提高高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的方法

摘 要： 高中物理實(shí)驗(yàn)及其教學(xué)是物理課程和物理教學(xué)的一個(gè)重要組成部分，它既是物理教學(xué)的重要基礎(chǔ)，又是物理教學(xué)的重要內(nèi)容、方法和手段，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的教育中具有特殊的地位和全方位的功能。新課程改革以來，關(guān)于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有很多的研究，作者從近幾年的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，結(jié)合高中教材，介紹了提高高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的方法。

關(guān)鍵詞： 物理實(shí)驗(yàn) 有效教學(xué) 教學(xué)方法

從伽利略首創(chuàng)實(shí)驗(yàn)、物理思維和數(shù)學(xué)演繹三者巧妙結(jié)合開始，物理學(xué)才真正從古代與中世紀(jì)的自然哲學(xué)中脫離出來，逐步過渡到經(jīng)典物理學(xué)，并引領(lǐng)著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，使人類的生產(chǎn)和生活在幾百年的時(shí)間里取得了其他生物數(shù)百萬年的進(jìn)化成果。從物理學(xué)的發(fā)展過程來看，物理學(xué)中的每一個(gè)概念、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和建立大都依賴于實(shí)驗(yàn)，如胡克定律、光的反射定律、阿基米德原理、焦耳定律等。在中學(xué)物理教學(xué)中，物理概念的建立，規(guī)律發(fā)現(xiàn)，以及物理理論提出等，都離不開物理實(shí)驗(yàn)。

物理實(shí)驗(yàn)不僅是物理發(fā)生和發(fā)展的科學(xué)基礎(chǔ)，而且是物理教學(xué)的基礎(chǔ)。因而，必須重視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用，優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更好地服務(wù)于理論教學(xué)，適當(dāng)運(yùn)用切合學(xué)生實(shí)際、行之有效、能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、有利于培養(yǎng)學(xué)生能力和素質(zhì)的教學(xué)方法。

一、更新教學(xué)觀念，改變學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)方式。

在物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中，經(jīng)常可看到一些見怪不怪的現(xiàn)象：學(xué)生通過媒體看實(shí)驗(yàn)而被稱為“現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用”；學(xué)生按照教師規(guī)定的程序進(jìn)行操作，而不需要考慮為什么要這樣做，在做實(shí)驗(yàn)的過程中又會(huì)存在什么問題；學(xué)生用筆“做”實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)在“應(yīng)試”的泥潭里越陷越深……

教師能否通過更新自己的教學(xué)觀念，轉(zhuǎn)變陳舊的教學(xué)方式，促進(jìn)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方式的改變，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)走出困境呢？

（一）學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)的改變

實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)是學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的靈魂。課程方案將“知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀”三方面整合起來，作為各學(xué)科課程目標(biāo)的共同框架，體現(xiàn)了新課程的價(jià)值追求，從以知識為本位轉(zhuǎn)向以學(xué)生發(fā)展為本位，充分挖掘物理實(shí)驗(yàn)的教育功能，研究制定高中階段各個(gè)物理實(shí)驗(yàn)具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)，使之成為實(shí)現(xiàn)知識、能力、態(tài)度有機(jī)整合的載體，并進(jìn)一步確定高中物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的總體目標(biāo)，為物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)指明方向。

（二）學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變

在物理實(shí)驗(yàn)中，學(xué)習(xí)方式應(yīng)該多樣化。讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的主人，教師成為學(xué)生實(shí)驗(yàn)的組織者和合作者，關(guān)注學(xué)生的親身感悟與體驗(yàn)。基于不同的學(xué)生對象和實(shí)驗(yàn)環(huán)境，這些形式可以自由選擇、各有側(cè)重。

1.自主活動(dòng)。學(xué)生通過自覺地參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，確定實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，制訂實(shí)驗(yàn)方案，選擇實(shí)驗(yàn)方法，監(jiān)控實(shí)驗(yàn)過程，評價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。例如：高一必修1第一章第一節(jié)《探究自由落體運(yùn)動(dòng)》，這一內(nèi)容較為簡單，但對學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和日常生活經(jīng)驗(yàn)提出了挑戰(zhàn)，是對學(xué)生頭腦中錯(cuò)誤概念的徹底推翻，也是激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的手段。因此，最好由學(xué)生自己來完成這一過程。可要求學(xué)生兩人一組，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、選擇實(shí)驗(yàn)器材、設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)步驟、做好實(shí)驗(yàn)記錄、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論。教師提供如下幫助：提示方案設(shè)計(jì)、提供器材、進(jìn)行質(zhì)疑、點(diǎn)撥思維。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中扮演的是主角，以實(shí)踐者、研究者的身份積極參與。學(xué)生通過自主參與活動(dòng)，從實(shí)驗(yàn)中尋找論據(jù)，明確地認(rèn)識到，日常見到的所謂“重的物體下落快，輕的物體下落慢”的現(xiàn)象，是因?yàn)橄侣湮矬w受空氣阻力。讓學(xué)生經(jīng)歷從生活實(shí)際出發(fā)探究物理規(guī)律的過程，培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中觀察問題、解決問題的能力。

2.合作學(xué)習(xí)。合作與交流是一種高效的學(xué)習(xí)方式。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中采用小組合作的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生在合作交流中獲得知識，加深理解，提高能力，增長才干，形成團(tuán)隊(duì)合作意識，這對學(xué)生的發(fā)展會(huì)產(chǎn)生積極的促進(jìn)作用。例如：高一必修2第一章第四節(jié)《平拋物體的運(yùn)動(dòng)》，要求學(xué)生畫出平拋物體運(yùn)動(dòng)的軌跡。這一過程較復(fù)雜，可要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中充分合作。學(xué)生通過合作完整地描繪出運(yùn)動(dòng)的軌跡，獲得成功的喜悅。

3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是對高中物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)能力的較高要求，是對學(xué)生操作技能和思維品質(zhì)的綜合檢測，是有效的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方式之一。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是情景新、方法活，具有開放性，要求學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理有透徹的理解，對實(shí)驗(yàn)器材有所取舍和組合，能根據(jù)設(shè)計(jì)的要求和條件，進(jìn)行分析和判斷，制定實(shí)驗(yàn)的方案，通過實(shí)驗(yàn)全過程的描述和具體步驟的實(shí)施，得出有關(guān)的結(jié)論并做出必要的說明。高一必修2第二章課本習(xí)題中，有一題關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析題：“一輛汽車在寬闊的道路上行駛，前面突然出現(xiàn)寬度很大的障礙物，為避免相撞，試問該車選擇剎車滑行好，還是轉(zhuǎn)彎好？”在教學(xué)中，我引導(dǎo)學(xué)生通過簡單計(jì)算，得到這樣一個(gè)結(jié)論：汽車速度V一定時(shí)采用剎車方法滑行距離短，因而采用剎車方式較好。當(dāng)我沾沾自喜，看著學(xué)生恍然大悟的樣子要轉(zhuǎn)入下一題時(shí)，有的學(xué)生舉手問：“那這樣說我們用不著剎車了？”“為什么不一邊剎車一邊轉(zhuǎn)彎？”……對這些問題，我一下子也無法解釋清楚，正想說“這個(gè)問題我們以后再討論”，突然瞥見課表上下午有一節(jié)活動(dòng)課，心生一計(jì)：“同學(xué)們，要不下午活動(dòng)課我們?nèi)ゲ賵鲈囋嚕俊睂W(xué)生熱情高漲，又有學(xué)生說：“可我們沒有汽車也不會(huì)開啊。”“沒關(guān)系，我們有自行車嘛！”……我心里也沒底，但不試試又怎么知道效果呢？

我的擔(dān)心是多余的，操場上，學(xué)生已自行做起了試驗(yàn)：有的喊口令，有的做剎車動(dòng)作，有的做轉(zhuǎn)彎動(dòng)作，有的一邊剎車一邊轉(zhuǎn)彎，有的記錄各種情況下自行車的起點(diǎn)和終點(diǎn)……忙得不亦樂乎。結(jié)果這個(gè)由學(xué)生自行設(shè)計(jì)并完成的實(shí)驗(yàn)取得了很好的效果，學(xué)生得出了各種各樣還有待討論的問題，產(chǎn)生了濃厚的學(xué)習(xí)的興趣。

二、突出物理探究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力。

課程方案提出必須倡導(dǎo)物理學(xué)習(xí)的自主性、探究性、合作性，讓學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)，體驗(yàn)和感悟科學(xué)探究的過程和方法，激發(fā)他們持久的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。學(xué)生實(shí)驗(yàn)是學(xué)生自主探究、獲取與應(yīng)用知識、提高科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)能力的重要途徑。如測當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋虒W(xué)時(shí)啟迪學(xué)生檢索所學(xué)知識中與重力加速度有關(guān)的內(nèi)容，并利用它們自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果設(shè)計(jì)出各種各樣的方案，有測物體的質(zhì)量和重力法、自由落體法、平拋運(yùn)動(dòng)法、水龍頭滴水法等，且同一實(shí)驗(yàn)也有不同的設(shè)計(jì)思想和方案可以比較不同的方案從而選擇最佳的一種。這樣能促使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理有較深的理解，調(diào)動(dòng)學(xué)生創(chuàng)造積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。