導語：如何才能寫好一篇物理實驗論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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科學發明來源于大膽的猜想和假設，而當前物理教學中，學生按照教師預設的程式學習，缺少自由想象的空間，以致學生出現不敢猜、不會猜的狀況，教師要精心設計教學問題情境，引發學生產生猜想．

1．培養學生主動參與的意識．

教師要想培養學生的參與意識，就要營造平等、民主的教學氛圍，放手讓學生回答問題，即使回答錯了，教師也不要輕易批評甚至訓斥學生．對于有一定難度的問題，學生在短時間內難以獨立完成，教師要讓學生進行小組交流討論，提出有價值的觀點．

2．頭腦風暴法教學．

部分學生生怕發表錯誤的觀點而引來同伴的諷刺、挖苦，以至于不敢提問．教師要強化學生的發散思維訓練，鼓勵學生毫無顧忌地發表自己的觀點，才能產生有價值的新觀點、新思路．

3．為學生搭建腳手架．

有些知識遠離學生生活背景，如果直接呈現就顯得有些突兀，此時，教師要為學生搭建腳手架，引導學生主動猜想．因而教師設計的問題應難度適宜，符合學生的“最近發展區”，對于難度過大的問題，教師應將其轉變為若干個小問題，讓學生逐層深入，各個擊破．教師還要在新舊知識之間、多層次知識之間、理論與實際應用的銜接處設疑，引導學生沿著有意義、有價值的方向思考問題．

二、引導學生積極參與操作實驗

1．演示實驗策略．

(1)改進已有的演示實驗．教師要引導學生對觀察效果差的實驗儀器進行改造，如在“彈簧的伸長量與所受的拉力成正比”實驗中，后排的學生根據看不到刻度尺上的刻度，影響了演示效果，教師可以將其投影到屏幕上，或用白紙加以放大顯示，從而增強教學效果．(2)通過多媒體演示，增強效果．有一些物理實驗受時間和空間的限制，往往在短時間內無法完成．教師可以借助多媒體進行實驗，利用其圖文并茂、交互性強的特點進行演示．

2．分組實驗策略．

教師要合理劃分實驗小組，按組內異質、組間同質的原則劃分，以確保每組都包括不同層次的學生．小組要明確每個成員的角色和任務，包括組織者、操作者、記錄員等，以保證探究活動的順利進行．當學生在操作中遇到障礙時，教師應及時給予指導，為避免造成時間上的浪費，共性問題集中解決、個性問題個別指導，當然教師指導也不是替代學生的思考，直接將結論告訴學生，而留有讓學生充分思考的時間和空間，在參與學生討論后適當予以點撥，讓他們在教師的啟發下頓悟，尋求到最佳的解決方案．

三、組織學生開展自評和互評活動

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學生在物理方面的認知雖然還處于基礎水平，但是對于教師的實驗演示他們很感興趣，正因為一知半解才會更有好奇心繼續研究物理知識。教師應適當地將一些演示性實驗改為探索性實驗，這樣才能夠達到培養學生不同能力的目標。探索性的實驗更能夠激發學生的創新能力，構建更廣闊的活動空間和思維空間，激發不同層次學生的探索和創新的欲望。學生在探究實驗的過程中，能夠將動手和動腦很好地結合在一起。在實施過程中教師應當選取合適的問題作為實驗內容，在教學過程中利用探究式實驗的方法培養學生的能力。創新意識的培養滲透在物理實驗中，教師應當讓學生對各種實驗的基本環節都進行觀察和處理，并對實驗過程進行相應的指導，鼓勵學生積極對實驗過程進行探究，并將探究的實驗內容和創新能力很好地聯系在一起。

二、教師首先要注重觀念的轉變，提高自己的創新能力

要讓學生具備創新意識，教師本身必須轉變觀念，注重提高自己的創新能力。教師要從自身做起，對整個實驗課堂教學起主導作用。教師不可能像百科全書一樣儲存各種各樣的知識，但無論物理教師的資質如何，都必須對物理教學有自己的教學思想，必須在自己的教學領域有獨特的見解和創新能力。培養學生的創新意識，教師要轉變自己的教學觀念和角色意識，不要照本宣科，單調地傳授書本上的知識，而是創造更多的機會讓學生積極思考，幫助學生不斷發現問題，根據學生的整體情況進行判斷。綜上所述，教師應當有創新教學教育制度的意識，必須轉變阻礙學生創新能力發展的教育觀念和教學模式。如果教師只是單方面地進行物理實驗，只是為了達到書本上的要求，以完成任務的思想完成實驗教學，那么這種教學是沒有任何效果的，特別要注意，有些教師會單方面地傳授知識并不讓學生自己動手完成，如果簡單地將考試分數作為衡量教育成果的唯一標準，那么就無法在實驗教學中真正提高學生的創新意識。

三、注重培養學生的實驗數據整理分析能力

很多學生只是抱著“好玩”的思想學習的，很多時候做完了實驗就懶得進行實驗整理。創新意識的培養不僅僅在實驗進行的過程中，還應該在實驗后的整理過程中。很多學生認為，只要學會實驗操作就可以，根本不會重視實驗的結果，所以數據會有很大的誤差。針對這些情況，教師應當硬性地要求學生進行數據規整，讓學生學會處理不同的實驗數據和誤差的分析，并作出相關的實驗效果圖。通過整理和歸納的過程，最終可以讓學生認識到實驗操作的重要性，整理數據的過程也能讓學生再一次對實驗內容作出思考，創新意識不僅能在實驗過程中初步形成，在整理數據之后還能進一步強化創新意識。

四、結語

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大學物理是一門以實驗為基礎的學科，大學物理實驗和大學物理理論占有同等重要地位，它們既有著深刻的內在聯系，又有著各自的任務和作用。大學物理實驗在培養學生分析問題和解決問題的能力及激發學生科學創新意識方面有著其它學科不可替代的作用。大學物理實驗不但把物理理論知識用到實驗上，而且更好地解釋生活中的物理現象并加以科學驗證。通過大學物理實驗能培養學生達到以下幾點科學實驗能力及實驗目的：

1.通過對實驗現象的觀察分析和物理量的測量，能夠更好的加深對理論知識的學習，對定義、定律更深刻的理解；

2.通過對實驗儀器的調試和使用，能夠更好地培養學生動手動腦的能力及臨時處理突發事件的能力；

3.通過對實驗數據的處理及圖像的繪制，能夠更好地培養學生對數據的保留與取舍及結果的正確判斷與分析；

4.通過實驗能使學生以獨立或合作的方式設計一些基礎性實驗，從而培養他們獨立思考問題，合作完成工作的意識。

二、做好我國大學物理實驗前的準備工作

實驗課又不同于理論課程，有它自身的獨特性，因此，在實驗前必須做好以下幾點工作。

（一）實驗理論知識的學習。實驗前對實驗理論知識的學習是做好實驗的前提條件。實驗理論知識的學習主要是指在實驗前要對實驗目的、實驗原理的熟練掌握，清楚地知道實驗的要達到的任務及其所采用的方法，在實驗時才能游刃有余地解決實驗中所遇到的問題，才能保障實驗的順利完成。

（二）實驗設備的準備及調試。在懂得了實驗目的及原理的基礎上，才知道實驗所需要哪些實驗設備，及其儀器參數的要求。不但要對所做實驗設備準備齊全，而且儀器的擺放也要符合實驗要求，并且要對實驗儀器按照實驗要求進行調試。若中間任何一個環節出現錯誤都可能影響實驗效果，甚至導致實驗失敗，所以，實驗前設備的準備及儀器的調試是做好實驗的基本條件。

三、做好我國大學物理實驗中的具體工作

（一）實驗儀器的規范使用。不同的儀器設備有不同的使用方法及其操作步驟，一定要按照儀器說明書來正確操作使用。要輕拿輕放，要確保儀器設備在安全有效的參數范圍內使用。不然，給實驗結果會造成較大誤差，甚至導致實驗的失敗。

（二）實驗步驟的合理安排。根據實驗原理及實驗內容來合理安排實驗步驟是高效完成實驗的關鍵。對于實驗步驟要熟悉掌握，給夠給出一個合理的分工安排體系。大學物理實驗一般都是小組實驗，先測哪些量，測幾組數據，誰來測等的分工安排一定要合理明確，才能在規定的時間內順利完成。

（三）實驗中突發事件的處理。實驗課不同于理論課，大學物理實驗中的很多力學、電磁學、近代物理等實驗都會用到高壓電，電壓可達到380伏甚至會更高，一定要保證學生和實驗師的人身安全；也要保障實驗室的財產安全。實驗中要做好一切安全應急措施，確保萬無一失，是做好實驗的基本保障。

四、做好我國大學物理試驗后的工作

當試驗完成后并非一切都結束了，實驗后的收尾工作也顯得十分重要，這樣更有利于下次實驗及儀器設備壽命的延長使用。

（一）試驗后的檢查。試驗后的檢查主要是指數據是否記漏、設備是否完好、配件是否丟失、開關是否關閉、電源是否切斷等事項的檢查，以確保下組人員能夠繼續做實驗。

（二）試驗后的儀器保養及衛生。由于實驗室所使用的是精度較高的儀器設備，不同于其它上教室課時使用的桌椅，對實驗室儀器的保養及實驗室內的衛生也有著很高的要求。實驗完畢后注意儀器的保養：該擦洗的要擦洗，該涂油的涂；地面該掃的掃，該拖的拖。有些儀器怕強光照射，窗簾該拉的要拉上，好的保養及衛生更有利于延長儀器的使用壽命。

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實際上，所謂的創新物理實驗室建設的根本目的是為了更好的開發學生的創造性思維，培養學生核心能力的形成，為學生自身才能的展現提供了一個良好的環境。通常研究項目主要是根據課題的形式來制定和設計，將會由專業的教師來對學生進行輔導。并且，教師要將課題提出與實驗教學實際靈活的結合在一起，可以由學生自行擬題，或是由實驗室提出問題。在這一過程中，無論是方案的確定，還是研究過程，都必須讓學生單獨完成，教師可以適當的給予學生一些鼓勵和幫助，激勵學生能夠大膽創新的去探索問題，善于觀察發現，用所學的物理知識來解決生活中遇到的難題，從而促進學生的全面型發展。其次，學生通過實踐動手得出的研究成果也是學生自己努力而來的研究成果，更是學生創造能力、開拓創新、分析問題、解決問題等多方面的體現。這樣一來，能夠更加有效的激發學生們的學習積極性，積極主動的參與到物理實驗研究活動中，逐步提升學生的創先實驗能力，同時也達到了十分理想的教學效果，真正實現了教學育人的目的。

2構建研究性創新物理實驗平臺的可行性分析

2.1與大學人才培養要求相一致

現如今，科學技術的飛速發展，各種各樣的科學技術出現在人們的生活中，逐漸呈現了綜合化的發展趨勢。并且，在這一新形勢的發展背景下，越來越多的新問題也被不斷提出，這就對高等教育提出了更高一層的要求，而隨著教育體制改革的不斷深入，我校也將培養復合型創新性人才作為主要的人才培養目標，通過合理的物理實驗課程安排來培養學生實驗操作能力，有效的激發學生的創新能力和創造性，進一步提高學生綜合素質水平。因此，為了更好的滿足于現代社會對全面型人才的需求，加大對研究性創新物理實驗的建設是十分有必要的，改變以往傳統的實驗教學理念和教學模式，大力推廣基礎實驗教學的應用。

2.2與學生實際認知能力相契合

創新實驗平臺的構建有利于全面培養學生的實驗技能、綜合分析問題和解決實際問題的能力，以培養學生的創新精神和創新能力為主線，同時符合學生的認知規律和實際水平，注重調動學生學習的積極性和主動性。研究項目是學生較熟悉的物理實驗教學中出現的問題，如數據測量問題、操作難點問題、實驗方法問題、調節規律探索問題、儀器結構改進問題、計算機輔助教學和管理、實驗教材中存在的問題探討等等。

2.3與教師科研能力的提高與拓展相促進

在創新物理實驗室的建設過程中，在提高學生實驗動手能力的同時，也在逐步提高教師的業務水平。其中，課題項目的研究不單單再是傳統課本中的教材內容，而是讓物理實驗課教師也會課題進行了更深入的研究和思考。這樣一來，教師就與學生共同學習、共同探討、共同解決在實驗探究過程中遇到的問題，并共同尋找到有效的解決辦法。并且，教師還會適當的給予學生一定的啟發，對其進行實質性的指導，培養學生形成很好的可行性思維。此外，教師在對學生進行教導的過程中，也在不斷加強自我建設，豐富了自身的知識層面，并學習到了更多新技術和新知識。由此，我們也可以看出，構件創新物力實驗平臺對于教學知識水平的提升有著重大的意義。

2.4能有效地推動大學物理實驗課程的建設與發展

眾所周知，課題研究本來就是一項周期長、持續發展的研究工作，其中涉及的實驗教學環節非常多，而創新實驗平臺的建設不僅能夠有效的推動物理實驗課程的可持續發展，還可以及時發現在實驗課程教學過程中各方面存在的不足之處，從而采取相應的改善對策進行改進。其次，大部分的課題研究成果都可以應用于實際的教學過程中，讓學生更好的學習到新的物理知識。并且，伴隨著研究性創新物理實驗室建設規模的不斷擴大，在不久的將來，勢必會發揮著不可預估的重要作用。

3研究性創新實驗的建設

以某高校為例，其專門開設了一門研究性創新實驗選修課(當時稱為綜合物理實驗課)，課程設在大三，即修完普通物理實驗之后，初設課時學校不給學分，但學生反應強烈，報名學生近2／3，經過幾年實踐現已單獨列入教學計劃，是國家級精品課《普通物理實驗》的一部分。課題大部來自教師的科學研究或教學研究中正在探索的問題，也有學生自擬的課題，這些課題沒有預定的結論，因而需要師生共同探討，學生則通過查閱文獻、討論、設計實驗方案后，獨立進行實驗、分析實驗結果、提交論文，期末每個學生做15min的報告，由中心教師組成的考核委員會評定成績。

該校12年來共開過：用閃光法測定不良導體熱導率(教學研究)、用非平衡橋測鉑電阻溫度系數(教學研究)、虛擬儀器在電學實驗中的應用(教學研究)、超導薄膜和塊材制備及特性(科學研究)、掃描顯微鏡的數字化控制(科學研究)、超高真空掃描隧道顯微鏡及其應用(科學研究)、聲致發光(自選)、磁懸浮力的測量(自選)等200多個課題，而且從來沒有重復過。學生修完近代物理實驗(1)之后，在大四上學期為成績是優的學生開設開放性的研究性實驗課，學生可以在校內任選導師，確定題目就可申請，但內容必須包括樣品制備和3種以上的物性表征手段(學生必須親自參與)，期末提交書面和口頭報告，其成績可作為近代物理實驗(2)的成績，這些學生等于提前進入畢業論文階段，提高了畢業論文的質量。

本科生研究性學習方式為優秀生創造了良好的學習環境，營造了不同于課堂學習的學習氛圍；調動了學生的學習積極性和主動性；激發了學生的創造才能；培養了學生的科研能力及書面、口頭表述能力。

4結束語

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（一）階段性總結

大學物理實驗中階段性論文撰寫正是一種階段性總結，它可以將那些很多在大學物理實驗中已經復現在課堂上的所學物理理論知識的原理與結果再一次進行總結和歸納，從而實現自我分析和思考的目的，這是一種深度的分析問題和解決問題的方法。通過大學物理實驗，很多物理知識得到了最為直觀的展示和呈現，增加了學生的實際動手能力；而進行及時的階段總結式的論文撰寫可以使得學生將實驗中的種種物理實驗現象進行紀錄和分析，加深其對有關物理知識的理解，給出一個相對來說是客觀和真實的總結。

（二）階段成果固定

大學物理實驗中階段性論文撰寫可以使得其階段性成果得到鞏固。大學物理實驗不應該只是按知識分類簡單串聯起來構成的一系列的實驗，而是一個有著確定的培養目標和培養計劃的能力培養過程，在此過程中，學生通過參與物理實驗來感知物理知識的應用并親身操作和體驗，此后，學生需要將自己在實驗中遇到的問題和得到解決的問題都得以記錄和反思。這就是一個階段成果固定的過程。在此階段，學生可以將物理知識在實踐中的反映以論文的形式總結并鞏固，有利于培養學生的科學思維能力和創新能力，從而為學生今后的個性發展創造條件。

（三）階段性修正

大學物理實驗中階段性論文撰寫也是一種階段性修正。在物理實驗中，為了實驗結果的客觀和準確，往往會盡可能地排除外界的許多干擾或是影響因素，突出其中的主要因素，其目的是使得物理知識的獲取既要源于實踐又要高于實踐，可以說，它是一種發現物理學理論而又檢驗物理學理論的標準且具有唯一性。然而，在物理實驗中，學生會發現自身在學習中的一些問題，即是對于物理知識本身的理解或是對于實驗中各種結果的分析等，這些都可以在大學物理實驗中階段性論文撰寫中得到修正。

二、大學物理實驗中階段性論文撰寫形式

大學物理實驗中階段性論文撰寫形式因其研究內容、研究方法等不同而有所不同，下面就其中的方法性論文、反思性論文以及結論性論文進行介紹，希望對于大學物理實驗中階段性論文撰寫有所幫助。

（一）方法性論文

大學物理實驗中的階段性論文可以是以方法性論文的形式進行撰寫。大學物理實驗的目的就是希望通過控制實驗研究對象來發現與確認客觀事物間的因果聯系的一種科研方法，因此，在此過程中必須通過某些方法來加以實驗和研究，從而撰寫出最后的階段性論文。通過方法性論文，可以將大學物理實驗中的觀察和調查應用其中，以干預研究對象的前提下去重新認識和檢驗對于研究對象所形成的理論知識。由于物理實驗會在實際操縱中受到實驗條件等限制，或是人為地改變研究對象的存在方式、變化過程等，都會使得實驗結果產生差異性，所以，一定要使得物理實驗符合科學認識的需要，這就需要科學的方法觀和方法論，將論文撰寫之前的基礎———科學實驗按照要求和研究需要來操作和實踐，借助各種可行性的方法技術來減少或消除各種可能影響科學性的無關因素的干擾，展開實驗和對比，從而完成最后的論文撰寫。

（二）反思性論文

大學物理實驗中的階段性論文可以是以反思性論文的形式進行撰寫的。如前所述，由于物理實驗會在實際操縱中受到實驗條件等限制，或是人為地改變研究對象的存在方式、變化過程等，都會使得實驗結果產生差異性，這就需要在論文撰寫中得到體現，從而有了反思性。在大學物理實驗課中，學生可以將物理理論知識得以驗證和檢驗，使得很多平時難于理解或是不好理解的物理理論知識直觀化和形象化，可以說，物理實驗是物理學的基礎，許多理論就是多次實驗而得出的結論。因此，在我們進行大學物理實驗操作之后，必須要進行反思和深度思考，并將其展現在論文撰寫之中，從而達到物理理論與實驗實踐相結合，在撰寫中體現反思，凸顯出實驗者的主動性和分析問題、解決問題的能力。在進行物理實驗誤差分析時，論文中需要將其中的各種條件所限進行反思，例如，“為何每一次的測量值與真值間會存在一定的差異？”學生在論文撰寫中就會提出諸如此類的問題，并在之后的論文撰寫過程中進行諸如實驗方案、測量技術以及實驗條件等方面進行不斷的反思和探索。

（三）結論性論文

大學物理實驗中的階段性論文可以是以結論性論文的形式進行撰寫。大學物理實驗通過總結性的方法對于物理實踐活動中的具體情況進行歸納與分析，使之系統化、理論化，從而上升為更深層次的理解并將其撰寫為結論性論文。需要做到：第一，通過物理實驗的操作和分析可以進行探討性研究，然后進行討論內容的最后歸納、總結，從而形成新的發現或是新的認識或是新的觀點；第二，結論性論文中的對于研究對象的本質和規律性的知識和理論可以進行具有科學性和高度性的總結和概括；第三，總結性論文中還需要指出本研究的理論意義和今后的應用意義；第四，在總結性的論文中還需要指出今后的研究方向和可以深化的課題等。總之，結論性論文是以“討論”為前提的，是對包括在整個討論中所有研究內容的總結，具有確定性和概括性，給出最終的結論。

三、大學物理實驗中階段性論文撰寫內驅引領作用

大學物理實驗中階段性論文撰寫內驅引領作用是指在論文的撰寫過程中，會起到發現性引領、啟發性引領和階段成果驅動性引領作用。對大學生來說，論文是一個階段的學結，也是學習成果的重要體現，也是同行進行學術交流的媒介。這種內驅動性引領，可以推動學生的專業知識、技術技能應用能力和實踐創新能力快速的成長。具體到大學物理實驗中階段性論文的撰寫來說，它可以起到幫助大學生將物理理論知識進行內省化，從而實現其內驅引領作用。

（一）發現性引領

大學物理實驗中階段性論文撰寫具有發現性引領作用，這是指在論文的撰寫過程中通過對于大學物理理論以及知識在實驗中的重現和檢驗，對于這種物理知識和理論由客觀事物到人的主觀認識的“意化”并到最后的書面表達的“物化”。在這個過程中，一些新的發現或是新的認識或是新的觀點會隨之出現，這就是發現性引領作用的體現。在大學物理實驗中，通常某一物理現象被作為基本的探究內容并最終以撰寫論文的形式進行完善，使得學生在此過程中可以充分自由表達、質疑、探究和討論，完成對于新發現或是新認識或是新觀點的發現，從而最終使得學生得到了分析和處理問題的能力，實現了學生的學習方式由被動接受式學習向主動探究性學習的根本轉變。可以說，當物理實驗中有新的發現、出現新的結果時，學生在撰寫論文時就會得到新的靈感和動力，以此來促進其對自然規律的探索向廣深推進。

（二）啟發性引領

大學物理實驗中階段性論文撰寫具有啟發性引領作用，這是指在論文的撰寫過程中通過實驗性的操作，很多物理理論和知識會重新給予論文撰寫者一些具有啟發性的認識，啟發他們進行研究和探討。可以培養學生的邏輯思維能力和科學的世界觀，這是科學實驗能力的基礎和最終目標。大學物理實驗中階段性論文可以不斷地促進學生對于以往所學的物理知識和理論進行嶄新的認識和思考，學生在撰寫論文的過程中得到不斷的啟發并進行探究，從而實現其啟發性引領作用。

（三）階段成果驅動性引領

大學物理實驗中階段性論文撰寫具有階段性成果驅動性質的引領作用。通過每一次的物理實驗，物理知識可以在有效的實踐內得到檢驗和鞏固，并使得其中的那些較為抽象或是晦澀的內容給以具體化和形象化，使得學生在此階段的學習中盡快形成自己的學習觀點并取得一些成果性收獲。大學物理實驗中的階段性論文可以有助于學生在接受物理理論和知識的基礎上進行物理科學的研究工作，從而促進其物理學知識面和知識結構的擴充和增加，從而在某一階段中形成具有成果性的研究論文，并將其中的物理學具有嶄新的某些思想方法和研究成就得到體現和歸納總結。

四、結語

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運用信息技術有利于把需要引起注意的實驗現象凸顯分離，有利于教學目標的實現。物理學科中有很多實驗通常都伴隨有多種現象，教師要用科學的方式將某一現象凸顯出來引起學生重視，使得學生積極從中發現問題、思考分析問題、進而解決問題。信息技術可以將某一現象明顯化，如用加深不同現象的顏色突出實驗現象，這些都有利于學生觀察，提高課堂教學效率。

利用信息技術進行物理演示實驗，可以不受時間、空間、實驗儀器的限制，又具有操作方便、可視度高、信息容量大的特點。可以利用信息技術進行模擬實驗展示，將一些在現實環境下很難進行或者效果不明顯的實驗更好地完成，這樣使比較復雜的、抽象的物理現象或物理過程簡單化、具體化，便于學生形成感性認識，幫助學生加深對現象的記憶和知識的理解。

如在講授《天平測量固體或者液體的質量》時，如果教師在講臺上做實驗，學生很難觀察清楚，而運用信息技術把這些實驗過程擴大化，使得學生能夠更加清楚地觀測到整個實驗過程。同時，對于一些關鍵的、學生沒有看清楚的實驗環節，還可以利用信息技術展示給學生以便其多次觀察，這樣就大大提升了實驗教學的效果。又如在講《浮力》時，如果教師僅憑語言來為學生解釋浮力產生的原因，很多學生會感到困惑，因為對于中學生來說這是一個比較復雜的物理現象。

在此可借助信息技術進行展示：教師以動畫的形式為學生展示出一個浸沒在水中正在上浮的空心立方體，通過動畫模擬演示讓學生觀察四周和上下兩個面的形變程度，從而讓學生得出立方體在水中前后左右四個面所承受的壓力是相等的結論，而且在動畫展示中因上下兩面的壓力差使得立方體向上浮動的原因也顯得很直觀，這時再利用液體壓強公式推出浮力計算公式，學生就更易理解了。

二、在初中信息技術物理實驗教學中應用信息技術的注意事項

1.切莫運用信息技術模擬實驗替代學生動手實踐

運用信息技術模擬實驗有很多的好處，但是有些實驗技能、實驗體會只有讓學生親自動手才能感受到。因此，教師在進行模擬性實驗時一定要注意有所選擇。只有在學生動手實驗現象不明顯、效果不理想時，才可通過信息技術展示實驗，讓學生更易理解。另外,在數據處理方面,不能完全由信息技術取而代之,必須要讓學生處理數據的能力得到培養和發展。

2.運用信息技術時應注重學生探究能力的培養

只有學生積極主動地投入到學習活動中，才能收到良好的學習效果。運用信息技術時應更多注重引導學生自己提出問題、猜想與假設、分析與論證、評估、交流與合作。使用信息技術時不能太直接，該設問時要設問，該演示時才演示。

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1929年哈勃宣布：“宇宙正在膨脹著。星系之間的空間隨時間線性增加，星系本身并沒有改變；而且星系越遠，離去得越快”〔1-P115〕。而后，由列梅特、伽莫夫等人發展為大爆炸理論，基本要點是：在100-200億年之前，宇宙生之于一次大爆炸，物質、能量、時間和空間都由爆炸中創生，爆炸前那種原始的無限稠密被稱為“奇點”,由爆炸引起的膨脹，現在仍在繼續著。從30年代開始，膨脹的宇宙模型已經為大多數宇宙學家所接受，現在被稱為現代宇宙學標準模型。現代宇宙學被定義為：“以廣義相對論為理論基礎，以哈勃定律為觀測依據，并在宇宙學原理的假設下,研究整體宇宙的結構、運動和演化規律的一門學科”(2-P85)。

此前15年，斯利弗在美國天文學協會的一次會議上，公布的觀察結果是：“一些明亮星云(后來被證實是星系)，既有藍移的，也有紅移的”；更遠的弱光星云，“全都展示紅移”(1-P111)。沒有做出任何解釋。哈勃有效地以“宇宙梯”法解決了確定星系距離的問題之后，通過對自己測定的24個河外星系距離的分析，發現紅移量大致同星系距離成正比，即(λ1-λ0)/(λ2-λ0)＝D1/D2。當時普遍認為，這個結果“唯一可能的物理學解釋便是河外星系都在以正比于它們距離的速度退離我們而去”〔3-P140〕，由此得出的H＝V/D，被稱為哈勃定律。其中H為哈勃常數，D為星系距離，V為星系退離速度。D和V“都不是可測量的量”(8-P403)。

哈勃定律作為膨脹宇宙論的基礎原典、現代宇宙學的觀測依據，存在如下紕漏：1、該定律中既沒有可觀測的物理量，何以能成為“觀測依據”?又缺乏作為必要條件的觀測數據，如何判定其正確?

2、設星系在t內退離距離D=Vt=HDt；依據哈勃關系式λ/λ=D/D，λ應隨時間線性增加，即該定律成立的必要條件是紅移譜線持續移動而不是紅移。

3.取H=3×10-2m/s光年，代入λ/λ=D/D=Ht=3×10-2m/s光年·t=10-10/年·t可知，任一星系的λ/λ都將以每年10-10持續增加。60年代觀測精度(λ/λ～2.5×10-15)已達這個數據的4×104倍，要證明哈勃定律成立，就必須提供對同一星系λ/λ隨時間線性增加的觀測證據。

近40年來，新理論與新技術的結合，相繼發現了一些不調和的紅移現象。海爾天文臺的阿普80年代末就宣稱：“我們已知有38個不調和紅移天體與24個星系相關聯。這個數字之大，不允許我們將它一筆勾銷”(1-P151)。依據這些佐證，至少在某些情況下，關于紅移跟膨脹關聯的傳統解釋是錯的。

紅移跟運動的關聯確實并不具有唯一性。依據狹義相對論，運動物體發出的光被靜止者觀測時將發生頻移，和聲波頻移機理相同，用多普勒效應解釋沒有錯。依據廣義相對論，具有強引力場的靜止物體發出的光，在引力勢較高處觀測也要紅移。即光的頻移有兩種機制，聲波頻移卻僅有一種，用多普勒頻移解釋光現象就必然會丟失引力頻移機制。通常的解釋是：“引力不能定量解釋星系的普遍紅移，引力效應至少不占主導地位”(4-P509)，可以忽略不計；霍金的說法是：“星系的引力場沒有足夠強到對它有明顯的效應”(5-P47)。

哈勃宣布宇宙在膨脹時，全世界能夠理解廣義相對論的人寥若晨星，“據記載，本世紀20年代初有一位記者告訴愛丁頓，說他聽說世界上只有三個人能理解廣義相對論，愛丁頓停了下，然后回答：我正在想這第三個人是誰”(5-P83)；50年代之前，“廣義相對論大體上是數學的一個分支”，60年代之后才“從考察數學結構到開始按照物理來思考”(6-P72)；尤為重要的是，這個時期利用穆斯堡爾效應在高度差H=22.5m的條件下，“極其精密地測得57Fe的一條γ譜線的紫移，波長相對變化僅有λ/λ≌gH/C2～2.5×10-15，與理論預告值在誤差范圍內符合”(7-P94)。引力頻移被精確地測量出來后，就不得不承認“引力是一種極其巨大的力量”(6-P66)。即此不難算出，在地球引力場中γ光子通過22.5m，需時t1=h/C=22.5m/3×108ms-1=7.5×10-8s。

由哈勃關系λ/λ=D/D=Ht=10-10/年·t；當λ/λ～2.5×10-15時，t2=2.5×10-15×3.15×107s/10-10=7.88×102s。

依據平直而各向同性的宇宙學原理,當λ/λ～2.5×10-15時，引力效應/哈勃效應=7.88×102s/7.5×10-8s=1.5×1010。很顯然忽略引力效應肯定是個重大失誤。

大爆炸——膨脹宇宙論被稱為標準宇宙模型，存在3個問題：其一、不考慮引力效應就不符合現代宇宙學的定義；其二、40年前就測出的引力頻移比膨脹效應大1010數量級，早已粉碎了“唯一的物理學解釋”神話；其三、“廣義相對論用時空結構的幾何性質來表示引力場”(8-P328)，哈勃當時并不理解，用多普勒效應解釋紅移屬于以偏概全；時至今日如果仍不考慮引力效應，宇宙常數偏小、退離速度偏大的錯謬，將永遠不可能得到糾正。

為了確定引力跟紅移的定量關系，特作如下討論：

一、改變高度差重做穆斯堡爾實驗，依據兩次測得的數據，可以確定：

1、紅移相對變化量跟距離還是距離平方相關；

2、導出相關公式，為比較引力貢獻和哈勃貢獻提供依據。

二、有人認為，光在漫長的星際旅途中會受到無數恒星的影響，其左彎右折必然使紅移量產生較大改變，無法予以判定。其實并非如此，可依據右圖闡明如下：圖中A為發光恒星，M、N為兩個恒星，P為太陽；光線AB受它們影響的實際傳播線路為AB、BC、CD、DE、EF；F為地球，FA為依據經驗認定的光傳播線路。實際上BC是光在M附近沿能級相同的測地線通過的軌跡，能夠影響紅移的僅為B′C′。即此可得如下推論：

推論1、光無論受多少恒星影響發生左彎右折，決定紅移或紫移的只有直線距離。

推論2、A使光紅移，F使光紫移，由于M地《M恒，地球的影響可以忽略不計。

推論3、由實驗得出的公式，可以用于定量解釋星系的普遍紅移，同時將成為確證哈勃定律正確與否的判據。

參考書目

1、(美)巴里·派克著愛因斯坦的夢湖南師范大學出版社1989年

2、薛曉舟等著現代物理學的哲學問題河南大學出版社1996年

3、袁正光主編領導干部科普知識全書改革出版社2000年

4、大百科全書編委會大百科全書·物理卷大百科全書出版社

5、(英)霍金著許明賢等譯時間簡史湖南科技出版社1995年

6、(英)霍金著胡小明等譯時間簡史續篇湖南科技出版社1995年

7、倪光炯等著近代物理上海科技出版社1979年

8、董光璧等著世界物理學史吉林教育出版社1994年

二、光速不變與波粒二象性

在討論這兩個問題之前，首先需要廊清物理學理論中的3種觀念。

1、物理學不研究“物質”，正如沒有人能夠講出“水果”是什么滋味一樣，因為二者都是抽象的類概念。實際上物理學只研究質量、電量、能量跟時空的關系，“物質”屬于誤用的哲學概念。

2、從牛頓那個時代開始，物理學就分牛頓范式和非牛頓范式，前者研究孤立質點運動的規律，后者探討熱、光、電、磁的本質；現在已經非常清楚，熱、光、電、磁現象的本質都是電磁波，統稱為能量。

3、現代物理學理論可以分為以質量計量、用時空描述，以能量計量、用位形描述兩大體系，物理客體理應分為質量系統和能量系統兩大類。同理粒子物理學就應該分清質量子(即費米子)和能量子(即玻色子)，本質差異在于有沒有靜質量。

據此，先討論光速不變問題。

所謂的光速不變是一種簡稱，實際所指是光速與光源運動的速度無關，或曰：光總是各向同性的。依據“質量是慣性的量度”，光子沒有靜質量，自然就應該與光源的慣性無關。人們通常表現出的“不理解”，根源在于誤認為任何“物質”都具有慣性，忘記了慣性只與質量相關，屬于牛頓范式獨霸天下產生的常識性錯誤，不清楚物理客體應該分為質量系統和能量系統兩大類。

討論光的各向同性，首先必須依據兩系統結構論確立如下觀念：所謂的宇宙是質量體(包括電子、質子、原子、分子到其大無比的天球)懸浮在能量海洋(即連續輻射)中的巨系統。只有當能量(子)從質量體中放出(或被吸收)時，才表現出一份一份的粒子屬性，被稱為光子；而這種能量(團)在連續輻射的海洋中傳播時，則總表現為波。只需要以石塊擲入水中后，水波總是各向同性傳播為類比，就很容易理解光波總是各向同性的道理。

得布羅意提出波粒二象性，至今已有七十余年，開始時說微觀“物質”既是粒子又是波，后來改為既不是粒子又不是波；由于實際測量的結果是：用干涉儀得到衍射圖象，用計數器記下的是粒子數，就將微觀粒子的實在性跟意識聯系起來，認為究竟是粒子還是波，由測量者的意識所決定，關鍵在于選用什么樣的儀器。直到今天波粒二象性依舊是個說不清道不明的謎。

實際上只需要擯棄掉“物質”這個誤用的哲學概念，并承認物理客體分質量、能量兩個系統，問題即可以迎刃而解。光子的波粒二象性已如前述，只需要將在能量海洋中傳播和由質量體吸收(或放出)分開考慮，答案就已經非常明確：波屬于能量系統的屬性，而粒子性總跟質量系統相關。

光子屬于能量子，現在討論質量子的問題。依據量子運動的特點，粒子永遠不會停止運動。按En＝n2h2/8mL2被關在L＝4A箱內的電子(m=me=9.1×10-31kg)，最低能量狀態(基態)也還有2.3eV能量，通常稱它為電子的動能，又是一種植根于“物質”這個誤用概念的常識性錯誤。量子場論承認微觀存在分粒子和場，每一種粒子都對應著一種場，卻講不清二者之間的關系究竟如何。只需要將電子放到質能兩系統結構論的框架去考察，就不難發現所謂的電子動能并非屬于電子，而是網絡態的能量海洋作用于電子的結果。任何粒子實際上都處在“樹欲靜而風不止”的被動狀態，傳統將這種能量理解為電子“自能”，是基于質、能不分產生的常識性錯誤。試想：空中懸浮的氣球不能靜止的原因在于空中能量分布不均衡，水中木屑的動能亦來自于水，都不屬于氣球和木屑自身所有；即此為類比就不難理解粒子性和波之間的相互關系。

結論：所謂的波粒二象性，是使用分別適用于能量或質量系統的儀器，檢測由質量子和能量子構成的復合態產生的不同效應。

驗證實驗：同時使用干涉儀和計數器對質量子進行觀測，當光柵的隙縫小于粒子的直徑時，放在光柵背后的計數器就不會記下粒子數。理由是通過光柵的只能是能量海洋中傳遞的一列波，具有靜質量的粒子將被“濾”掉。

三、絕對時間和相對相間

牛頓將時間分為“自身在那里流”的絕對時間和“可感知的及外界的度量”的相對時間。狹義相對論預言“動鐘變慢”；廣義相對論預言“一個鐘所處的引力勢越低(深)，它走得越慢”。通常都說相對論的預言被證實，說明牛頓的時間觀念是錯的；實際上恰恰相反，即此正好證明了時間確實有絕對和相對之分。

牛頓之前，惠更斯已導出單擺周期公式T＝2π(L/g)1/2，據此發明的擺鐘至今仍在使用，其走時快慢與g直接相關：g越大，T越小，走時讀數即變大；反之即被稱為變慢。這個結果為什么正好跟廣義相對論的預言相反呢?因為物理學研究的客體分兩個系統：一是由牛頓范式沿襲而來的，用質量計量、用時間和空間描述運動的質量系統；一是由非牛頓范式沿襲而來的，用能量計量、用位形描述運動的能量系統。擺鐘的讀數屬于質量系統計量的相對時間，可以通過調節擺長L使所有的鐘走時一致，其作用直接源于發條的彈性勢。剛旋緊發條時走時慢些，發條松弛時走時即變快。

用原子鐘實測的結果正好跟廣義相對論預言一致，這又是為什么呢?由于原子釋放能量子跟它所處環境的能級直接相關，而能量子的T即代表該能級的內稟時間，由能密梯度g′決定，是無法人為改變的，故而稱之為絕對時間。

如圖所示，行星R從遠日點N向近日點M運行時，動能(正能)逐漸增大，g亦隨之增大；由M向N運行時，勢能(負能)逐漸增大，g′亦隨之增大。沿NM方向，正能密梯度g遞增，負能密梯度g′遞減。原子鐘走時由g′決定，顯示的是絕對時間；擺鐘走時由g決定，顯示的則是相對時間。

小結：絕對時間是彎曲時空(負能密梯度決定其曲率)的內稟時間，傳統使用的擺鐘“度量”的屬于相對時間。當使用人為規定的時間標準去度量負能量海的內稟時間時，就必然會出現時間變快或變慢的實測結果。

驗證實驗：將在同一地點校準的擺鐘和原子鐘各一枚，用氣球帶上高空，依據電臺播放的校鐘訊號去校鐘時，原子鐘的讀數要大些(變快)，擺鐘則變慢。

意義：該實驗可以確證：

1、狄拉克所說的負能量海即是充滿連續輻射的廣袤空域；

篇8

以便為課題研究提供有效事實依據，作者對九臺市第一高中的全體物理教師、300名學生及部分學生家長進行了實地調查和面對面的訪談；并對收集到的有關數據進行了細致深入地研究分析。調查顯示：學生反思性學習能力的好壞直接受到學校、家庭以及自身因素的影響。該市高中長期以來堅持應試教育體制，一直將考試成績的高低視為衡量學生優劣的唯一標準。學校對物理實驗課程重視程度明顯不足，課時安排十分有限；課堂教學仍然延續“教師演示，學生模仿”的傳統模式，大多數教師和學生認為物理實驗課的目的在于完成學習任務，于是學生對實驗內容不予深入理解，教師對實驗問題不予過多糾正，實驗過程缺乏研究探索和反復思考的階段，學生的實踐能力得不到鍛煉，直接導致學生學習物理的積極性不高和學習能力不強，甚至還存在部分學生對實驗講解內容不知所云的現象。而且調查發現，大多數學生對于學過的物理實驗內容偶爾反思，能做到堅持反思的微乎其微，其中部分學生根本就沒有反思的意識。此外更值得關注的是，即使是偶爾進行反思的學生，反思時也缺乏一套規范、準確、合理、系統的反思理論知識。反思引導和反思條件的欠缺直接導致學生反思意識的薄弱，反思毅力的不足，應試教育下不良的學習習慣使學生沒有清晰地認識到反思性學習的重要性，更沒有使其養成堅持反思的良好習慣。

二、培養學生物理實驗反思性學習能力的建議

物理實驗教學過程中要十分注重培養學生的反思意識和反思方法，通過實驗培養學生的反思性學習能力，使學生由被動接受到主動探究，有利于學生養成良好的反思習慣。此外還要認識到，反思性學習能力的提高不是一蹴而就的，需要經歷一個長期的學習過程。

（一）將反思貫穿于物理實驗教學的全過程

物理實驗教學由提出問題、猜想假設、制定計劃、設計實驗、收集證據、實驗實踐、分析論證、評估、交流與合作等各個要素組成。培養學生的反思性學習能力，應將反思貫穿于實驗教學的各個環節。在物理實驗教學中常常會出現因為設計環節不合理、實驗缺乏創新和靈活而無法實驗，或者課堂掌握很好，但課下卻找不到重點的情況，這都是因為學生沒有及時進行總結規律、合理分析問題，缺少反思造成的結果。所以，在物理實驗教學過程中要重視將反思貫穿于物理實驗的每個階段，尤其在實驗結束后，對于實驗過程、實驗數據和實驗結論，及時組織學生交流，鼓勵學生清晰準確地總結和反思實驗環節，歸納實驗規律，通過對結論的延伸，使學生認識到自身不足，進而升華學生認知水平，以此提高其觀察能力、實踐能力和反思能力。

（二）為培養反思能力營造良好氛圍

外界環境對學生成長以及各種能力的形成有著深刻的影響。本質上說，反思性學習是一種自我批判的過程，反思成效不佳極易造成情感波動，失去學習興趣，這就需要家長和教師的正確引導，在培養學生反思性學習能力的過程中要特別注意為學生營造一個良好的學習環境。

1.學校方面

學校要努力為學生創設良好的反思性學習環境，重視培養學生在物理實驗課程中的反思性學習能力。充分利用校園廣播、電視、報刊等形式多樣的宣傳手段，發揮校園文化的作用，讓學生在日常生活中學習和掌握物理知識。通過舉辦知識競賽、科技創新比賽以及實驗技能大賽等活動，鼓勵學生積極參與，主動學習物理知識，激發熱情與興趣，從而使其將物理學習由外部督促轉化為內在自省。

2.教師方面

教師要轉變傳統應試教育模式的教學觀念，提高自身專業素質，發揮創新精神，積極開拓、深入研究、大膽實踐新的教學方法。同時也要不斷提高自身反思性學習能力和培養反思性學習能力的教學水平，及時總結反思物理實驗教學內容：知識點講解的是否清晰、透徹，學生理解程度是否深入，是否引導了學生對實驗內容的反思，下次授課應注意的事項和調整的內容等等。新課程倡導合作學習，要求學生在學習中學會交流、合作，這一過程需要教師的正確引導。教師要主動與學生交流，促進學生間交流，鼓勵學生分享學習經驗，對物理實驗內容交流反思，在增進情誼的同時，更有助于培養學生的反思性學習能力。

3.家庭方面

篇9

導入新課是課堂教學的最初環節，課堂教學成功的關鍵在于良好的課堂導入．在每節課的開始，大部分學生精力和情緒狀態都很好，教師要充分利用這一實際情況，將物理實驗引入課堂，設置懸念，激發學生的探究興趣．這樣以有趣的教學內容引起學生注意，提高了學生的學習欲望，學生以良好的狀態參與學習活動．例如，在講“壓力的作用效果”時，教師可以設計實驗:讓一個瘦小的女同學和一個高大結實的男同學同時去按壓放在沙子上面的易拉罐，易拉罐陷入沙子中深者獲勝．出乎所有學生的意料，結果瘦小的女生贏了，瞬間激發了學生的好奇心，紛紛猜測可能的原因．教師趁機引入課題，讓學生猜測壓力的作用效果與哪些因素有關?學生的探究欲望被激發出來，再回過頭揭開女生贏的原因，原來是女生壓的易拉罐沒有底，受力面積小．

二、利用生活中的現象為基礎做實驗，拉近物理和生活的距離

物理科學來源于生活，并應用于生活．教師應將物理和實際生活相結合，增加課堂和生活的聯系．在物理實驗教學中，以生活中常見的物理現象為基礎進行實驗，能夠提高學生的學習興趣．例如，在講“光的直線傳播”時，教師可以選擇透明的果凍為實驗器材，用激光燈照射，引導學生進行實驗，提高學生的參與度和積極性，促使學生意識到學習物理不僅有趣，而且有用，物理與實際生活是緊密聯系的．

三、利用教材“小實驗”，提高學生的動手能力

課本中的“小實驗”，通常來源于生活，更加直接簡單，容易操作，既能加深學生對物理知識的理解，也能提高學生的學習興趣、動手能力、操作能力等．例如，在講“電磁鐵”時，教師提供了自制電磁鐵的方法，要求學生在課后制作電磁鐵，下次上課時在全班同學前展示自己的磁鐵．這樣，學生自己動手操作，更加牢固地掌握了知識．

四、利用分組實驗教學，提高學生的主動性

分組實驗的主體是學生，教師在分組實驗過程中發揮著引導和指揮的作用．教師要引導學生自由選擇實驗目的、原理、方案、器材以及操作過程，獨立分析實驗結論，激發學生探究實驗的熱情．例如，在講“歐母定律”時，最好安排學生分組探究，并通過討論獲得結論．學生通過合作收集證據、總結和歸納規律，提高實驗能力，增強團隊意識．

五、實驗教學過程中需要注意一些問題

首先，有些物理實驗無法讓學生動手操作，也不具有教師演示的條件，此時教師可以利用多媒體教學．有些物理實驗是宏觀或者微觀的，是極快或者極慢的，不能操作和演示，而多媒體教學可彌補這些不足，突破時間和空間的限制，能夠模擬實驗場景，在學生面前展示生動形象的實驗過程．其次，無論是教師演示實驗，還是讓學生親自操作實驗，教師都要對課堂進行有效組織．物理課堂經常要做實驗，教師可以制定一些實際規范，約束學生在課堂實驗中的行為，避免學生只關心各種奇妙的實驗現象而忽視對實驗現象的思考．教師可以在實驗之前就提出學生在實驗時需要觀察的現象以及在實驗之后需要思考的問題，引導學生有針對性地進行觀察和思考，有效提高實驗教學效果．

六、結語

篇10

有人可能認為培養優秀學生主要靠課外小組和個別輔導，與課堂教學關系不大，這種看法是片面的，實際上課堂教學也是至關重要的．本文著重從高中物理課堂教學這一側面來總結取得這些成果的經驗．

我們十多年來的課堂教學經驗可以總結成三句話：追根尋源真一點，實驗研究多一點，能力要求高一點，簡稱“三點”教學法，因此我們稱自己的教材為“三點”法教材．

我們的“三點”法教學完全是根據國家教委頒布的高中物理教學大綱編寫的．因為我們面對的是全班學生，不可能而且也不應該把課堂教學變成物理競賽輔導，我們確確實實通過課堂教學明顯提高了學生的素質和能力，為學生在高考和物理競賽中取得優異成績打下了扎實的基礎．

一、追根尋源真一點

一個學生學習物理，首先接觸到的就是物理定律．因此，怎樣搞好物理定律教學，必然是每個物理教師首先要考慮的問題．

在進行某一物理定律教學時，我們有意識補充了大量的與這一定律的建立過程有關的內容，這就是所謂的“溯源”教學．任何一個重要物理定律的建立，都有一個艱辛而漫長的過程．探索定律的工作只所以能成功，這個定律最后只所以能夠確立起來，其中一定有很多科學的研究方法和正確的推理思維方式，這些內容毫無疑問是屬于物理學科中最重要的東西，是人類一筆寶貴的知識財富，也是我們物理教學的寶貴財富．

在講授牛頓萬有引力定律時，我們從第谷對行星進行幾十年的觀測積累的大量第一手資料講起，然后是開普勒在擁有這些數據的基礎上，通過大量計算總結出描寫天體運動的經驗規律（開普勒三定律），最后才是牛頓用定量的動力學原理對這些規律予以解釋，終于發現了對天上、地上的物體具有普遍意義的萬有引力定律．在學習牛頓萬有引力定律的過程中，我們還著重向學生介紹了“歸納法”、“理想化”和“間接驗證”三種科學研究的重要方法．

在學習庫侖定律的過程中，我們糾正了學生由于大多數教科書敘述籠統而形成的錯誤觀念，使他們明白：1．庫侖當年只用扭秤做了兩個同種電荷互相排斥的實驗，而未做兩個異種電荷互相吸引的實驗，因為在后一實驗中的平衡有可能是不穩定的．庫侖是用電擺來完成后一實驗的；2．無論是扭秤還是電擺，精確度都是很有限的，根本無法確定兩電荷之間的作用力與距離的平方成反比，更不是和距離的1．98次方或2．02次方成反比．當年的庫侖（實際上還有更早的卡文迪許），以及后來的麥克斯韋、普林普頓等人都是用另一種實驗方法將指數的精度逐漸提高，直至今天的2±3×10－16，終于使庫侖定律成為當今物理學中最精確的定律之一．結合庫侖定律的建立過程，我們還向學生介紹了“類比”和“演繹驗證”的方法．

在學習歐姆定律的過程中，學生一開始都以為研究通過導體的電流和導體兩端的電壓之間的關系是不困難的，只要用電流表、電壓表再加電源和可變電阻器等組成電路即可．可是我告訴他們，在歐姆那個年代，非但沒有電流表、電壓表等儀器，連電壓、電流和電阻的定義和單位都沒有，歐姆所面臨的困難之大是可想而知的．他到底是怎樣得到這個電學中最重要的定律的呢？學生頓時產生了濃厚的興趣．在學習歐姆定律誕生過程的同時，我們還結合歐姆的實踐，介紹了用圖線探究新規律的方法．

此外，我們還結合牛頓運動定律介紹了“理想實驗”、“推理”、“實驗研究”等方法，結合氣體定律介紹了“分析法”，結合能量的轉化和守恒定律介紹了“綜合法”．使學生比較系統地掌握了一些重要的科學研究方法．有的同學深有體會地說：物理定律是寶貴的，但研究物理定律的科學方法更寶貴．誰掌握了這些方法，誰就能不斷地去探索大自然層出不窮的奧秘．

在物理定律的教學中，我們在課堂上經常采用設問的方法，不是直接告訴學生某個定律是怎樣建立起來的，而是不斷地提出問題讓學生去思考，擺出困難讓學生去克服，提出任務讓學生去完成，制定目標讓學生去實現．這樣可以有效地發展學生的創造性思維和解決問題的能力．

我們要求學生在課外進行大量自學．早在公元前4世紀，古希臘蘇格拉底明確強調過：“好的、正確的教學不是傳遞，而是對學生的自學輔導”．我一貫強調學生要學會自學、討論、研究．我教的優秀學生，學得的物理知識，最多只有一半是在課堂上聽我講的，其它一概由他們自學．到一定階段，我開始指定幾個學得比較好的學生輪流給其他學生上課．每次課分兩部分，前半部分由主講同學講，后半部分由全體同學提問、討論．像王泰然和任宇翔在高二階段就給其他同學作過二十幾次講座，楊亮、謝小林、陳匯鋼等同學也不例外．

我們這種自學討論式教學還延續到學生畢業以后．獲金牌或學有所成的學生進了大學甚至出國留學后，有機會還回來給小同學談自己的體會．例如1994年暑假任宇翔從美國回國探親一個月，來學校給95、96屆學生講了10次課．他向小學友介紹物理學中一些新進展、中美物理教學中的差異以及他們當年學習過程中曾激烈爭論過的問題，使聽課的學生大受裨益．1996年暑假，謝小林和陳匯鋼兩位金牌獲得者又為97、98屆同學講了十多天課．他們既講物理知識，又講國家集訓隊隊員奮發學習的感人事跡，使小同學們大開眼界．

這樣的訓練方法也得到了權威人士的肯定．1992年10月，在上海召開的全國物理特級教師會議上，原中國物理學會副理事長、現全國中學物理競賽委員會主任、北京大學沈克琦教授在他的題為“國際物理奧林匹克競賽與中學物理教學”的報告中說：“我聽到兩名得金牌的上海學生講他們的老師如何培養他們的情況，我認為這個經驗倒很值得推廣．他們說他們的老師不是采取灌輸的辦法，而是啟發引導，要求他們給同學講課，這對他們搞清概念原理和科學地進行表達都非常有幫助．我想這可能是提高優秀學生能力的有效方法之一．”

那么自學為什么會對提高學生的能力起這么大的作用呢？從心理學角度來看，自學與聽課可能有以下兩點不同：

（1）人類的思維活動表現為分析、綜合、比較、抽象、概括等過程．一個學生在自學某一個新的物理內容時，少不了理解、思考、建立正確的物理模型等工作，這里面充滿了分析、綜合、比較等過程．因此相對聽課而言，自學對學生的思維活動提出了更高的要求，從而使他們得到更大的鍛煉．

（2）人們的注意可分為無意注意、有意注意和有意后注意三種．事先沒有預定的目標，也不需要作意志努力的注意叫做無意注意；有預定的目標，在必要時還需作一定的意志努力的注意叫做有意注意．一個學生在自學的時候，他的目的一定是十分明確的，而且需要一定的意志努力（否則難以堅持），因此學生在自學時，可保證在絕大多時間內都處于有意注意的狀態，這一點對提高學習效率和學習能力都是很有好處的．有的學生在自學中往往會十分投入，進入一種旁若無人的境地，而相對來說，這種情況在聽課時就比較少．一個學生堅持自學一段時間之后，便能漸漸地從有意注意轉化到有意后注意，即不需要意志努力也能夠將自己的注意力長期保持在這項工作上．有意后注意是一種高級類型的注意，它既有明確的目的，又不需要用意志努力來維持，是人類從事創造性活動的必需條件．學生一旦進入這種狀態，他們的物理學習效率就會大大提高，學習成績就會有明顯進步．

二、實驗研究多一點

物理學是一門實驗科學，物理學中的每一個概念、規律的發現和確立主要依賴于實驗．因此，在高中物理教學中加強學生實驗方面的訓練，無疑是提高物理教學質量的一條必由之路．

目前中學物理教學大綱中安排了相對數量的學生實驗和演示實驗，不難發現，這些實驗存在著某些不足，主要表現在下面幾個方面：

第一，教材中幾乎所有實驗是為配合所學內容而安排的，目的是幫助學生加深對所學內容的理解，因此學生不易通過這些實驗掌握一些重要的實驗方法．

第二，課本中每個實驗的實驗原理及操作步驟都講得十分清楚，學生只需按部就班地完成實驗操作即可．這樣的實驗只能增加學生的感性認識，鍛煉學生的動手操作能力，而對學生創造性思維的訓練是不夠的，也無法培養學生解決問題的能力．

第三，目前課本中的實驗大多是驗證性實驗，學生只要學懂了書上的定律，一般都能輕而易舉地完成實驗．這種安排違反了教育應該走在學生智力發展前面的原則，對培養學生的能力是不利的．

針對以上不足，我們對實驗教學內容和教學方法進行了改革，使實驗教學為發展內容的改革方面，我們主要采取了以下三條措施：

（1）增加實驗數量．

不論是在課堂演示實驗，還是在學生實驗或小實驗方面，平均增加了60％的實驗．其中有一部分新實驗，學校沒有現成的儀器，安排學生自己制作，對學生有較高的要求．

（2）重視實驗誤差討論．

物理實驗離不開測量，測量是實驗科學最本質的東西．從某種意義上講，結果準確的實驗就是成功的實驗，反之就是不成功的實驗．因此在培養優秀學生的過程中，應該讓他們掌握一些必要的實驗誤差的基本知識．在設計實驗方案時，要求學生們盡量消除實驗的系統誤差；在選擇實驗器材時要考慮它的精確程度；在處理實驗數據時，要采用盡量科學的方法．

（3）加強重要實驗方法教學．

在實驗領域中有一些重要的方法，比如減小實驗系統誤差的方法、減小實驗偶然誤差的方法、實驗探究規律的方法、迂回測量的方法等，這些方法不是在個別實驗中，而是在許多實驗中都有應用，因此具有一定的普遍意義，這些方法一定要讓學生很好地掌握．在必要時，我們甚至根據實驗方法來安排實驗內容，集中安排幾個某種方法體現比較典型的實驗，這樣便于學生深刻領會和熟練掌握某一種實驗方法．

在實驗教學方法改革方面，我們做了以下嘗試：

（1）在課堂上創設一些實驗問題讓學生研究．

在高中階段，每周至少有4節物理課，充分利用物理課中碰到的各種各樣問題，可設計一些供學生討論的實驗題目，并引導他們一步一步地探索、解決．

我在講功率一節時，設計了這樣一個實驗題目：要求測定一個人騎自行車的功率．在自行車由靜止啟動的過程中，人做的功除了增加人和車的動能之外，還要克服空氣阻力和地面的摩擦力，其中哪些因素是主要的，哪些因素是次要的？學生根據自己騎自行車的經驗，認為空氣阻力是很明顯的，不能忽略，而地面和車輪之間的滾動摩擦一般比較小，可以忽略．接下來的問題是怎樣測量人克服空氣阻力做的功？學生都有這樣的體會：頂風騎車時，騎得越快風的阻力越大，因此可以設風的阻力和車的速度成正比．車的速度怎樣測？風的阻力和車速成正比的比例因數是多少？問題一個接著一個地出現，被大家一個又一個地解決，終于找到了一個大家都比較滿意的實驗方案．接著全班同學興高采烈地到操場上去做實驗，最后再回到教室里，師生一起處理實驗數據，作出圖象，得出實驗結果．在整個實驗過程中，除了實驗題目是由老師提出的外，實驗方案和解決問題的途徑都是由學生討論研究出來的，因此他們都覺得很有意思，收獲很大．

（2）對課本中一些重要實驗進行深入研究．

物理課本中有大量現成的實驗，有時可以對這些實驗進行一些討論和改進．

在做直流電路的實驗時，我們讓學生對伏安法測量導體的電阻這個實驗進行了深入的研究．用簡單的伏安法電路，不論是采用電流表內接還是電流表外接，都有系統誤差．結合這個問題，我給學生介紹了補償的思想，然后由學生自己設計了電流補償和電壓補償兩種線路．補償法解決了由于實驗電路不完善帶來的系統誤差，但這個矛盾解決了，電流表和電壓表不夠準確的問題上升為主要矛盾．怎么辦？經過進一步研究改進，大家認為可以用準確度高得多的電阻箱來取代電壓表和電流表，再輔以靈敏度很高的電流表，便可以明顯提高實驗結果的準確度，這就是常用的惠斯通電橋．接下來學生分別用簡單伏安法、補償伏安法和惠斯通電橋測量了同一個標準電阻，比較測量結果，可以證實先前的想法．在歷史上，從伏安法到惠斯通電橋是有一個很長的過程的，而在我們這堂實驗課中，學生經歷了這么一個碰到問題、分析問題、解決問題的完整過程．這樣的實驗課對增強學生的能力是很有幫助的．（1）和（2）實際上都是不斷地給學生提出新的目標，誘導他們提高實驗水平，我們有時稱之為“目的誘導法”．（3）給特優學生安排一些特殊實驗．

我校有一批進口物理儀器，性能比較好，涉及的實驗內容面也比較廣．這批儀器的說明書是英文或日文的，我指定一名學生準備某一個實驗，要求他先翻譯好說明書，準備好器材，然后帶領其他同學做實驗．這個主講的學生還要準備好一些討論題，在實驗后供同學們討論．學生對這樣的實驗非常感興趣．此類實驗雖然有時和高考、競賽沒有直接的關系，但是這種帶有研究性的實驗對優秀學生很有好處．

三、能力要求高一點

物理習題教學是物理教學的重要組成部分．不論是教師還是學生，都在解習題上花費了大量的時間，因此，習題教學的改革是一個很重要的問題．就本質來說，物理習題是人們編制的一些假想物理場景．毫無疑問，物理學家是不會去做物理習題的，而他們是在研究那些真實的、尚未發現的物理規律．同樣，發明家也是不會去做物理習題的，他們是在力圖應用已有的物理規律去解決一系列實際問題，那么我們為什么要讓學生做那么多人為假想的物理習題？目的無非是要培養學生的理解、分析、推理等能力．所以物理習題教學應該圍繞這個目標來進行．

我們常用以下兩種方法來進行習題教學：

（1）按照解題方法組織習題教學

一般的習題都是按力、熱、電、光的順序來講授的，但我們比較傾向于按照解題方法來講解物理習題．例如理想化法、整體法和隔離法、等效替代法、小量分析法、疊加法、對稱法、圖象法等，這樣比較有利于學生掌握一些重要的解題方法．到學習的某一階段，集中將一批用解決方法相同的習題安排給學生練習，使他們由不會用到會用這種方法．在以后的學習中，每隔一定階段讓這種方法再出現一次，以加深這種解題方法在大腦中的印象，達到牢固掌握，應用自如的目的．