高中物理實驗教學中有效情境的創設策略研究

陳彥雙

摘? 要：實驗教學是高中物理教學的重要組成部分，創設有效的問題情境是開展實驗教學的關鍵前提。教師需要通過問題情境的創設，使學生適應探索者的角色、真正走入實驗與學習。因此文章對創設有效情境開展實驗教學的重要性、高中物理實驗教學中有效問題情境的創設原則與策略展開了討論，以期幫助學生培養問題思維、強化學生解決問題的能力，并能夠將這種能力應用在未來的人才競爭中。

關鍵詞：高中物理;實驗教學;問題情境

創設有效的問題情境開展物理實驗是高中物理教學的組成部分，教師結合學生的認知水平創設實驗問題情境，能夠引導學生從認知結構失衡重返平衡，在喚起學生獲取新知的欲望、激發學生的學習興趣方面發揮了重要作用。

一、創設有效情境開展實驗教學的重要性

通過對大量高中生的觀察可知，他們進入高中階段后，學業難度與心理壓力陡增。在這種狀態下，學生如果還延續著做被動知識接受者的狀態，而不能擁有獲取、習得并運用知識的主體性，基本很難擁有良好的學習心態，同時也難以提升成績。因此高中物理教師應充分意識到，樹立學生的問題思維、使學生養成探究的習慣，一方面是為了實現物理課程目標，另一方面是為了促進學生身心健康發展。具體而言，創設有效情境開展實驗教學的重要性如下所述。

（一）有效激發學生的求知欲和好奇心

初入高中的學生普遍認為物理是枯燥乏味的，也是相對而言難度較大的。對此，高中物理教師要認識到，最好的課堂教學效果是學生和教師之間能夠形成有效的互動，在互動中讓學生潛移默化地接觸并了解新知識。教師可以充分利用學校提供的多媒體教學設備創設出生動的問題情境，通過各種方式展現實驗，讓學生調動五官沉浸在實驗問題中，這既有利于調動學生的學習積極性、主動性，也有利于學生保持持久的學習興趣。

事實上，教師與學生之間的交流，本就不應局限于知識的傳遞上。在課堂上，教師需要把握好交流的目的，例如，當教師以分享奇聞軼事的方式與學生溝通時，這種交流便變得更為豐富和有趣，此時教師需要注意避免無效的輸出與表達，所有溝通應圍繞著課堂主線展開。這樣學生不僅能從溝通中學到知識，還能感受到教師的熱情和關注，從而更加投入地學習。

例如，在“自由落體”這一知識點的教學過程中，教師先從生活中的實例入手，讓學生感受如蘋果從樹上落下、雨滴從天空降落等看似平常的現象，其背后卻蘊含著豐富的科學原理。教師可以引導學生觀察、回憶與討論這些現象，抓住機會鼓勵學生進行實驗和探究;可以讓學生自己設計一些小實驗，觀察不同物體下落的速度和軌跡。通過動手實驗，學生能夠更加深入地理解自由落體的概念。此外，教師還可以趁熱打鐵，引導學生思考一些更深層次的問題，如自由落體的應用、它的限制以及它對現代科技的影響等，這不僅拓寬了學生的視野，還潛移默化地激發了他們的創新思維和探索精神。

（二）幫助學生樹立科學探究的意識

以往的高中物理教學研究早已明確，高中物理學科的重要目標之一是培養學生科學的思維方式，以及掌握探究問題的方法。從日常生活中的物理現象出發，發掘問題并展開實驗是達成這一目標的基本要求。因此高中物理教師應在潛移默化中讓學生接受，其學習是一個主動發現問題并解決問題的過程。學生在教師創設的問題情境下思考、討論，發揮個人優勢，尋找解決問題的辦法，正是樹立探究思維、掌握探究方法的過程。

例如，在教學“電動勢”等相關知識點時，教師可以通過實驗的方式引導學生探索電源的奧秘。首先，教師可以準備好蓄電池、干電池、小手搖發電機等不同電源，將這些電源一一連接燈泡，并引導學生做好結果記錄，讓學生比較結果并總結規律，即不同的電源都能轉化為電能，但效果并不相同。為了探究電能效果的差異，教師可以帶領學生測量電池兩極間的電壓變化情況。通過實驗數據，學生可以了解到不同電源的電壓大小和變化規律。通過這樣的教學方式，學生不僅能夠深入理解電動勢等相關知識，還能夠提高自身的科學素養和實踐能力。

（三）活躍課堂氣氛，解放學生思想

活躍的教學氣氛不僅能帶給教師良好的表達狀態，還能為學生提供一個良好的體驗與思考環境。特別是在物理實驗課堂中，教師可以利用的器材與情境非常豐富，因此不斷創新教學方法、利用現代教學手段改善實驗教學的過程，為學生營造一個愉快且富有啟發性的學習氛圍，是高中物理教師課堂教學的應有之義。

二、高中物理實驗教學中有效問題情境的創設原則

（一）以課程目標為導向，以解決問題為目的

經驗豐富的高中物理教師會在物理實驗前進行課堂提問，因為提問是一個推動學生思考的有效方式。但問題的設置，是否有利于學生對該課程知識點的理解，是評價問題設置是否合適的重要標準。教師在設置問題時，需要充分考慮學生的實際情況，已學過的知識點與即將要學習的新知間的聯系，確保問題的針對性和有效性。同時教師還需要根據學生的回答情況及時調整問題，以更好地引導學生思考，促進學生對知識點的理解和掌握。

例如，“落體運動”這一個知識點中，有一個著名的對比實驗，即鐵片（或錢幣）與小紙片從同一高度同時下落的對比實驗。之所以大部分教師都會采用這個實驗引導學生，是因為這節課的課程目標是讓學生充分理解“物體下落快慢與所受重力無關”這一難點，學生需要跳出“物體下落快慢與重力相關”的思維定式，了解空氣阻力的影響使落體運動變得異常復雜。因此實驗教學中，問題情境設置的首要原則，是以課程目標為導向，以切實解釋生活現象為目標。

（二）以培養學生的探索思維為目標

高中階段的課程多、知識學習難度大，學習者的心理壓力也隨之變大。如果想在繁重的課業壓力下形成探索思維，就需要教師引導學生在日常學習中不斷練習，將已知與未知、舊知與新知做出聯想，建立起自己的知識結構，形成自己獨立的認知結構。這一過程中，學生會逐漸拓展認知結構，當他們感受到探究問題帶來的成就感時，就會形成自主性，逐漸擺脫被教師“推著走”的不良狀態，真正恢復學習的主體性。

（三）實驗教學中問題情境應兼顧趣味性和生活性

物理實驗教學既要解決學生在學習教材中發現的問題，也要解決學生在日常生活中遇到的問題，需要從學生的生理層面、心理層面以及社會生活層面入手，引導學生形成主體意識，使學生真正成為課堂問題的主體、課堂教學的主體。

傳統的高中物理教學強調理論的完整性、系統性，時常囿于試題，與科學技術、生活實際的聯系不甚密切，經常出現對問題的處理過于理想化、模型化的情況，諸如“看成質點的小球，輕桿，光滑水平面”等理想模型的設置，使物理教學與生活脫節，這對學生的思維鍛煉并無益處。

當前，物理知識的應用早已深入到人們生活的方方面面和社會生產的各個領域，許多內容和客觀實際與物理知識有著直接聯系。為了把枯燥的物理符號、公式與奇妙的物理現象相聯系，讓學生能形成所見所想上的聯動，就要求教師把物理問題、物理知識和生活實際緊密結合起來，彌補理論聯系實際的不足，使物理教學充滿生活情趣。

（四）實驗教學中的問題情境應環環相扣

于學生而言，高中物理學習的一大難點在于固有知識結構對問題解決的影響巨大，因此，在問題情境設置時，教師應根據學生的學習心理和知識結構，將要解決的問題設計成漸進的問題系列，為學生學習新知識提供必要的支架。

例如，在“電場”這個知識點的相關教學過程中，學生學習的主要困難在于理解電場是客觀存在的，是帶電體周圍的一種特殊物質。然而，“場”這個概念過于抽象，看不見、摸不著，卻無處不在，因此教師可以先通過可見度較大的范氏起電機，使金屬球帶電后，讓周圍一系列帶電小球產生相互作用，并讓學生間接觀察、感受場的存在，給學生足夠的感官刺激。接著，教師讓一位學生站在絕緣板上，用手觸摸范氏起電機的帶電金屬球，結果為人體帶電后，頭發豎起并散開。隨后，教師分別就金屬球、頭發的形態等展開提問，使學生相信場的存在，引導學生運用已學的庫侖定律和力的知識分析該現象。

三、高中物理實驗教學中有效問題情境的創設路徑

（一）挖掘日常生活中的物理現象創設情境

物理學與每個人的生活都有十分密切的聯系，教師在課堂上聯系生產、生活實際，或者引用學生平時關注的熱門科技話題設置問題情境，學生會感到具體、親切，有助于學生認識到物理學的現實意義，進而減少對物理學習的排斥心理。

例如，在“電阻的測量”一節中的導入實驗中，教師往往會利用多媒體展示電視機三原色（紅、綠、藍）的控制電路圖，而后向學生解釋電路中由不同阻值的電阻各司其職，從而確保電視機熒屏上出現真彩色。如果某電阻壞了或阻值變化了，電視機會出現泛紅、泛綠或泛黃的故障。學生通過回憶現實情況，進而展開討論。教師還可以在課前讓學生通過查閱資料、設計實驗等方式進行預習，通過探究式學習，學生可以更加主動地參與到學習中，提高自主學習能力和創新思維能力。

（二）結合實驗目的與實驗器材創設問題情境

高中物理實驗教學的重要目的之一就是讓學生對完整的實驗流程、常見的實驗器材以及準確的實驗步驟有所了解與掌握，為此，教師可以通過研究實驗目的與實驗器材的特殊性創造問題情境。

例如，在“電壓表、電流表”的教學中，教師可以先引導學生展開討論，如何用表頭改裝不同量程的電壓表。在學生完成獨立思考并相互交流觀點后，教師可以鼓勵學生設計一個電路，來驗證新改裝的電壓表是否準確。具體而言，教師給出器材標準電壓表一只、滑動變阻器一個、電源一個、電鍵導線若干、剛被改裝好的電壓表。當多數學生完成了自己的設計后，教師可以選取不同學生的設計畫于黑板，并請這些學生分享設計思路，接著讓其他學生共同討論這些設計的利弊。在這里，教師需要重視學生共同討論利弊的環節，因為這是讓學生在各種思考方式的交鋒中逐漸理清思路的好時機。此種教學不僅使學生獲得了親身參與研究探索的體驗，培養了他們發現問題、解決問題的能力，還為課下廣泛開展研究性學習奠定了基礎。

（三）再現舊知識、引出新問題創設實驗情境

教師帶領學生復習舊知識，設置專門的情境，由舊知識的拓展引出新問題，進而引導學生建立起新舊知識間的聯系，能為學生形成完整、清晰的知識架構奠定良好的基礎。

例如，在教授《光的折射》一課時，教師可以先引導學生回憶以前學過的光的反射相關知識，然后通過實驗展示光的折射現象，讓學生觀察并思考折射與反射的不同之處;在教授“楞次定律”時，教師通過實驗，將法拉第電磁感應定律、閉合電路的歐姆定律等聯系起來。通過這種情境的創設，學生能夠更好地理解新舊知識之間的聯系與差異，形成完整的知識體系，并在搭建知識體系的過程中收獲學習的成就感。

（四）利用習題中的題目模型創設問題情境

習題教學是高中物理教學過程中不容忽略的一部分，在參與習題教學時，一部分學生往往逆反情緒較嚴重，還有一部分學生容易陷入麻木的解題行為中，缺少主動思考的習慣。此時，教師需要提前仔細研究題目，根據題目中的理論原型創設情境，指導學生逐步分析;同時教師要注意，挑選的原型題難度需適中，要求學生通過變化模型盡可能產生更多的新問題。

四、結語

綜上所述，高中物理實驗教學中，實驗情境的創設方式并無定法。物理教師應正確理解物理情境的真諦，注重實驗教學的實際意義和效果，以提高學生的物理實驗能力和科學素養為目標，引導學生逐步形成正確的物理思維方法和學習習慣，幫助學生學好物理這門自然科學的基礎課程，為學生日后的全方位發展打下堅實的基礎。

參考文獻：

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（責任編輯：向志莉）