有效物理實驗促進學生思維提高科學素養

徐海波

物理學屬于基礎自然科學，高中學生學習甚至研究物理，必須依托一定的實驗，形成比較理想的思維過程和方法。教學實踐告訴我們：學生探求物理知識能力的高低一定意義上取決于物理實驗的理想與否。如何提高學生實驗的有效性？筆者以為需遵循以下三個方面的原則。

一、實驗內容的生活性原則

2013年江蘇省高考物理試卷總體來說延續了近幾年的出卷風格，其題目貼近生活，考查題的背景也都來自生活，這給我們的啟示是研究物理的主要途徑——實驗，也必須緊扣學生生活。物理學是基礎自然科學，研究物理就必須努力促使學生形成這樣的理念：物理來自生活，又服務于生活。這也必須使得我們的物理實驗題型不能完全就是書本原型，應當對書本原型做出適當的改編，使其與學生的生活更為接近，或者就是學生生活的原型。這樣的實驗學生做起來興趣濃厚，也比較容易促使學生進行優質高效的思維。因此，平時學生物理實驗的預設，筆者力求做到與學生生活經驗相聯系。譬如讓學生學習《磁場》時，筆者就讓學生聯系自己在校學習的生活實際，操作一些相當簡單的實驗，從簡單的生活實驗中感知比較深刻的道理。學生在校就餐時，用的是就餐卡，那卡一刷，十分方便地打走了飯菜，那是多方便的事。買生活用品，在學校周圍的銀行柜員機上，卡一插，密碼一輸，按一下需取款的數字，錢就取了出來，這些都與卡上的小小的磁塊有著比較大的關系。由此，學生便從多個方面產生了研究磁學的興趣。

二、實驗過程的創新性原則

分析這幾年的高考題，不難發現試卷總體而言是比較穩定的。但也必須看到其考查點有所創新，就拿實驗題來說，有相當多的實驗考題都不是書本中的原型了，而是經過了一定的改編的。這就給物理教學提出了一個方向性的問題，那就是物理實驗也必須有一定的創新。一些學校大力推進信息技術在教學過程中的運用，高標準建設物理實驗室，十分利于物理實驗的創新。譬如教學《摩擦力》時，摩擦力是高中物理最重要的概念之一，普通高中課程標準對學生學習摩擦力所提出的具體要求是：通過實驗認識滑動摩擦、靜摩擦的規律，并能用動摩擦因素計算摩擦力。傳統的實驗方法是用彈簧秤水平拉一個放在水平固定長木板上的木塊，讓學生由此認識摩擦力，雖然這樣的方式也能獲取一定的研究效果，但由于實驗材料比較粗糙，學生也不太容易看清楚數據的變化。所以，為了提高學生的創新水平和能力，實驗時將彈簧秤改為力傳感器，這樣學生實驗時，將力傳感器固定起來，而感知力的一端則通過細繩與木塊連接，在外力作用下，不同時刻的拉力便清晰地反映出比較準確的相對應的摩擦力。這個時候學生便能很快地得出這樣的結論：靜摩擦力隨拉力的增大而增大，而滑動摩擦力與外界拉力則無關，且滑動摩擦力小于最大靜摩擦力。應當說這樣的帶有一定創造意識的實驗，既能使學生增強探究的意識，又能在一定程度上提高學生的創造精神和能力。

三、實驗方法的靈活性原則

每年高考，題目構思都比較靈活且不落俗套，能力傾向也十分明顯，尤其比較重視考查學生對物理概念和規律本質的掌握程度和應用能力。從這個意義上講，實驗教學中，實驗方法的靈活性還是相當重要的。實驗方法的靈活性主要體現在這樣的幾個方面，首先體現在實驗時空的靈活上，平時物理實驗我們都讓學生在課堂上進行，在實驗室里操作，殊不知由于物理內容與學生的生活有著較為密切的聯系，那么學生的生活則成了學生隨時隨地進行實驗的不竭源泉，我們有責任拓展學生實驗的時空。比如先學后教的教學模式，就可以說為學生的前置性實驗創設了一片藍天，讓學生自由實驗。其次是實驗者的靈活，一般我們都以演示實驗去代替學生的親自操作實驗，這無形中制約了學生實踐能力的培養。再次，實驗也不完全需要動手，應當是學生多種器官的運用或者說是多種感官的靈活和綜合應用。如可以讓學生撰寫物理實驗的探究性論文。如在教學《電場強度》時，圍繞教學目標進行相關的實驗以后，可讓學生撰寫電場強度的相關論文，學生便通過自己的實驗得出這樣的結論：電荷的相互作用是通過電場形成的。學生依靠自己的實驗所獲取的電場強度概念在學生的心理烙下深深的印記，更為主要的是學生通過自己的實驗發現了許多物理奧秘，進而喚起學生學習物理的興趣，體驗知識的探究過程以及獲取探究成功的諸多喜悅。而給我們物理教學所帶來的根本啟示就是學生進行物理實驗方法的靈活性，可以使學生的物理學習終身受益。

（責任編輯易志毅）endprint