新課程背景下物理實驗教學設計策略

袁平

【摘 要】 新課程的改革和實施，對高中物理的實驗教學有了新的期許，這使得傳統(tǒng)的實驗模式已不再適應當今新課程改革的發(fā)展，而是要利用一定的方式、方法，創(chuàng)新設計實驗課堂，以優(yōu)化課堂質(zhì)量.本文主要講解了在高中物理實驗教學時，以布設情境、變演示為自主探索、改進既有實驗流程、適度提供錯誤示例、捕捉生活現(xiàn)象、開展課外實驗等創(chuàng)新設計方式、方法，來提升高中物理實驗課堂的整體效率，促進新課程改革的發(fā)展.

【關鍵詞】 高中物理;實驗教學;新課程創(chuàng)新

物理作為自然科學類一門重要的學科，具有很強的科學研究性和實用性，因而，實驗部分的教學在整個學科領域占有舉足輕重的地位.物理實驗的創(chuàng)新設計不僅有助于高中生加深對理論知識的理解，更是科學思想和實操技能鍛煉的有效途徑.接下來，我將結合自己多年的物理實驗教學經(jīng)驗，在自主設計實驗方案、提升參與度、激活潛能、提升鑒別、解決具體問題、拓展學科視野等方面，分享幾點新課程背景下，自己在物理創(chuàng)新實驗教學設計方面的心得.

1 布設情境，嘗試設計實驗方案

物理新課標要求將物理實驗教學擺在物理教學的重要位置，而教師對實驗教學的重視程度，不單單體現(xiàn)在實驗布置的數(shù)量上，更重要的是實驗情境的布設方面要力求做到創(chuàng)新，有意識地引導學生自主探究，嘗試自主設計實驗方案，以培養(yǎng)高中生自主分析問題、解決問題的能力.高中生能夠自主設計實驗方案，建立在靈活掌握所需物理理論知識的基礎上，加之一定的方法與經(jīng)驗，更能激發(fā)高中生探究學習的興致.

例如 在教學“測繪小燈泡的伏安特性曲線”這節(jié)實驗課時，按照要求應該使用分壓式、外接法的原理圖來連接實物圖，而有的學生提出能不能使用限流式來連接呢？針對該疑問，我并未馬上給出答復，而是通過實驗情境的重新布置，讓學生們自主去進行探索.于是，便有一部分學生繼續(xù)使用分壓式做實驗，另有一部分學生改用限流式做實驗.但是等到對實驗數(shù)據(jù)做處理時，那些使用限流式連接的同學便遭遇了阻礙，由于點的不足，致使無法準確連圖，最終導致實驗結果誤差太大而實驗失敗，于是，學生們通過自己的努力和嘗試設計實驗方案，了解到只能使用分壓式接法.應用同樣的方法，學生們也確定了本實驗需要使用外接法進行操作.

可見，實踐證明，學生們在進行了多次嘗試性操作后，便能找到某實驗最優(yōu)的實驗方案，以后再遇到類似問題，便能一眼看出其中方案的不妥之處，對于提升高中生的探究和實驗能力都具有明顯的促進作用.因此，在實際實驗教學中，物理老師要巧妙布設情境，引導高中生自主探究、嘗試設計實驗方案，以期提升高中生的實驗設計和操作能力，提高物理實驗課堂的教學成果.

2 變演示為自主探索，提升參與度

新課改的實施使得學生和教師的課堂地位發(fā)生了翻天覆地的變化，物理實驗課堂也隨之改變，課堂上不再是以老師演示為主，學生主要負責觀察，而是變?yōu)閷W生為主體，人人都能參與的實驗課堂.當然，因為有的學校條件有限，不能夠滿足每個人都能做一臺實驗的要求，這就要求物理老師根據(jù)實際情況，利用分組等方式來讓更多的學生參與進來，人人都能夠自主探索、自主研究，有效提升實驗課堂的積極氛圍.

例如 在設計“楞次定律——感應電流的方向”這個實驗時，課本中安排的是進行演示操作，大部分老師也的確是按照課本中所列的步驟和流程進行演示操作實驗的，但是這樣導致的教學成果卻往往不盡如人意，學生對于實驗要求的關于該定律的認識和理解也是差強人意.這是由于一味循規(guī)蹈矩地按照教材去教學，雖然看起來相對直觀且清晰，但是學生們并沒有真實地參與其中，缺乏自主探索和發(fā)現(xiàn)的經(jīng)歷，導致他們學習的熱情不夠濃烈，對定律的理解和記憶也就沒有那么深刻.因而，我為了能夠迅速點燃高中生對實驗的激情，并且持續(xù)激發(fā)其對實驗探究的積極性，我把學生分成若干小組，讓他們以小組的形式自主進行實驗操作、觀測實驗過程，交流和討論實驗過程、結果，很快就得出了感應電流與原磁場方向、磁鐵運動方向的關系.

可見，把老師演示轉化為學生自主探索、自主操作的實驗，大大提升了學生對于實驗課堂的參與度，這樣學生自己探究得到的結果，他們的認識和理解也將更加深刻.因此，實際教學中，物理老師應該在條件充足的情況下，盡可能多地讓學生自主操作和探究，以提升其課堂積極性，有效提高課堂效率.

3 改進既有實驗流程，激活潛能

高中學生正值青少年時期，他們往往精力充沛、熱愛自由、喜歡彰顯個性，但是以往的高中物理實驗課堂設計往往是按部就班，這樣的課堂沒有展示出與高中生的年齡相匹配的個性，學生們常常消極怠課，課堂效率也是可見一斑.因而，為了扭轉這種課堂定勢，物理教師可以嘗試對實驗既有的流程進行改變，以此來激活高中生的學習熱情，刺激他們的潛能，有效活躍實驗課堂氣氛，提升實驗課堂學習效率.

例如 在研究“探究功與物理速度變化的關系”這個實驗時，要求高中生通過本實驗明確力對物體做的功與物體速度變化的關系，該實驗的主要目的是為下節(jié)課學習動能定理做鋪墊，所以要求學生們要深刻理解，為后續(xù)的學習所準備.而傳統(tǒng)的實驗模式，使得學生機械地為完成實驗而實驗，并沒有深入思考其中的關系或者影響實驗結果的因素.因此，在首先按照課本所展示的實驗步驟操作后，我并沒有就此結束本實驗的教學，而是要求學生仔細考慮一下，看看本實驗的實驗材料是否充分、足夠表明實驗結果，亦或者是實驗的過程有什么可以改善的方面？學生們的學習熱情迅速被點燃，探究學習的欲望也是空前高漲，很快就有人想到要用光滑的鋼板代替原實驗中的木板，用滑塊頂替原實驗中的小車，以此來減少該實驗中的摩擦力的影響.

可見，適當?shù)馗倪M既有實驗流程，不僅可以豐富實驗課堂內(nèi)容，還能有效激活學生的潛能，提升物理實驗課堂的整體效率.因此，在物理實驗課堂設計時，物理老師要靈活變通，不要讓學生被既定的實驗流程所束縛，要讓他們的潛能盡可能多地得到釋放，以此來活躍物理課堂氛圍，優(yōu)化物理實驗課堂質(zhì)量.

4 適度提供錯誤示例，比較鑒別

眾所周知，傳統(tǒng)的實驗模式即教師按照特定的實驗模式向?qū)W生演示操作，學生被動接受實驗的結果，在整個過程中，學生很少去主動思考實驗的操作是否合理或者規(guī)范，學生們也失去了甄別對錯的能力.因此，在實驗教學創(chuàng)新設計時，教師不妨適度提供一些錯誤示例，讓學生主動思考，比較鑒別，提升鑒別能力和糾錯能力，提升對物理知識的熟練應用和實驗的靈活操作能力.

圖2

例如 在教學“用打點計時器研究自由落體運動”這個實驗時，在實驗開始之前，我先將本實驗的實驗流程、所涉及的實驗原理以及實驗過程中應該注意的問題先進行了簡單的介紹，讓學生先心中有數(shù)，接著我便選擇了幾個有代表性的錯誤來進行示范.譬如，我故意沒有對木板進行墊高操作，亦或者直接給它墊一個很高的角度，又或者故意將小車放置在距離打點計時器較遠的一個距離……然后暗示學生有操作錯誤的地方，讓學生們自己比較和鑒別，并且主動探究錯誤發(fā)生的原因以及其對實驗結果產(chǎn)生的影響，并且明確正確的操作該是如何，以后再發(fā)生同類錯誤，便能迅速甄別.

其實，這種適度提供錯誤示例的創(chuàng)新實驗教學方式，不僅可以使實驗課堂更具探究性，還能有效降低高中生在實驗中錯誤的發(fā)生概率，提升高中生的判斷能力和對物理知識的靈活運用，大大提升了物理實驗課堂的效率.

5 捕捉生活現(xiàn)象，解決具體問題

很多高中生反映高中物理難學，這是由于高中物理對邏輯思維的要求比較高，無論是力學方面的實驗還是有關電學的實驗，無一不是要求學生擁有相當縝密的邏輯思維，但是高中生缺乏對生活中普遍存在的有關物理現(xiàn)象進行聯(lián)系和思考，從而錯過了有益于對高中物理知識的深化理解.因此，在創(chuàng)新實驗教學設計時，物理老師可以捕捉生活現(xiàn)象，強化學生類比思考，深化對物理知識的理解，用所掌握的知識解決實際問題.

例如 還是在學習“探究功與物理速度變化的關系”這個實驗時，我們都知道實驗中的小車在力的作用下產(chǎn)生運動，在它運動的過程中會受到它與木板間的摩擦力的影響，這便直接使實驗的結果產(chǎn)生一定的誤差.對于相當一部分學生來說，他們對該摩擦產(chǎn)生的阻力的認識是一知半解的，并不認為它的存在對實驗有什么影響.我為了幫助這部分學生加深對此的理解和認識，專門聯(lián)系了一些我們實際生活中常見的有關的現(xiàn)象，比方說平時干燥的地面我們走在上面很安全，而在地面結冰或者被大雪覆蓋后就變得很滑;我們騎自行車在平坦的馬上騎行時和在泥濘的路面上騎行時，感覺是不一樣的，明顯在泥濘的路面騎行會費力很多……這些都是生活中有關摩擦阻力的案例.通過類比研究，學生們很快也就明白了做實驗時要將木板墊高一個角度用來抵消摩擦力的原因.

可見，通過捕捉生活現(xiàn)象來輔助學生理解實驗原理和過程，是一件一舉多得的事情，一方面可以激發(fā)學生對于物理知識的探究興趣，另一方面可以在物理知識和實際生活現(xiàn)象間筑起一道橋梁，方便學生利用生活現(xiàn)象來理解物理知識，反過來也可以用所學到的物理知識解決具體問題.

6 開展課外實驗，拓展學科視野

開展課外實驗，對于長時間被困于課堂之上的高中生來說，是一個美好的所在，既不停止功課的學習，還能釋放和緩解長期緊繃的心弦.其實，物理教材中囊括了不少有關的課外小實驗，但是拘泥于應試教育的浸染，很多物理老師并沒有對此給予應有的重視，更有甚者，直接將這一部分內(nèi)容忽視掉，這實在是不利于高中生身心的健康發(fā)展，也使得他們的眼界也變得狹窄.因此，在創(chuàng)新實驗教學設計課堂中，物理教師應該積極開展課外實驗.

例如 在教學進度到達“反沖現(xiàn)象”這個課外實驗時，我就沒有直接略過或者三言兩語就帶過，而是實打?qū)嵉亟M織學生把這個實驗開展起來，我讓學生提前在課下的時候就做好準備，利用反沖的原理自己設計一些小實驗，等到開始上課的時候就可以直接在課堂上演示，和全班學生交流分享自己的心得和經(jīng)驗.學生們都熱情參與，課下都進行了積極的準備.在課上演示的時候，我發(fā)現(xiàn)他們首先在實驗材料的選擇上就別出心裁，五花八門.有的學生選擇氣球為主要實驗材料、有的學生選擇易拉罐為主要實驗材料，還有的學生選擇眼藥水瓶.他們在實驗流程的設計上也是亮點頻出，設計思路嚴謹，這堂實驗課也在一片驚喜中完成.

7 結語

策略化進行物理實驗教學的創(chuàng)新設計，不僅有益于物理新課程改革的發(fā)展和推進，還是有效提升高中生實驗和探究能力的有效途徑.因而，物理教師在實際的實驗教學中要積極鉆研、不斷探索，不斷創(chuàng)新和改進實驗方式、方法，合理設計和優(yōu)化物理實驗課堂，將發(fā)展和培養(yǎng)高中生創(chuàng)新和實踐能力，以及科學的探索精神而貢獻一份力量，有效建設高效有質(zhì)量的物理實驗課堂.

參考文獻：

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