發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)效益 提高物理教學(xué)質(zhì)量

摘 要：實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)科的重要內(nèi)容，也是一種有效教學(xué)手段。《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）提出引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷知識形成過程的教學(xué)要求，而實(shí)驗(yàn)正是實(shí)現(xiàn)此要求的主要方式。在物理課堂教學(xué)中開展實(shí)驗(yàn)，不僅可以將抽象的物理知識具象化，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以使學(xué)生借由對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的探究，有效掌握物理知識，從而加深學(xué)生對物理知識的理解，提高物理課堂教學(xué)效果。本文以物理實(shí)驗(yàn)對高中生物理知識的學(xué)習(xí)效益為切入點(diǎn)，詳細(xì)闡述了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略，以期促進(jìn)物理教學(xué)質(zhì)量的提高。

關(guān)鍵詞：高中物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)策略

中圖分類號：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-624X（2021）18-0052-02

引 言

物理學(xué)科中，無論物理概念，還是物理規(guī)律，都是以物理實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的。可見，實(shí)驗(yàn)在高中物理教學(xué)中起著重要的作用。同時，《課程標(biāo)準(zhǔn)》中借用“實(shí)驗(yàn)探究”“通過實(shí)驗(yàn)了解”等字眼，肯定了實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)科中的價值，同時也呼吁教師在組織課堂教學(xué)時，聯(lián)系教學(xué)所需，開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)。但是，在當(dāng)前的高中物理教學(xué)活動中，一些教師并沒有深刻地認(rèn)識到實(shí)驗(yàn)的作用，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)浪費(fèi)講解物理知識的時間，從而嚴(yán)重地影響了物理教學(xué)效率。基于此，筆者將結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)闡述物理實(shí)驗(yàn)對學(xué)生物理知識學(xué)習(xí)的重要作用，并介紹了有效實(shí)施物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略，旨在為物理教師提供教學(xué)借鑒，驅(qū)動物理實(shí)驗(yàn)在物理課堂上的有效落實(shí)。

一、物理實(shí)驗(yàn)對物理知識學(xué)習(xí)的重要意義

（一）激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣

學(xué)生有效地學(xué)習(xí)、掌握物理知識，是以濃厚的學(xué)習(xí)興趣為保障的。在教學(xué)實(shí)踐中，筆者發(fā)現(xiàn)，對物理有興趣的學(xué)生，會在物理課堂上積極地思考、探究，并能獲取較多的物理知識。物理實(shí)驗(yàn)具有直觀性，是符合高中生的思維發(fā)展特點(diǎn)的[1]。面對直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，高中生很容易產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。在興趣的驅(qū)動下，高中生會自主地以實(shí)驗(yàn)為依托，對物理現(xiàn)象、物理規(guī)律進(jìn)行深入探究，從而提高對物理知識的學(xué)習(xí)效率。

（二）使學(xué)生掌握科學(xué)思想和科學(xué)方法

在實(shí)驗(yàn)過程中，師生需要經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作等一系列活動。這些活動涉及各種思想和方法，同時也涉及許多物理知識。所以，在體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作的過程中，學(xué)生可以借助自身的感知，自然而然地建立對物理知識的認(rèn)知，從而提高物理知識的學(xué)習(xí)效果。在此過程中，學(xué)生還會受到科學(xué)思想和科學(xué)方法的熏陶，掌握科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法。

（三）鍛煉學(xué)生物理思維能力

思維是學(xué)生學(xué)習(xí)物理不可或缺的因素。在傳統(tǒng)的高中物理教學(xué)活動中，大部分學(xué)生之所以無法深刻理解物理知識，是因?yàn)樗麄兞?xí)慣被動接受物理知識，很少主動思考，從而限制了物理思維能力的發(fā)展。當(dāng)物理思維能力發(fā)展不足時，學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識時會遇到諸多的問題，導(dǎo)致物理學(xué)習(xí)效果不佳。實(shí)驗(yàn)的過程其實(shí)就是學(xué)生經(jīng)歷觀察、猜測、驗(yàn)證、總結(jié)物理知識的過程。在這一過程中，學(xué)生會主動思考，由淺入深地探索物理規(guī)律，并扎實(shí)地掌握物理知識，從而提升物理學(xué)習(xí)效果和物理思維能力。

二、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略

（一）設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)的策略

教師是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動的組織者，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展離不開教師的實(shí)驗(yàn)演示。在物理課堂上，教師進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，可以借助直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象將抽象的物理知識展現(xiàn)給學(xué)生，在吸引學(xué)生注意力、加深學(xué)生理解的同時，提高學(xué)生的物理知識掌握效果[2]。因此，在實(shí)施高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，教師要有效地設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)。

1.演示實(shí)驗(yàn)與教學(xué)內(nèi)容結(jié)合

演示實(shí)驗(yàn)的目的是使學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容。所以，演示實(shí)驗(yàn)是為講授教學(xué)內(nèi)容服務(wù)的。因此，在設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)時，教師要以教材為立足點(diǎn)，深入分析教學(xué)內(nèi)容，把握教學(xué)要點(diǎn)，有針對性地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，從而使學(xué)生通過觀看實(shí)驗(yàn)掌握物理知識。

2.演示實(shí)驗(yàn)重視學(xué)生的感知

學(xué)生是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動的參與主體，演示實(shí)驗(yàn)的目的是使學(xué)生通過自主感知，探索物理規(guī)律，理解物理知識。所以，在設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)時，教師要關(guān)注學(xué)生感知，為學(xué)生提供自主感知的機(jī)會。以“摩擦力”為例，在教學(xué)這節(jié)課時，為了使學(xué)生了解摩擦力及其方向，一般教師會應(yīng)用橡皮、小車等物品進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)。但是，這樣的實(shí)驗(yàn)是難以使學(xué)生建立直觀認(rèn)知的。對此，筆者在實(shí)施教學(xué)的過程中，改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)方案，鼓勵學(xué)生自主利用手指進(jìn)行操作。通過自主體驗(yàn)，學(xué)生可以切實(shí)地感知到摩擦力的存在，同時體會到不同的摩擦力的方向，從而加深對所學(xué)知識的理解。

3.演示關(guān)注教學(xué)重難點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)操作是一項(xiàng)較為復(fù)雜的活動。在課堂上，教師操作實(shí)驗(yàn)器材需要花費(fèi)大量的時間，這便在無形中擠占了寶貴的課堂教學(xué)時間，影響了課堂教學(xué)進(jìn)度。這也是不少高中物理教師不喜歡在課堂上進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)的主要原因。演示實(shí)驗(yàn)的目的是使學(xué)生理解重難點(diǎn)知識。所以，在課堂上，教師進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)時，要關(guān)注重難點(diǎn)知識，以重難點(diǎn)知識為切入點(diǎn)，為學(xué)生有針對性地進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生受到感官沖擊，自主地透過現(xiàn)象探究本質(zhì)，加深對重難點(diǎn)知識的理解。

（二）組織學(xué)生實(shí)驗(yàn)的策略

學(xué)生實(shí)驗(yàn)是高中物理實(shí)驗(yàn)的重要組成部分。通過自主操作實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅會對物理產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，還可以潛移默化地掌握實(shí)驗(yàn)儀器構(gòu)造、原理和使用方法等，從而為今后自主探究物理知識奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此外，在體驗(yàn)物理實(shí)驗(yàn)操作的過程中，學(xué)生還可以學(xué)會分析、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提高信息素養(yǎng)。所以，在組織高中物理教學(xué)時，教師要精心地設(shè)計(jì)并組織學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)。

1.引導(dǎo)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)

受到實(shí)驗(yàn)器材和班級授課制的影響，在高中物理課堂上，教師逐一地引導(dǎo)學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)是不現(xiàn)實(shí)的。而且，受物理學(xué)習(xí)能力和實(shí)驗(yàn)操作能力的影響，學(xué)生在自主操作實(shí)驗(yàn)的過程中，會出現(xiàn)各種各樣的問題，進(jìn)而影響課堂教學(xué)效果。《課程標(biāo)準(zhǔn)》提出了合作學(xué)習(xí)要求。基于此，筆者在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，會引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)權(quán)利還給學(xué)生，同時讓學(xué)生在小組內(nèi)對實(shí)驗(yàn)方案、操作等展開討論，加深對物理實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知。

以“歐姆定律”為例，在參與初中物理教學(xué)活動的過程中，大部分學(xué)生已經(jīng)掌握了安培表和伏特表的使用方法，部分學(xué)生掌握了基礎(chǔ)知識。因此，在組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動時，筆者立足學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，打破常規(guī)，將學(xué)生劃分為不同的小組，鼓勵他們遷移知識、合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)操作，加深對所學(xué)知識的理解。具體而言，在實(shí)驗(yàn)操作過程中，筆者向?qū)W生提供了兩個不同的導(dǎo)體（定值電阻），指導(dǎo)各個小組成員合作操作實(shí)驗(yàn)器材，測量出兩組數(shù)據(jù)，并對這兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2.轉(zhuǎn)化教學(xué)內(nèi)容引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)

物理教材中涉及諸多物理規(guī)律。這些規(guī)律是抽象、復(fù)雜的，也是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的最大阻礙。盡管這些規(guī)律需要教師講授，但教師一味地講授理論知識，會加重學(xué)生的理解負(fù)擔(dān)，起到相反的效果。對此，教師不妨將現(xiàn)成的物理知識轉(zhuǎn)化為物理實(shí)驗(yàn)，鼓勵學(xué)生動手操作，使學(xué)生經(jīng)歷從現(xiàn)象到規(guī)律的過程，自主地加深對物理知識的理解。

以“自由落體運(yùn)動”為例，在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要掌握“在同一地點(diǎn)作自由落體運(yùn)動的任何物體下落的加速度都是重力加速度”這一關(guān)鍵知識。教材中運(yùn)用了“閃光照片”的案例，盡管照片具有直觀性，可以輔助學(xué)生理解這一知識點(diǎn)，但是照片是靜態(tài)的，無法使學(xué)生獲得動態(tài)的體驗(yàn)、建構(gòu)對所學(xué)知識的深刻理解。而且，受到物理實(shí)驗(yàn)器材的限制，我們無法利用拍照形式引導(dǎo)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)。基于此，筆者在教學(xué)的過程中，對教學(xué)內(nèi)容加以優(yōu)化，指導(dǎo)學(xué)生利用打點(diǎn)計(jì)時器進(jìn)行操作。打點(diǎn)計(jì)時器與閃光照片有異曲同工之妙，便于學(xué)生通過切身的體驗(yàn)理解物理規(guī)律，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)效果。

（三）引導(dǎo)學(xué)生探究物理知識的策略

新課程改革背景下，探究學(xué)習(xí)成為學(xué)生學(xué)習(xí)物理的主要方式。實(shí)驗(yàn)是學(xué)生探究物理知識的主要手段。因此，在講授新知的過程中，教師要適當(dāng)?shù)厝谌胛锢韺?shí)驗(yàn)，借助實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，使學(xué)生自主地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、獲取物理知識，并潛移默化地鍛煉物理探究能力。

1.增加實(shí)驗(yàn)發(fā)散成分

盡管大部分物理實(shí)驗(yàn)本身具有較強(qiáng)的探究性，在培養(yǎng)學(xué)生物理探究能力方面起著重要作用，但是，還是有部分實(shí)驗(yàn)缺乏探究性，需要教師根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)拓展，從而使學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)中，在觀察現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)變化的過程中，積極思考，總結(jié)物理規(guī)律。

以“測重力加速度的方法”為例，在學(xué)生掌握了基礎(chǔ)知識之后，筆者設(shè)計(jì)了復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，同時提出了實(shí)驗(yàn)任務(wù)：應(yīng)用之前所學(xué)過的物理知識，設(shè)計(jì)出幾種測量重力加速度的方法，并寫出實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，最后記錄、展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如此具有開放性的任務(wù)，能夠發(fā)散學(xué)生思維，提升學(xué)生的探究能力。

2.增加實(shí)驗(yàn)的未知性

高中生對未知的事物有著極強(qiáng)的探究興趣。因此，在引導(dǎo)學(xué)生開展物理實(shí)驗(yàn)時，教師可以立足學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展情況，將課堂實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為探索性實(shí)驗(yàn)置于課前，驅(qū)動學(xué)生自主地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探究未知。通過如此探究未知，學(xué)生可以對新知形成初步認(rèn)知，做好課堂學(xué)習(xí)準(zhǔn)備，為在課堂上扎實(shí)地掌握新知內(nèi)容奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

結(jié) 語

實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的重要組成部分。物理實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚣ぐl(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的興趣，輔助學(xué)生扎實(shí)地掌握物理知識，驅(qū)動學(xué)生掌握科學(xué)的思想和方法。基于物理實(shí)驗(yàn)的作用，在組織高中物理教學(xué)時，教師要密切地聯(lián)系教學(xué)內(nèi)容，有效地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)，借助實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生對物理知識的理解，同時發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。

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高振偉，周嵐.基于“核心素養(yǎng)”的高中物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)策略研究[J].科教文匯（中旬刊），2018（12）：114-115.

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作者簡介：魏花花（1988.11—），女，甘肅榆中人，中學(xué)二級教師。