高中物理實驗教學有效性的探究

繆國忠

（浙江省臨安市昌化中學）

物理學起源于物理實驗，可以說所有的物理學理論都是在一次次對生活、生產中遇到的問題進行解決的過程中得出的結論，因此，物理教學的起源也應當歸于實驗教學。面對物理學科抽象化的學科特征，物理實驗課程的開展無疑是理論教學最好的幫手，運用物理實驗的方式將抽象的知識進行形象化表述，不僅能夠幫助學生理解理論知識的內容，還可以提高學生的動手能力，使學生的物理思維更加靈活，為學生的創新意識提供展現的平臺，提高學生解決綜合性問題的能力。

一、高中物理實驗教學的現狀

1.對實驗教學不夠重視

對物理實驗教學重視程度不高的現象普遍存在于各所高中之中，學校與教師并沒有對物理實驗課程進行具體的安排。由于高中學業較為繁重，課堂時間較為緊張，很多課程的實驗教學都變成了傳統課堂中口頭傳達式的實驗。教師進行物理教學的過程中，將某個物理實驗用語言進行表述，要求學生記住實驗結論的實驗教學模式，而并非是讓學生進入實驗室進行具體的實操練習。隨著科技的發展，網絡技術水平的提高，運用多媒體進行實驗展示的現象也是屢見不鮮。多媒體的運用是對教學的輔助，為教學活動提供了很大的便利，但在實驗教學中使用多媒體展示的方式，實在說不過去。

2.實驗設備不完善

有些學校雖然開放了實驗室，為學生提供了進行物理實驗的方便，但很多實驗器材的數量都與學生數量不符，實驗器材遠遠少于學生的數量，使得很多情況下學生只能進行分組實驗。在大型實驗中運用這種方式還可以接受，但在那些易操作的簡單實驗中，再運用這種分組實驗的方式就很難讓學生在操作中得到滿足，也不利于學生自主能力的培養。還有就是許多實驗設備都存在年久失修的情況，實驗設備的精確度滿足不了實驗的需求，使學生在實驗過程中得不出準確的數據，進而影響實驗結果，使實驗課的開展失去意義，甚至對學生造成誤導，使學生對物理知識產生疑問。

3.機械式的實驗過程

高中物理實驗課程的開展強調學生的動手能力，但對于實驗課程的教學目標并非只是培養學生動手能力這樣簡單，還要注重對學生創新意識的培養，對學生解決綜合性問題能力的提升，但有些學校總是忽視這些方面，認為實驗就是學生單純地去動手操作。因此，我們會發現在許多物理實驗課上存在著這樣的現象：教師為學生準備好本實驗需要用到的實驗器材，教師為學生制訂實驗方案，教師為學生寫明實驗的注意事項，然后學生按照老師給出的實驗步驟完成具體實驗的操作，這樣，就將本來具有創新意義的實驗課程變成了機械化的操作課程，整堂課下來完全沒有為學生留出思考的時間和思維拓展的時間，這種實驗教學的方式無疑是對學生思考能力的一種扼殺。

4.以試題代替實驗

為了節約時間，有些教師就會使用編寫實驗試題的形式來代替學生親自進入實驗室完成實驗，進行實驗課程的開展。例如，針對實驗步驟的填空試題，針對實驗注意事項的簡答試題等。這種用筆做實驗的形式可以說是應試教育下的產物，對學生學習物理學科的熱情造成了損傷，嚴重打擊了學生物理學習的積極性，并且使學生的課業壓力增大。

二、實現物理實驗教學有效性的途徑

1.更新物理實驗教學理念

告別過去教師在課堂上“ 講實驗”“ 展示實驗”的教學方式，讓學生真正參與到實驗課堂中，鍛煉學生的實驗技能，讓學生能夠真正掌握實驗的方法。放手讓學生自己去做，杜絕教師將一切都安排好的實驗課堂，讓學生自己去選擇適合實驗操作的設備，自己確定實驗進行的方案，自己對實驗過程中應注意的事項加強關注。只有在實驗課堂中實現學生自主實驗，讓學生在實驗過程中產生更深刻的認識，讓學生明白物理不僅僅只是公式與概念的集合，而是需要我們動手操作才能弄清楚、搞明白的一門學科。只有這樣，才能不枉費學生一堂課寶貴的時間。

在物理實驗教學的過程中，教師應時刻站在學生的立場上思考問題。物理實驗的開展要結合學生的動手能力與知識掌握程度，不要讓難度過大的物理實驗打擊學生進行物理知識學習的積極性，也不要開展過于簡單的實驗課程使學生的實驗潛能得不到激發，要堅持“ 踮起腳能夠到”的實驗課程開展原則，設定學生經努力能夠完成的實驗目標。

2.讓探究實驗代替驗證實驗

改變以往實驗教學中教師事先將實驗結論對學生進行交代學生進行驗證的方式，引導學生進行探究式的實驗，讓學生運用自身掌握的知識對新問題進行探究，嘗試運用不同的實驗方法來解決問題。例如，“ 探究求合力的方法”的實驗：

（1）在水平放置的木板上，墊一張白紙，把橡皮筋的一端固定在板上P 點，用兩條細繩連接在橡皮筋的另一端，通過細繩同時用兩個測力計互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋與細繩的結點到達某一位置O，并記下此位置，如下圖所示。

（2）記下兩個測力計F1和F2的讀數和它們的方向；在白紙上按比例畫出兩個力F1和F2的圖示。

（3）只用一個測力計，通過細繩將結點拉到同一位置O；記下測力計的讀數F 和方向，按同一比例畫出這個力的圖示，觀察合力F 和力F1、F2的共同作用點O 與這三個力圖示的箭頭端的位置，看它們構成了什么圖形，若不夠明顯的話，可以用虛線將合力F 的箭頭端分別與F1、F2的箭頭端連接再觀察。

（4）改變兩測力計拉力的大小和方向，多次重復實驗，看看結論是否相同。

對于新問題進行探究的過程也是對于學生思維進行拓展的過程。探究實驗不僅只是讓學生對于實驗結果進行探究，還要對實驗中各個細節進行探究。探究實驗課程的開展既對學生物理基礎知識的掌握進行了強化，又對其進行了檢測。另外，學生在自主探究實驗的過程中很容易出現不知下一步要如何走的問題，這時就需要教師對學生的實驗進行耐心的指導，幫助學生順利完成探究實驗。

3.設置創新型實驗

設置創新型的實驗來調動學生的學習熱情，教師可以將實驗器材加以改進，將實驗條件進行改變，實驗數據進行改變，讓學生在實驗的過程中得到全新的體驗。在教師的引導下，學生運用自己儲備的物理知識，運用不同的物理實驗器材進行實驗，且達到不同的實驗效果；遵循新的實驗條件進行實驗，對于不同條件下實驗結果的差異性進行歸納；運用新數據進行實驗，使得不同數據間能夠形成對比，讓學生對實驗結果產生更深刻的理解。此外，教師還可以運用豐富的生活資源，開展貼近生活的物理實驗課程，讓物理知識從生活中來，經過學習與實踐，再將知識運用到生活中去，讓物理實驗教學變為學生解決生活難題的有利幫手。

例如，我們可以運用細塑料管和塑料瓶作器材來研究平拋運動規律。水從細管口流出，水線形成拋物線形狀，從而能看到平拋運動的軌跡，用這個拋物線來定性和定量地研究平拋運動。但在實驗的過程中由于水位下降后水壓減小，水線的射程變小，這樣變化太快影響了研究，學生開始想辦法令水壓在一段時間內保持恒定，使得水柱形狀不變。小組討論后采用水管進水口與浮標相連的方法。當水位下降浮標也下降，這樣就使得水壓可以在一定時間內保持不變了。學生還為計算出水口速度想出了兩種方法：（1）根據拋物線的形狀來計算；（2）用量筒測出一定時間內流出水的體積，再測出出水管的直徑，算出水柱的速度。

4.開展拓展性實驗

在實驗教學中，既要忠實教材，使學生全面理解實驗的原理和實驗的方法，同時又要結合學生的實際，引導學生對一些實驗進行拓展，使學生的實踐能力和創新精神得到充分培養；學生學習物理的積極性和主動性得到充分發揮。例如，在學生完成“ 探究彈力和彈簧伸長量的關系”實驗后，為學生安排“ 探究橡皮筋彈力與其伸長量的關系”“ 探究彈簧的勁度系數與其圈數之間的關系”等實驗。如“ 探究彈簧的勁度系數與其圈數之間的關系”實驗可利用一均勻長彈簧豎直懸掛，7個指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點0、10、20、30、40、50、60 圈處；通過旁邊豎直放置的刻度尺，讀出指針的位置的實驗方式進行探究，如右圖所示。

5.改善實驗設施

學校應加強對物理實驗課程的重視，將物理實驗室進行開放，使學生能夠運用課下時間開展物理實驗，為學生提供物理難題隨時解決，物理實驗隨時做的可能，加大學校對實驗器材的資金投入，使學生在實驗課堂上能夠實現人人有實驗器材可用，實現實驗結果的準確性。實驗器材的配置是一切物理實驗進行的基礎，只有為學生提供好課程的物質保障，學生才能更好地進行物理課程的學習，才能提高物理實驗教學的有效性。

總而言之，在高中物理學科學習階段，開展物理實驗課程對于學生的物理學習來說是非常必要的。學生在物理實驗的過程中能充分體驗自己動手完成實驗、得出結論、解決問題的快感，進而能增強學生對于物理學科的學習熱情，提高學生解決綜合性物理問題的能力，開拓學生的物理思維。希望通過此篇文章對于物理實驗教學現狀與提高物理實驗教學有效性的途徑的分析，能夠為高中物理實驗課堂的開展提供幫助。

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