关键词：实验；改进；科学性原则；简易性原则；低成本原则
作者简介：张达试，任教于广西北海市北海中学。
有实验的物理课能充分引起学生的学习探究兴趣，能极大地促进学生创新思维与综合素质的发展。很多教师虽然都能够按照教材提供的方法或者自己研究的方法进行物理实验，但是很多时候并没有达到预期的效果。究其原因，主要是：一是实验者把握的程度不够，比如做静电演示实验；二是实验方案或者实验器材本身选择不当，比如牛顿第二定律的演示。
笔者根据多年的教学经验，有针对性的对教材的某些难以演示的实验进行一些改进，取得了良好的效果。做好演示实验不难，关键是我们如何克服存在的问题，真真正正的去改进我们的实验。也只有这样，才能不断提升我们的教育教学水平。
一、高中物理实验改进应该遵循的原则
1.科学性原则
实验的改进要注重科学性原则。改进是有目的、有针对性的改进，而不是随意进行的，不能偏离原有的教学目的。比如说自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。为了使所演示的实验现象明显，对自感线圈、灯泡、电源电压均有一定的要求。其中，自感线圈是一个带有铁芯的镇流器。由于本实验比较难操作，导致实验现象不够明显，结果有一部分教师将带有铁芯的镇流器换成电子镇流器。这样改进效果是出来了，也很明显，但是改进后的实验产生的现象无法用电子镇流器来解释，不能充分说明自感现象，违反了实验的科学性原则。
2.简易性原则
实验的改进讲究简单易用。有的实验进行了很大的改进，也达到了良好的效果，但是操作却越来越复杂。例如，“力的平行四边形定则”的演示实验，很多教师更换了定滑轮、弹簧秤，甚至用到数字化实验设备和计算机数据处理系统。其实，完全没有必要，这样的改进只能增大负担。
3.低成本原则
实验的改进应该朝低成本方向发展。当前国家正在提倡建设节约型社会，我们做什么都要讲究节约。很多实验的改进，功能越来越强，效果越来越好，这是好事，但是也带来一些担忧。比如数字化实验室，设备相当地先进，但像我们这样的农村中学要装备一个数字化实验室，就是几十万的投入。这对于教学经费困难的农村学校是很难想象的。其实，我们物理教师可以充分发挥就地取材的原则，合理利用身边每一样器材，也能达到良好的实验效果。
二、高中物理实验的几个改进
下面，笔者就高中物理教学中遇到的几个实验，进行了一些改进。这些改进经过实践的检验，取得了非常好的效果，也获得了教师和学生的认可。
1.“摩擦力方向的判断”的实验改进
学生对于摩擦力方向的判断历来都难以掌握，虽然很多教师都提出各种各样的观点，也写出很多方向。有的教师提出可以用毛刷进行实现，效果相当不错。笔者认为，学生没有亲身体现，很难领会摩擦力的方向。
从这一点出发，笔者摈弃了所有的实验器材，只需要我们的双手。经过笔者的实践，此方法非常有效，不管是静摩擦力还是滑动摩擦力，实验时双手（或手与手臂）互相接触，观察接触面上皮肤表面往哪个方向稍微平移，学生很容易判断出摩擦力的方向。如果太滑，可以让手沾点水效果更佳。
2.验证“力的平行四边形定则”演示实验改进
在讲授“力的合成”这节内容时，为了验证“力的平行四边形定则”，很多教师采用教材提供的方法和器材进行实验（见人教版高一物理必修教材P12）。结果发现误差很大，甚至有时候不能说明问题。很多教师和研究人员都在这个方案的基础上进行改进，市场上也出现了数字化实验装置，改进后效果非常好，这是值得肯定的地方。
笔者也对该实验装置进行改进，舍去木板和滑轮，只需要两个弹簧秤，和带有两条细绳的橡皮绳。实验时，将橡皮绳塞进黑板与墙壁的夹缝并固定住。实验方法与步骤不变。实验装置如下图所示：
做该实验时，笔者都是请学生上讲台直接参与实验，操作、读数、作图等都是让学生亲自动手。这样做既能充分调动学生的积极性、增进学生的学习兴趣，又能让学生体会必须讲究科学方法、尊重实验结果，一举两得。经过实践的检验，角度误差一般都小于，合力的误差都能控制在2%之内，改进效果很好。
3.“超重与失重”的实验改进
超重(或失重)现象是物体在变速运动过程中对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于(或小于)物体本身所受重力的情况。
教材所提供的演示实验器材是放置在电梯地板的台秤，人站在台秤上。当电梯加速向上或者向下运动时，便可由台秤的读数观察到超重和失重现象。但是这个演示实验很不现实，有谁会在教室装备电梯？根本不可能让学生在课堂上感受到这个现象。
于是，更好的办法被提出来了。有教师将体检用的体重计拿到教室进行演示，效果很好。笔者认为，由于时间的限制，不是所有的学生都有机会站到体重计上；由于观察角度的限制，也不是所有的学生都能看到这个实验现象。
考虑到这些因素，笔者设计出新的实验装置：两个定滑轮固定在上底板的底部，距离约为20～30cm。上底板通过四根木条固定在下底板上，定滑轮跟下底板的距离在150cm以上(距离越大则钩码下落的时间越长，越约容易观察到超、失重实验现象)。
实验时，用弹簧秤挂着50克的钩码A，弹簧秤上端连接着细绳，穿过定滑轮甲和乙，并在乙的下方挂着另一个钩码B。让弹簧秤运动，通过改变钩码B的质量，从而实现超重、失重、匀速运动，撤去钩码B，还可是实现完全失重。
笔者用这样的装置上《超重与失重》课，取得了良好的效果。
4.“物体做曲线运动的条件”实验改进
教材对于“物体做曲线运动的条件”所设计的实验是在水平面上放置一根条形磁铁，让滚动的钢珠通过磁铁附近，从而受到磁铁的吸引力而做曲线运动。
笔者从这个实验受到启发，着手进行了改进。增加的实验器材是边缘突起的塑料盘（即花盆底，可以在市场上买到）和玻璃弹珠。实验时，将塑料盘截去四分之一面积，先观察钢珠在塑料盘内外的运动，可以发现钢珠在塑料盘内由于受到侧向力而不断的做曲线运动，但在塑料盘外不受侧向力而作直线运动。再在钢珠做直线运动的轨迹旁放置磁铁。分别让玻璃弹珠跟钢珠先后在塑料盘内外运动，发现两者在塑料盘内因受到侧向力都做曲线运动，在塑料盘外却只有钢珠做曲线运动。究其原因，是因为玻璃弹珠在塑料盘外不受磁铁的侧向吸引力而做直线运动。
该实验改进后对比性很强，恰如其分的说明物体做曲线运动的条件。实验装置如下图：
改进是永无止境的，只要我们本着科学的态度，针对教学中遇到的每一个问题，积极思考，用于创新，一定能更上一层楼。
参考文献：
[1]仇忠海.高中物理实验能力培养与训练[J].上海：上海科学技术文献出版社，2002.
[2]教育部.物理课程标准(实验稿)[S].北京：北京师范大学出版社，2001.
作者单位：广西北海市北海中学
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