巧設物理實驗,提高高中物理教學實效

沈建剛

【關鍵詞】高中物理;物理實驗;教學方法

高中物理是難度較大的一門學科，這門學科對學生的邏輯思維能力、計算能力和空間想象能力都具有較高的要求，同時還要求學生對物理實驗具備一定的動手操作能力和想象力.在實際教學中，物理實驗具有重要的教學意義，它可以幫助學生更加深刻地理解物理理論知識.物理實驗教學對教師教學能力的要求也相對較高，教師應積極發揮個人的物理素養，引導學生的實驗操作步驟，幫助學生解決實驗中遇到的問題.同時教師還要不斷地進行自我學習，虛心聽取專業試驗人員的建議，確保物理實驗教學的教育意義和實效性.

1 當下物理實驗教學存在的問題

高中學科的教學壓力十分繁重，受到教學任務的影響，很多學校在實驗操作方面存在很多的不足之處.

1.1 學校和教師對物理實驗的重視程度不夠

在應試教育的影響下，社會對于學生成績的關注度遠遠高于素質教育，以成績論英雄的高中教學中，被教學任務束縛，這樣的壓力充斥著學校教學的各個環節.首先，當前多媒體實驗視頻層出不窮，很多學校僅向學生播放視頻，并沒有安排物理實驗實操，學校對于物理實驗教學不夠重視，直接影響實驗的教學實效性;其次，物理實驗的教學準備時間較長，無疑增加了教師的教學壓力，對物理教師來說具有一定挑戰性.此外教師的實驗教學能力參差不齊，相同的實驗，不同的教師教學效果大相徑庭，與播放多媒體實驗視頻相比，存在一定的偶然性，如果操作不當，不但影響教學效果，耽誤教學進度，嚴重時還有可能造成安全事故.多方面的因素導致學校和教師對于實驗教學積極性不高，而將更多的時間用在課堂教學和測驗考試上.

1.2 學生對于物理實驗的態度褒貶不一

很多學生受到學校和教師的態度影響，認為物理實驗是效率較低的學習過程，從準備實驗到操作實驗，從觀察實驗到寫實驗報告，會占用學生大量的時間，很多學生認為這些時間可以背更多的單詞、記更多的公式、做更多的題，甚至認為物理實驗課在浪費時間，從而對實驗操作提不起興趣.而還有一小部分學生，學習的積極性不高，對于物理實驗課充滿了游戲心理，十分渴望做實驗，但他們并不能將注意力全部放在實驗原理上，多以游戲行為為主，這樣的物理實驗教學并不能幫助他們，實效性不明顯.

2 巧設物理實驗，創新實驗設計

2.1 創設趣味情境，培養學生物理學習興趣

受到傳統教學方式的影響，目前很多課堂仍然側重于向學生灌輸知識，在學習的過程中，教師更加適應于主導課堂，而學生對知識的探究過程少之又少，在課堂上缺乏主體地位，導致學生對知識的吸收和運用能力也十分有限.長此以往，學生容易在物理學習過程中喪失信心，失去對物理學科的樂趣.要改變這一教學模式，就需要教師從根本上改變教學模式，由傳統的教師為主體的課堂逐步向以學生為主體轉變，積極引導學生在學習過程中探究和發現問題，教師可以通過引導學生自主設置趣味小實驗，幫助學生更加深入地理解知識，充分調動起學生的積極性，幫助學生建立適用于自己的物理學習方式.

例如 在關于靜電場的課堂引入環節中，教師可以從生活中有趣的實例引入與電相關的知識“高壓電線桿下為什么人類不能靠近，但鳥類落到電線上卻不觸電呢？ ”通過引入案例，引導學生展開思考和討論，最后引出本節課的電流和電壓的知識點.通過這種創設情境的方法，可以幫助學生更快地進行知識遷移，充分調動了學生的好奇心和積極性，體現了學生的主體地位，激發學生對物理的學習興趣.此外，與電相關的知識在初中階段有所涉獵，教師應在追求趣味性的同時，避免與初中知識重復，要對這部分知識進行深入講解，打開學生的思維寬度，并給學生創造探究和討論的空間，讓學生在相互交流過程中鍛煉邏輯思維能力，這種能力是學習物理的必需.

2.2 示范實驗教學，提高課堂實驗教學效率

高中物理的實驗部分是教學的重點，但很多學校因多種因素不能有效地開展物理實驗教學，學生只能通過文字描述或圖片來了解實驗過程和實驗原理，這對學生的物理學習是十分不利的.合理開展物理實驗，能夠幫助學生更加直觀地感受物理概念，將書本上的文字知識轉化為實際操作，讓學生更加生動具體地學習物理知識，學生的動手操作能力、觀察能力、交流能力和邏輯分析能力都會有所提高.但在實際操作中，由于學生的實踐經驗較少，且受時間和精力的限制，大多數學生都不能將精力投入到較為耗時的實驗當中，所以物理教師更適合采用示范實驗教學，即將實驗帶進教室，學生觀摩教師操作，這樣即節省了學生的時間，又讓實驗發揮了教育意義，幫助學生更加直觀地理解物理實驗原理，從而更加深刻地理解知識.

例如 在學習“重力加速度”時，涉及打點計時器的實驗，這一實驗的偶然性極大，對操作的細節要求較高，為了節約學生的時間，教師可以將實驗儀器帶到教室中，為學生進行示范實驗，必要時可邀請幾名學生在老師的指導下完成實驗.此外，在教材中涉及很多條件苛刻的實驗，例如天體運動、布朗運動等，這類實驗就需要教師通過播放實驗視頻實現了.通過實際演示和視頻演示，能夠幫助學生將復雜的知識簡單化，抽象的知識具體化，切實提高教學效率.

在教師實驗操作中，并不限于教材中的實驗，必要時可以帶領學生進行其他趣味實驗，例如，氣壓實驗和空氣炮實驗等，意在增強物理學科的趣味性，提高學生的學習興趣.

2.3 自主設計實驗，培養學生科學思想精神

學生作為課堂的主體，為了幫助學生更加具體地理解相關知識，一些操作難度不高的物理實驗，還是需要學生親手操作的.學生的創造能力較強，教師在指導學生實驗時，要給學生提供一定的創造空間，鼓勵學生自主設計實驗，學生在設計實驗的過程中，能夠主動思考物理學知識，這對學生的思維邏輯有極大的促進作用.但因為學生掌握的物理學知識尚淺，在設計實驗時可能會出現各種問題，這時教師要積極為學生糾正思路，引導學生完成實驗.

例如 在學習圓周運動時，教師可準備不同長度的繩子和不同質量的小球，鼓勵學生自己設計實驗，感受圓周運動的半徑和物體質量之間存在怎樣的關系，水平圓周運動與垂直圓周運動之間存在怎樣的差別，等等.鼓勵學生分組設計實驗，完成從實驗到思考再到總結的過程，通過學生的切實感受，能夠充分理解圓周運動的規律所在，同時總結出重力對圓周運動的影響.

又如，勻變速直線運動的實驗也適合學生自主設計，教師在為學生準備小車、木板等相關實驗器材后，對實驗過程進行簡單講解，然后放手讓學生自主設計實驗，通過繪出的時間速度相關圖象，分析勻變速直線運動的變化規律，并鼓勵學生在課堂上與其他同學分享.這種教學方式與教師在課堂上灌輸計算公式相比，更容易讓學生接受，能夠幫助學生更加深刻地理解知識點.

2.4 融入課外教學，豐富物理實驗形式

豐富高中學生物理實驗的多樣性，能夠增強學生的動手實驗能力和探究能力，鍛煉學生發現問題和解決問題的思維.此外，豐富課外實驗能夠拓寬學生的知識面，提高學生的學習興趣和自信心，可謂一舉多得.所以教師除了在課上引導學生做物理實驗，還要適當為學生提供課外實驗思路，拓寬學生的思維.

例如 教師可引導學生在家做關于水果電池的實驗，同時要求學生總結出不同的水果導電性有什么不同？ 導電性強弱與水果的什么因素相關？ 水果內發生了怎樣的變化？ 水果內的導電原理是怎樣的？ 還可以引導學生做“雙手捏一個雞蛋，和單手捏兩個雞蛋”的實驗，引導學生體驗接觸面大小與壓強大小之間的關系，鼓勵學生將總結出的規律在課堂上分享，不同的實驗小組之間還可以提出異議，在班級內營造出敢于質疑、積極討論的氣氛，讓學生在質疑和交流的氛圍中鍛煉邏輯思維，提高物理學習能力.

物理學科的理論性和邏輯性，決定了物理實驗的多樣性，高中物理教師應在物理實驗教學方面積極豐富物理實驗形式，采用多樣性的實驗教學方式提高學生的物理素養.一方面采用課內與課外結合的方式，在課上對學生進行充分引導，同時還要給學生留下一些懸念，鼓勵學生在課外積極討論交流，得出正確結論，善于運用舉一反三的方法，引導學生利用家中的物品替代實驗室器材，可能會得到意想不到的效果.另一方面教師還要注重教學方式的多樣性，除上文提到的教師示范實驗、學生親自動手操作、多媒體展示實驗，教師還可以將微課引入物理實驗教學中，將難度較高的實驗制作成微課小視頻，分享至學生的學習終端，鼓勵學生利用碎片時間反復觀看，這樣不僅能夠實現隨時隨地學習，還能提高學生的學習效率，方便在課堂上理解不夠透徹的學生及時復習，隨時提問.在條件允許的情況下，教師還可帶領學生走進當地的科技館等科教類場所，利用場館內的大型實驗設施演示實驗現象，解釋實驗原理，幫助學生更加深刻地理解實驗.

2.5 創新實驗步驟，提高科學研究意識

學生實驗過程的本質與科學探究的本質大致相同，創新和完善學生實驗步驟，能夠幫助學生體會從發現問題到解決問題的全過程，增強學生的科學探究意識.

（1）提出問題.這一步驟能夠促進學生仔細觀察生活，善于發現生活中各種各樣的現象，從而產生探究的熱情.例如學生知道光是沿直線傳播的，但光在經過不同介質時會發生折射，光的折射程度與什么相關呢？ 進而開展后續步驟，這是實驗探究的基礎.

（2）提出猜想.通過仔細思考，學生會提出很多的猜想：光的折射程度與顏色相關嗎？ 在提出問題后，學生會根據這一猜想進行實驗.

（3）開展實驗.以提出的猜想為依據，采用控制變量等方法，開展對照實驗.

（4）實驗總結.根據實驗過程中得到的多組數據，通過學生多種計算思路，最終得到不同顏色光的折射率，最后得出實驗結論.

（5）實驗反思.在實驗結束后，教師要引導學生對自己操作的實驗進行反思，總結實驗中存在的優點和不足，將積累的經驗充分運用到下一次實驗中，從而不斷提高學生的實驗水平和科學探究意識.

學生要在教師的幫助下不斷夯實以上五步的實驗模式，建立完整的物理實驗邏輯思維，進而提高物理素養，形成嚴謹的科學態度.

3 結語

綜上所述，高中物理實驗是高中物理教學的一部分，通過創新科學探究實驗，不斷夯實實驗能力和實驗思維，能夠大幅提升物理教學實效.教師應立足于創新實驗教學，不斷優化教學形式，借助實驗的力量實現物理課堂的實效性，實現學科育人價值.