創(chuàng)新物理實驗 推動學(xué)生發(fā)展

朱小宏

摘 要：伴隨著我國教育的不斷改革和創(chuàng)新，高中物理的實驗教學(xué)策略已經(jīng)逐漸受到了越來越多的關(guān)注。筆者通過結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)驗在本文分析了高中物理實驗教學(xué)的重要性，以及實驗特點、存在的問題，并且從多方面提出了物理實驗教學(xué)的有效策略，希望可以幫助學(xué)生得到更加全面的成長，真正做到“創(chuàng)新物理實驗，推動學(xué)生發(fā)展”。

關(guān)鍵詞：高中物理;實驗教學(xué);有效策略

物理實驗，是高中物理這門課程的重要學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。不僅是因為很多物理概念和物理定理的形成需要物理實驗支撐，而且還可以充分激發(fā)出學(xué)生的物理興趣，培養(yǎng)和提高學(xué)生的實驗操作能力，最終促進學(xué)生掌握更多的物理實踐技能[1]。但是目前，很多教師要不就是忽視了物理實驗的教學(xué)，或者就是只是簡單提及一下物理實驗，并不會帶領(lǐng)學(xué)生進行深入研究，導(dǎo)致了物理實驗的教學(xué)價值難以得到充分發(fā)揮。因此，針對高中物理實驗教學(xué)的有效策略進行深入的研究具有十分重要的價值。

一、高中物理實驗教學(xué)的重要性

（一）激發(fā)學(xué)生參與探究的興趣

在高中物理教材中含有很多趣味小實驗，往往可以快速吸引學(xué)生的注意力，進而激發(fā)出學(xué)生想要積極參與物理探究的興趣[2]。當(dāng)學(xué)生對某一個物理知識點“雖知其然，但又不知其所以然”的時候，當(dāng)學(xué)生想要積極探究但是自身物理基礎(chǔ)較弱的時候，物理實驗教學(xué)則可以幫助學(xué)生更好地理解。通過新穎、有趣的物理實驗現(xiàn)象，學(xué)生內(nèi)心的物理求知欲望將會得到一定的放大，進而推動學(xué)生進入學(xué)習(xí)物理知識的良好狀態(tài)中。

（二）幫助學(xué)生有效掌握物理知識

物理實驗往往可以向?qū)W生直觀地展示物理知識的形成過程，在這個過程中復(fù)雜且晦澀難懂的物理知識變得更加直觀、簡潔。無論是物理演示實驗，還是學(xué)生實驗，得到最終的實驗結(jié)論，都可以支撐學(xué)生更好地理解和掌握物理概念，進而促進學(xué)生學(xué)會如何應(yīng)用所學(xué)到的物理知識。同時，在這個過程中，學(xué)生也可以學(xué)到和掌握科學(xué)家探究物理知識的方法，體會到探究物理知識的興趣。

（三）培養(yǎng)學(xué)生綜合能力

物理實驗的完成，需要學(xué)生調(diào)動自身多個器官一起運作。物理實驗的第一步，需要學(xué)生提出物理問題，可以鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生善于觀察和發(fā)現(xiàn)物理問題的能力和意識;第二步，需要學(xué)生制訂詳細的物理實驗步驟，鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生物理邏輯思維和創(chuàng)造能力;第三步，需要學(xué)生操作實驗，鍛煉學(xué)生動手能力;第四步，需要學(xué)生分析數(shù)據(jù)、總結(jié)結(jié)論，鍛煉學(xué)生物理分析能力和總結(jié)能力。此外，學(xué)生還能從中學(xué)習(xí)到相關(guān)的物理研究方法等。通過觀察整個物理實驗的過程，學(xué)生的物理綜合能力得到了一定的鍛煉和提升。

二、高中物理實驗的特點

（一）重視實驗的教學(xué)功能

物理實驗，是屬于高中物理課堂教學(xué)的重點內(nèi)容。教師不能只關(guān)注學(xué)生掌握物理知識，更應(yīng)該注重學(xué)生是否理解物理實驗原理。在講解和演示物理實驗的過程中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生仔細觀察，并且讓學(xué)生思考為什么要這樣做。通過有效的物理實驗教學(xué)，不僅可以鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的物理實踐能力，使學(xué)生學(xué)會使用物理實驗儀器，掌握一些基本的物理實驗方法，還可以促進學(xué)生形成更加科學(xué)的物理實驗態(tài)度和精神。

（二）注重物理探究活動

高中物理新課程標準明確提出教師需要引導(dǎo)學(xué)生深刻理解科學(xué)探究，切實鍛煉和提升學(xué)生的物理探究能力，注重學(xué)生參與探究的過程。在高中物理教材上，含有很多探究性的物理實驗。而適合學(xué)生的物理探究實驗可以是物理教材上的，也可以是教師在引導(dǎo)學(xué)生探究物理知識的過程中新發(fā)現(xiàn)的。這種類型的物理實驗往往需要手腦并用，進一步加深學(xué)生對物理知識的掌握程度。

（三）重視信息技術(shù)的利用

要想開展有效的物理實驗教學(xué)，那么信息技術(shù)的利用必不可少。比如：可以利用計算機測量和分析物理實驗結(jié)果等[3]。在高中物理教材上的很多物理實驗涉及信息技術(shù)，像利用計算機繪制v-t圖像等。同時，還可以利用信息技術(shù)改進某些物理實驗，使實驗結(jié)果變得一目了然。

三、高中物理實驗教學(xué)存在的問題

（一）未能創(chuàng)新實驗教學(xué)理念

很多高中物理教師的教學(xué)觀念仍然停留在應(yīng)試教育階段，存在“輕實踐，重理論”的情況。只有當(dāng)某物理實驗涉及較多的考試內(nèi)容時，教師才會向?qū)W生演示該物理實驗，或者給學(xué)生動手操作物理實驗的機會。而對其他物理實驗則保持“能不做就不做”的心態(tài)，甚至認為帶領(lǐng)學(xué)生做這些物理實驗只會浪費時間。正是因為教師的這種物理教學(xué)理念，阻礙了學(xué)生的物理成長。

（二）實驗教學(xué)方法過于單一

在我國目前的高中物理課堂上，很多教師往往都是按照物理實驗的步驟向?qū)W生講解和示范物理實驗，并且不會給學(xué)生留出時間去探究和思考物理實驗，學(xué)生只能被動地跟著教師的思路來理解和學(xué)習(xí)物理實驗，十分不利于學(xué)生的物理發(fā)展。這樣單一的物理實驗教學(xué)方法，極容易導(dǎo)致學(xué)生的物理思維處于一個固定的狀態(tài)，局限于物理教材內(nèi)容，學(xué)生的物理創(chuàng)造力很難得到較好的發(fā)展。

（三）實驗教學(xué)評價有待改進

由于受到應(yīng)試教育的影響，很多高中物理教師所設(shè)定的實驗教學(xué)評價并不全面，他們只是將有關(guān)于考試內(nèi)容的物理實驗部分作為評價標準，例如：物理器材的使用方法、處理物理實驗數(shù)據(jù)的能力等。這樣的實驗教學(xué)評價過于單一，并不能全面考慮到學(xué)生的實際情況，如學(xué)生的物理實踐技能、動手能力等，都沒有加以考慮。

四、高中物理實驗教學(xué)的有效策略

（一）創(chuàng)設(shè)物理實驗情境

由于高中物理這門課程的學(xué)習(xí)難度較大，雖然說學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)過，但是不可避免地還是會對這門課程形成敬而遠之的學(xué)習(xí)態(tài)度，進而限制了學(xué)生的物理進步。而一個有效且有趣的物理實驗教學(xué)情境可以快速吸引學(xué)生的注意力，進而改善這一情況。因此，高中物理教師需要積極創(chuàng)設(shè)物理實驗教學(xué)情境。基于該情境，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生更加細致地分析和思考物理實驗。這樣不僅可以降低物理實驗的學(xué)習(xí)難度，而且還可以充分激發(fā)出學(xué)生對這門課程的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力。

比如：在學(xué)習(xí)“自由落體運動”的時候，首先，教師可以創(chuàng)設(shè)物理實驗情境，向?qū)W生介紹“牛頓與蘋果”的故事，并且讓學(xué)生思考哪一個會先落地？為什么？這時候，有的學(xué)生可能很快就會舉手回答：“我認為蘋果會先落地，因為它的重量比較大。”其次，教師可以向?qū)W生演示物理小實驗，拿出兩張一模一樣的草稿紙，將其中一張揉成團，在相同的高度，讓這兩張紙同時下落，并且讓學(xué)生思考哪一個會先落下，由此引發(fā)學(xué)生的思考。最后，教師就可以基于該物理實驗引入本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。而學(xué)生親眼觀察了剛剛的物理小實驗之后，自然也就會對本節(jié)內(nèi)容形成較大的學(xué)習(xí)興趣，進而積極參與到物理知識的學(xué)習(xí)中。

（二）組織小組操作實驗

很多學(xué)生動手操作物理實驗的能力并不強，導(dǎo)致有的學(xué)生不敢親自動手操作，極容易影響到學(xué)生的物理自信。而小組合作操作實驗這種模式剛好可以解決學(xué)生的這種困擾，以此促進學(xué)生掌握更多的物理實驗技能[4]。因此，高中物理教師可以組織小組合作操作來完成物理實驗。根據(jù)小組的實際水平，教師可以制訂出合適的物理實驗?zāi)繕恕．?dāng)小組在操作實驗的過程中，教師不必急于指導(dǎo)，而是留出時間讓小組成員進行自主探究和思考，鼓勵各個小組自由發(fā)揮，最終促進每一個學(xué)生都能在這個過程中有所成長。

比如：在學(xué)習(xí)“實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的時候。首先，教師可以結(jié)合學(xué)生的物理水平進行科學(xué)的分組，讓學(xué)生以小組的形式來共同完成物理實驗。其次，教師帶領(lǐng)學(xué)生一起復(fù)習(xí)打點計時器的使用方法，并且向?qū)W生講解物理實驗的實驗原理，讓小組分析和探究速度隨時間變化的規(guī)律，為學(xué)生之后完成物理實驗奠定基礎(chǔ)。這時候，教師就可以放手，讓小組自由發(fā)揮。需要注意的是，當(dāng)小組遇到障礙的時候，教師需要及時指導(dǎo)。如有的小組不知道該如何分析得到的物理數(shù)據(jù)，教師可以引導(dǎo)小組畫出相對應(yīng)的圖像，以此促進小組分析和總結(jié)。最后，教師就可以讓同學(xué)分享自己小組的分析結(jié)果。通過這樣組織小組操作物理實驗，每一個學(xué)生都能參與到操作實驗和分析數(shù)據(jù)的過程中，最終促進每一個學(xué)生都能得到不同程度的物理成長。

（三）信息技術(shù)演示實驗

上文已經(jīng)提到，信息技術(shù)在高中物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用已經(jīng)變得必不可缺。因此，高中物理教師可以利用信息技術(shù)向?qū)W生演示一些物理實驗。教師可以利用信息技術(shù)向?qū)W生播放物理實驗的視頻，或者是不同的物理研究方法等，以此來幫助學(xué)生全方位地掌握物理實驗內(nèi)容。這樣不僅可以創(chuàng)新和改革物理實驗的教學(xué)方式，學(xué)生會被這種新穎的形式所吸引，還可以促進學(xué)生深刻領(lǐng)悟物理實驗的本質(zhì)，掌握其中的物理實驗方法和思想等，最終促進學(xué)生通過物理實驗教學(xué)而得到更好的物理發(fā)展。

比如：在學(xué)習(xí)“實驗：用打點計時器測速度”的時候。首先，教師可以利用信息技術(shù)向?qū)W生介紹電磁打點計時器的原理，并且配備相對應(yīng)的視頻作為輔助，使學(xué)生更加了解電磁打點計時器，有助于學(xué)生更加快速地掌握電磁打點計時器的操作方法。其次，教師可以再次利用信息技術(shù)向?qū)W生介紹電火花計時器，并且將兩種類型的打點計時器放在一起進行對比和分析，使學(xué)生更加全面地掌握其工作原理。最后，教師就可以利用信息技術(shù)為學(xué)生播放這兩種打點計時器做實驗的視頻，當(dāng)學(xué)生在觀看的時候，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合剛剛所講解的原理進行理解。通過這樣開展物理實驗教學(xué)，學(xué)生將可以更加完整地掌握物理實驗內(nèi)容。

（四）設(shè)計物理實驗問題

有效的物理實驗問題，不僅可以激活高中物理實驗課堂，營造出一種更加活潑、更加輕松的物理實驗學(xué)習(xí)氛圍，還可以引導(dǎo)學(xué)生主動分析和解決物理實驗問題，最終促進學(xué)生形成更加主動的物理學(xué)習(xí)態(tài)度[5]。因此，高中物理教師可以精心設(shè)計物理實驗問題。教師需要緊緊圍繞物理教材內(nèi)容，充分結(jié)合學(xué)生的物理基礎(chǔ)，嚴格控制好物理實驗問題的難易程度，逐步引導(dǎo)每一個學(xué)生逐漸得到正確的物理答案。在這個解決的過程中，學(xué)生自然會掌握相關(guān)的物理實驗內(nèi)容。

比如：在學(xué)習(xí)“實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的時候。首先，教師可以直接向?qū)W生提出物理實驗問題：“同學(xué)們，我們知道物體的運動狀態(tài)是用速度描述的，那么物體運動狀態(tài)改變的快慢，其實也就是指物體速度改變的快慢，我們是用加速度來描述。那么大家想想看，影響物體速度改變的快慢的因素有哪些呢？”學(xué)生經(jīng)過思考后得出：“我認為有兩個方面，分別是物體的質(zhì)量和物體所受的力。”其次，教師可以基于學(xué)生的回答繼續(xù)提問：“那么在其他因素相同的情況下。質(zhì)量大的物體速度改變得快，還是質(zhì)量小的物體速度改變得快呢？”由此再次引發(fā)學(xué)生的物理思考。最后，教師就可以引入本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

（五）結(jié)合學(xué)生現(xiàn)實生活

很多教師已經(jīng)意識到物理實驗教學(xué)的重要性，并且逐漸嘗試開展。但是由于他們并沒有進行深入的研究，只是將物理教材上的實驗內(nèi)容硬搬到學(xué)生的面前，學(xué)生難以理解和掌握。而結(jié)合學(xué)生現(xiàn)實生活的物理實驗教學(xué)，往往更容易被學(xué)生接受。因此，高中物理教師可以結(jié)合學(xué)生現(xiàn)實生活開展物理實驗教學(xué)。教師需要抓住物理實驗和學(xué)生現(xiàn)實生活相結(jié)合的點，展現(xiàn)在學(xué)生的眼前。這樣不僅可以充分調(diào)動出學(xué)生積極參與到物理學(xué)習(xí)的過程中，而且還可以拉近學(xué)生與物理實驗之間的距離[6]。

比如：在學(xué)習(xí)“實驗：研究平拋運動”的時候。首先，教師可以從學(xué)生的現(xiàn)實生活入手：“同學(xué)們，你們平常有沒有玩過飛機投彈的小游戲呢？你們知道怎樣才能準確擊中目標嗎？”這時候，玩過的學(xué)生就會很積極地舉手回答問題，同時還可以幫助其他學(xué)生解決疑惑，物理課堂上的氣氛也變得非常活躍。其次，教師可以繼續(xù)向?qū)W生講解一些現(xiàn)實生活中平拋運動的例子，并且?guī)ьI(lǐng)學(xué)生一起總結(jié)這些例子的相似之處，為之后的物理學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。最后，教師就可以引入該物理實驗的學(xué)習(xí)。通過這樣結(jié)合學(xué)生現(xiàn)實生活，學(xué)生更容易進入良好的物理學(xué)習(xí)狀態(tài)中[7]。

結(jié)束語

目前，物理實驗教學(xué)的開展已經(jīng)變得尤為重要。高中物理教師更需要積極創(chuàng)新物理實驗教學(xué)，從多個方面開展有效的物理實驗教學(xué)，充分激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力，讓學(xué)生的物理學(xué)習(xí)思維變得更加活躍，最終使學(xué)生通過物理實驗教學(xué)的開展，提升物理核心素養(yǎng)。

參考文獻

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