新課程背景下高中物理實驗教學優化策略

沈堅

摘要：物理是一門以實驗為基礎的自然學科，以科學為準繩，以事實為依據，探究事物的內在聯系及發展規律.高中物理教學中，實驗教學是重中之重，須臾不可或缺.新課程教學改革背景下，優化高中物理實驗教學，提高實驗教學的功效和價值，是當前物理教學的重要課題.文章結合教學工作經驗，淺談新課程背景下高中物理實驗教學的優化策略.敬陳管見，以期拋磚引玉.

關鍵詞：新課程;高中物理;實驗教學;優化策略

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2022）03-0074-03

從教學的角度分析，傳統的物理實驗教學，側重于印證理論知識，實驗教學成為了理論教學的分支.而為了提高實驗教學的有效性，教師為學生們提前準備好了實驗器具、實驗方案，學生們遵照教師的指導，按部就班即可輕松完成實驗內容.由于缺乏自主設計，缺少交流互動，實驗課堂上很少有學生提出問題和質疑，至于實驗拓展，則更加鮮有發生.從學習的角度分析，出于物理學科的屬性，想要學好物理，學生們不但需要認真聽講，及時完成作業，還需要在學習中做到眼、耳、腦、手、口五位一體.對理論知識倒背如流，能夠輕松解答物理難題，并非高中物理學習的全部.新課程改革大環境下，物理教學需重視培養學生們的探究能力、學習能力及合作能力.引導學生們理論、實踐雙向并舉，強化學生們的核心素養，才能推動物理教學的深入發展.

1 學生主體

高中物理教學中，學生們對物理課程學習存在明顯的兩極分化現象.學生們對物理學習的分化，不僅體現于學習態度、學習成績、學習能力這幾個方面，而更為重要的是，學生們在物理課程學習中的主觀情感大相徑庭，正所謂好之者甘之如飴，惡之者退避三舍.興趣是最好的老師，是甜蜜的牽引.新課程教學改革背景下，優化高中物理實驗教學，應循其本，從學生們的學習興趣培養切入.一成不變且機械式、重復式的物理實驗操作，顯然不能激發學生們的學習熱情.物理學習，尤其是物理實驗，在不同的環境下，不同的操作者，實驗結果各不相同.教育不是批量生產，學生們是不同的個體，因而物理實驗教學需打破教師設計和主導的局面，提高學生們的主體地位，將實驗室還給學生們.作為教師，在物理實驗教學中，當為學生們引出實驗主題，并說明注意事項后，應及時的后退和沉默，鼓勵學生們自主開展實驗.

首先，尊重學生們的意愿，讓學生們自由搭建學習小組，以確保各小組在實驗學習中的凝聚力、向心力.營造民主的氛圍，組員們輪流擔任組長，這樣有利于培養學生們的歸屬感、責任感.其次，圍繞實驗主題，讓各小組自行設計實驗方案.大道至簡，殊途同歸.學生們自行設計實驗方案，不僅深化了對知識點的理解，也在交流中思維得以相互碰撞，有利于培養學生們的創新能力.

2 演示實驗

演示實驗是高中物理實驗教學的重要組成部分.實驗教學中，簡單易操作，效果顯著的演示實驗，能有效的活躍課堂氛圍，集中學生們的學習注意力，快速點燃學生們的求知欲.不言而喻，好奇心與求知欲，是引導學生們開展物理實驗的動力引擎.學生們需要深入實驗，先決條件之一即是讓學生們對實驗主題充滿探究的熱情.從認知心理學角度出發，一項事物與學生們的生活經驗、常識相互違背，以此引發的認知沖突是吸引學生尋找謎底，消除困惑的內在因素，而作為教育者，在物理實驗教學中，應當為學生們創設更多的“奇怪”現象.值得一提的是，演示實驗要盡可能做到簡潔明了，如麥克斯韋所言：“一項演示實驗，使用的材料越簡單，學生越熟悉，就越想透徹的獲得所驗證的結果.”實驗無需過繁過雜，鼓勵學生們設計步驟簡單，中心突出，成本較低的實驗方案，便于學生們開展實驗，同時利于推動實驗至學生們的現實生活中.

比如說，在教學“超重與失重”的實驗時，我鼓勵各小組的學生搜集生活中有關超重或失重的資料，鼓勵學生們在課堂上演示超重、失重的小實驗.教學開始后，有一個小組的學生別出心裁，將體重秤帶到了實驗室.實驗開始后，該小組學生先選出一名組員，在平地上測量出體重.然后，走進電梯，在上、下電梯的過程中測量該學生的體重秤示數變化情況.通過這樣簡單易行，一目了然的方法，探究物體在變速運動過程中對支持物壓力大于或者小于物體本身所受重力的情況.還如，有的學生想到了漏瓶不漏的場景：一個裝滿水的礦泉水瓶子，用錐子刺進瓶子，瓶子沒有發生滲漏.看到這里時，有學生說道：“不漏水是因為錐子沒有取出來.”接著，學生將錐子取出，但除了輕微的滲漏外，瓶子內的水依然沒有如想象中發生大量的滲漏.最后，學生將瓶蓋扭開，孔口處立刻噴出一股水流，而將瓶子自高處放手，使其自由下落時，原本噴水的孔洞卻停止了噴水.

3 嚴謹客觀

嚴謹客觀，是學生們開展物理實驗學習的必要條件，實事求是，是物理學科的魅力所在.在高中物理實驗教學中，優化教學方法，應還原實驗的本色，不將就，不自欺，正視實驗，才能真正走入實驗.傳統的物理實驗教學中，毋庸置疑，不少學生在實驗操作中得出的數據，與理論期望相去甚遠.而為了實驗“圓滿”，學生們不反思實驗方案，不思考實驗步驟，不檢查實驗器具和實驗程序，而是想當然的更改實驗結果，以確保實驗結果符合心中預定.如此一來，實驗教學的本質流逝，實驗的價值也就不復存在.

引導學生們養成良好的學習習慣，逐一檢查實驗器材，確保其質量過關，能夠穩定工作.實驗結果出來后，瑕疵與偏差之處，并不會影響到實驗學習的目標，而不尊重實驗，失去了嚴謹客觀的學習品質，才是違背了實驗教學的初衷.基于此，在當前的實驗教學中，教師應引導學生們科學的開展實驗，不走過場，不務空名.在“自感現象”的實驗教學中，如圖1所示，連接好電路圖.理論上來說，當斷開開關后，由于電路中電流變小，自感線圈將產生電勢能，小燈泡將繼續發亮.可是，在實際操作中，斷開開關后，小燈泡的亮度一瞬間變得微乎其微，這與理論原理相互背離.我鼓勵學生們發言，有學生提出，視覺感官不明顯，是否可以從觸覺的角度感受電勢能的存在？于是，換掉小燈泡，學生們手握著導線的兩端，在斷開開關后，學生們感受到了電流經過身體.實驗教學中，嚴謹客觀是培養學生們從物理學視角對客觀事物的本質屬性、內在規律及相互關系認識的必要條件.

4 數學推理

高中物理教學中，力學知識貫穿教學始終，滲透于教學主題的各個分支與角落.學生們在物理實驗學習中，關于力學的知識及原理，以及運用到力學知識的地方俯拾皆是，處處可見.力學實驗本身就是高中實驗教學中的重點，且由于應用頻率極高，因而需要學生們深入研究并牢牢掌握.物理學科具有多學科交叉合并屬性，涉及如數學、化學、生物、地理、工程等等.物理學中的許多知識要點，可從物理的角度“就事論事”，也可切換視角，從其他學科的角度展開分析.從其他學科，尤其是數學的角度出發開展物理實驗，一方面，可借助學生們已學數學知識，通過轉化與化歸的數學思想，將陌生抽象的物理實驗變為熟悉的，了解的數學原理，幫助學生們一舉攻克實驗中的難點;另一方面，邏輯嚴密的數學推導，也利于學生們加深實驗學習印象，提高物理實驗的學習效率.比如說，在“驗證力的平行四邊形定則”這一實驗中，就可以結合數學知識開展實驗.

5 拓展延伸

新課程教學改革背景下，優化實驗教學，提高學生們在物理學習中的探究能力、實踐能力等，應積極構建“大實驗課堂”.眾所周知，高中學生學習時間緊，任務重，壓力大，物理僅僅是學生們眾多學習科目中的一科，而實驗學習也僅僅是物理學習的其中之一.在具體的教學活動中，物理教師需要面對全班數十名學生，即便學生們以小組為單位開展實驗學習，各小組在實驗中遇到的問題，產生的質疑，以及在實驗操作時亟需克服的障礙也是數量大觀，讓人應接不暇.

拓展實驗學習的寬度，即是結合物理教學活動，豐富實驗主題.高中物理教學中，每一個章節的教學內容，都能夠轉化為獨立的實驗主題.同理，每一個分項的知識點，也可以轉化為對應的小實驗.比如說，在教學“圓周運動”時，我將若干個乒乓球放在講臺上，接著問學生：“同學們，在不用手觸摸的情況下，有什么方法可以拿取乒乓球？”富有趣味性、游戲性的小實驗，讓學生們躍躍欲試.有學生主動上臺，拿出一個紙杯罩住乒乓球，搖晃紙杯使其做順時針運動.速度加快后，學生一邊搖晃紙杯，一邊提高手臂，乒乓球在紙板內部快速旋轉，離開了原有位置.又如，在教學“反沖運動”時，我問學生：“火箭的發射原理是應用了反沖運動，生活中也有許多反沖運動的場景.同學們可以動手制作“小火箭”嗎？”以問題驅動學生行動起來，開動大腦，加深學生們的學習印象.實驗主題擴展后，需要的實驗器具隨之增多，此時，可鼓勵學生們集思廣益，將生活中常見的物品，如玻璃瓶、硬紙板、廢電池、筆筒、文具盒、小木棍、毛巾等搜集起來，經過簡單的組裝、修剪和加工后變廢為寶，作為實驗擴展的器具和材料.

學習是逆向的過程，需要學生們全力以赴，主動出擊，積極思考，勤于動手.優化高中物理實驗教學，應提高學生們的主體地位，鼓勵學生們自主設計和操作.引導學生們尊重實驗，不唯書，保持嚴謹客觀的求知精神.拓展實驗，豐富實驗主題，將實驗與物理學習、現實生活融合起來，實現理論與實踐的知行合一.

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