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30组创意实验玩转物理原理 永州四中这场创新比赛让知识“活”起来

更新时间:作者:小小条

红网时刻新闻12月22日讯(通讯员 陈芳乐)当课本上的物理公式遇上生活中的瓶瓶罐罐,当严谨的科学原理融入天马行空的创意,会碰撞出怎样的火花?12月21日,永州四中科教楼里,一场别开生面的物理创新实验操作比赛给出了生动答案——在这里,物理不再是试卷上的试题,而是可以触摸、可以创造、可以惊叹的鲜活体验。

30组创意实验玩转物理原理 永州四中这场创新比赛让知识“活”起来

为深化物理实验教学改革,激发学生科学探究热情,提升创新与实践能力,永州四中教育技术中心精心策划了首届学生物理创新实验操作比赛。比赛以《高考物理考试大纲》规定的必考实验为基础,鼓励学生从“做实验”走向“创实验”。来自高一、高二年级的30组作品齐聚一堂,用智慧与巧手,将理论知识化为可见、可感的奇妙现象。


当“水火箭”一飞冲天:让物理原理“发射”青春梦想

“五、四、三、二、一——发射!”

伴随着清脆的倒计时和同学们的欢呼,一支由饮料瓶改制的水火箭“嗖”地脱手,划出一道有力的水雾弧线,稳稳冲向数米高的天花板。这不是科技馆的表演,而是比赛现场高一学生小组的“自制水火箭系统”实验。

“我们利用水的反冲作用模拟火箭发射。”主创学生一边调整发射角度,一边向评委讲解,“瓶内气压增大到一定程度时,水被高速推出,根据动量守恒,瓶子获得反向推力。”他们甚至尝试了不同水量、气压与发射角度的组合,探索最优“发射方案”。物理老师点评:“这个设计巧妙融合了力学、流体与能量转换,把课本上的反冲原理‘玩’出了新高度。”

不远处,另一组学生正用手机慢动作拍摄小球平抛轨迹。“我们想用平抛运动验证机械能守恒定律。”团队成员在竖直面板上精心设置坐标网格,让小球沿固定轨道滚落、平抛,通过轨迹分析计算不同位置的动能与势能。“看,在误差允许范围内,机械能总和几乎不变!”数据的吻合让同学们雀跃不已。一位评委赞叹:“他们不仅做出了实验,更完成了从现象观察到数据处理的完整科学探究流程。”


从弹簧秤到“重力彩虹”:简易材料中的不简单创意

比赛现场没有昂贵的高精设备,随处可见的是橡皮筋、矿泉水瓶、易拉罐、吸管、手机、卷尺等生活物品。学生们用最寻常的材料,演绎最不寻常的物理之美。

一组高二学生用不同劲度系数的弹簧、钩码和自制标尺,设计出“探究弹簧弹力和形变量关系”的对比实验。他们不仅验证了胡克定律,还创新引入多弹簧串并联,研究复合系统的等效劲度系数。“我们想探索,如果弹簧不‘理想’,规律会怎样变化?”这种追问让实验从验证走向了拓展。

更有学生用偏振片和手机屏幕制作“光之迷宫”,演示光的偏振现象;用自行车轮和旋转椅生动演绎角动量守恒,让自己在椅子上轻松旋转;还有小组将薄膜干涉原理玩出了艺术感——利用肥皂膜变幻的彩色条纹,分析膜厚与波长关系,现场宛若一道“流动的彩虹”。

“这些设计背后,是学生对物理原理的深度理解与迁移应用。”物理教研组长感慨,“比赛最打动人的不是装置的复杂,而是创意的新颖与思维的严谨。他们真正做到了‘从生活走向物理,从物理走向社会’。”


从“验证”到“探究”:让实验教学“活”起来

“传统实验课往往是‘按方抓药’:老师讲解步骤,学生重复操作,验证已知结论。”永州四中教育技术中心主任介绍,“本次比赛的核心导向,正是推动实验教学从‘验证性’向‘探究性’转变,鼓励学生提出真问题、设计真方案、收获真发现。”

为此,比赛评分标准特别强调“创新性”“探究深度”与“科学思维”。评委不仅看实验是否成功,更关注设计思路是否清晰、变量控制是否严谨、数据分析是否合理、结论反思是否深入。许多小组在实验后,还主动分析了误差来源,并提出改进设想。

一位高二参赛者分享心得:“为了优化作品,我们反复调试了十几次。失败比成功教给我们更多——比如,为什么理论曲线和实际数据会有偏差?如何减小摩擦力的影响?这个过程让我们体会到,科学探索从来不是一帆风顺的,但正是不断追问、不断尝试,让研究充满魅力。”


让创新实验成为“常态”:播撒科学素养的种子

比赛现场,评委老师们频频驻足,时而提问引导,时而点头称赞。许多非参赛学生也围拢观摩,被有趣的实验现象吸引,不时发出惊叹。“原来物理这么好玩!”“这个我也能试试!”——这些自发的声音,正是比赛希望点燃的星星之火。

“科学素养的培育,不能只靠做题和应试。”学校教学副校长表示,“动手实践、自主探究的过程,能潜移默化地培养学生的观察能力、逻辑思维和解决问题的勇气。这场比赛是一个起点,我们计划将创新实验纳入常态化校本课程,开设物理创新实验室,让更多学生有机会‘动手做科学’。”

未来,学校还将探索跨学科项目式学*,推动物理与工程、艺术、数学等领域的融合,鼓励学生用科学眼光观察世界,用创新思维改造生活。“我们希望,今天在实验中闪烁的好奇心,能成为他们终身探索的动力;今天在制作中付出的耐心,能成就未来解决实际问题的能力。”


此刻,永州四中科教楼里的灯光依然明亮。水火箭的尾迹已悄然消散,弹簧秤的刻度回归零点,但物理的种子,已随着这些灵巧的双手、发亮的眼睛和不服输的尝试,悄悄埋进年轻的心田。当比赛落幕,探索不会终止——因为最好的实验,永远在下一个问题诞生之时。

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