的实践；理由二,实验教学中各方面的内容都可以创新，不象定义、规律已经专家、学者提炼到至精的地步，不可随便"创新”；理由三,实验的教学最需要创新，各学校因资历、资金等原因，仪器设备不可能和课本上的一模一样，不同学校间也不一样，甚至同一实验不同学生所用的仪器设备也可能不一样，这种情况下不创新的教学恐怕连基本的教学目的都达不到。正因如此，高考物理创新能力的考查最主要也是体现在实验题中，以实

3、验设计题的形式出现，这类题目成为近年来高考的热点也就不足为奇了。其次，如何在物理实验教学中培养学生的创新能力呢？下面就以“用单摆测定重力加速度”为例，阐述高中物理实验教学各个具体环节中如何培养学生的创新能力。1•实验目的创新。“用单摆测定重力加速度”的实验装置原本的实验目的是测定当地的重力加速度。实验后老师可进一步提问：同学们能否利用该装置测量某山峰海拔高度？［解析］先在山脚处使单摆做简谐运动，测出周期T1,再把此单摆移到山顶做简谐运动，测出周期T2,设地面重力加速度为S山顶重力加速度为/，地球半径为R,山的高度为h,由

4、于在地面上Tl=2“，在山顶上T2=2“，贝上。又由于萨，g'二，得h=R。2.实验原理的创新。实验后老师可以问学生：除了“用单摆测定重力加速度”外，还能想出测定重力加速度的其它方法吗？［解析］在本实验前，学生已做过"研究匀变速直线运动”和利用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验，学生很容易想到利用“验证机械能守恒定律”的实验装置，即利用重物自由下落时打在纸带上的点，用“逐差法”求得加速度a,在不计阻力的情况下，此即为重力加速度g。3.实验器材的创新。实验后老师进一步问学生：如果我们没有实验室提供那些较理想的器材，身

5、边只有一些轻质细绳子、卷尺、可当作秒表用的手表、形状不规则的小石子、矮树，你能测出重力加速度g吗？如果能，请自行创设实验测定你家的重力加速度go［解析］用细绳子和小石子做一个摆悬挂在矮树上，单摆的摆长应是悬点到摆动小石子重心间的距离。形状不规则的小石子的重心位置难以确定，我们只好卷尺量出摆绳长为11,用手表测出摆动周期为T1；改变摆绳长至12,测出此时摆动周期为T2O设拴住小石子的细绳子底端到小石子重心的距离为d,则Tl=2n=2n,T2=2ji=2jio解得g=。4•实验操作的创新。本实验为了测定当地的重力加速度g,必

6、须先测得单摆的振动周期T。所谓单摆的振动周期T,指的是单摆完成一次全振动所需的时间。对此实验前老师可以提问：公式中只要求我们测得一个周期T,实验具体操作时我们是否就只测单摆完成一次全振动所需的时间，我们怎样改进操作方法可以使测得的T更加准确？［解析］由于一般单摆的周期都不长，例如摆长lm左右的单摆其周期约为2s,所以依靠人为的秒表计时产生的相对误差会很大。针对这一问题本实验采用累积法计时，即不是测定一个周期，而是测定几十个周期，例如30个周期。这样一来，人用秒表计时过程中产生的误差与几十个周期的总时间t相比就微乎其微了。

7、我们再计算出平均摆动一次的时间，用这个时间作单摆的振动周期T当然误差就更小。这种用多次测量后取平均值的方法，是物理实验减少偶然误差最常用的方法。除此之外，本操作还要求：①从摆球通过平衡位置时开始计时，而不从摆球到达最大位移时开始计时；②采用倒数计时计数的方法，即数"3,2,1,0,1,2,，在数到“0”的同时按下秒表开始计时计数，计数出摆球从同一方向通过最低位置时的次数，数到“60”停止计时，则摆球全振动n=30次，T=t/30o计时从平衡位置开始是因为此处摆球的速度最大，人在判定它经过此位置的时刻，产生的计时误差较小；

8、倒数计时计数的方法让计时计数有预演准备的机会，可以减少操作慌乱引起的误差。综上所述，我们可以通过实验操作的不断创新改进，可使偶然误差逐渐减少，使测量结果更加准确。5.实验数据处理的创新。本实验中测出摆长L、周期T,利用萨求出重力加速度8。为了减少误差，实验要求改变摆长，进行多次测量，分别计算出每次实验的重力加速度g,