高中物理實驗教學的現狀分析及改進策略

物理是一門以實驗為基礎的學科，教學必須以實驗為基礎，這是物理教學的最大特點。實驗在概念教學、習題教學、激發興趣、培養能力以及道德素養等方面都起著至關重要的作用，是其他任何方式都無可比擬的。因此，物理教學應十分注重實驗教學，切實加強實驗在教學中的實效性。心理學研究表明，人的思維活動是在感性材料的基礎上產生的，感性材料是思維活動的源泉和依據。各種類型的物理實驗及教學模具都能具體形象地展示物理知識的形成和發展過程，為學生的學習提供了豐富的感性材料，從而達到豐富學生頭腦中感性材料的儲存及發展智力、培養能力的目的。當然并不是說在課堂教學中有了實驗，我們的課堂教學就一定會是高效的、成功的。在平時的物理課堂教學中筆者發現實驗教學中存在的一些問題，現如下的分析與思考。

一、物理實驗教學的現狀分析

在平時的課堂教學中，我們發現物理實驗教學中存在的問題主要與教師的實驗功能意識不強、實驗教學中缺少有效的教學策略、實驗資源的開發能力不夠有關。具體表現在以下方面：

（1）實驗只重視現象與結論，忽視了學生的主體參與和體驗，學生處于被動狀態，探究的興趣得不到充分發揮。

（2）演示實驗平鋪直敘，缺乏認知沖突，實驗前缺少問題情景的創設，難以激發學生的興趣。

（3）實驗數據的處理和實驗結論的得出出現教師霸權主義，教師缺乏科學精神。

（4）對實驗裝置“照方抓藥”，缺乏改進和創新。

（5）實驗資源開發單一性，忽略了社會生活資源在實驗教學中的作用。

二、改進物理實驗教學的有效策略

1.實驗探索物理規律，激發探究欲望

實驗具有趣味性，它能充分運用學生的各種感官，激發學習興趣。現代認知心理學認為，興趣是產生動機的重要條件，是人類認識客觀世界的一種心理表現，是一個人獲得知識，開闊視野，推動學習的一種內部強勁的動力。因此，在物理教學過程中，通過實驗為學生展現出生動直觀的學習環境，將極大地吸引學生的注意力，有利于學生去研究物理現象，探索物理規律，激發學生的興趣和求知欲。

高中物理課本中有許多物理規律的探索和得出是建立在物理實驗基礎上的。如高二冊“法拉第電磁感應定律——感應電動勢的大小”一節中，法拉第電磁感應定律的得出是建立在三個演示實驗的基礎上。在教學過程中，通過演示導體切割磁感線，導體和磁體發生相對運動，閉合電路的磁場發生變化，從實驗現象得出“穿過閉合電路的磁通量變化越快，感應電流和感應電動勢就越大”這一結論。在這一實驗結論的基礎上得出了“電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比”這一法拉第電磁感應定律。這樣，學生在物理實驗基礎上在頭腦中建立了法拉第電磁感應定律，并且對這一定律的理解極為深刻。

2.重視實驗的差異性與沖突性

差異性實驗的開發與應用已經成為許多國家科學演示教學的研究課題。如美國哥倫比亞密蘇里大學教育學院就有一項“差異性實驗”研究計劃，作為一種科學教學的探究手段，收到了很好的教學效果。差異性實驗是指那些呈現的現象和結果往往是意想不到的、與一般人的“常識”有很大差異的實驗。具有趣味性和強烈的認知沖突。

例如，在“內接法與外接法測電阻”的教學中，教師先引導學生分別用內接法和外接法測量同一只大電阻，學生以為同一只電阻的測量值應當相同。但分別用內接法和外接法測量結果相差很大！同樣，測量小電阻也有很大差別。學生困惑：為什么用內接法和外接法測量同一只電阻，會產生如此懸殊的結果？這種對比測量結果產生了很強的差異性，引發學生強烈的認知沖突和認知失衡。那么在這種情形下，內接法和外接法的教學就會水到渠成，而且學生印象特別深刻。

3.妥善處理實驗過程中的突發事件

有的老師不喜歡實驗，不是怕實驗準備麻煩，而是怕實驗過程出現意外，影響教學過程，實際上有些實驗即使出現意外，它也是課堂中重要的教學資源，尤其是對學生的思維的嚴密性和科學精神的培養具有重要的意義。

例如，在探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系時，變壓器的副線圈先選了200匝，并接入一個大燈泡（220V，40W），（原線圈輸入電壓為23V），副線圈選200匝時燈泡亮度很低，燈絲僅僅發紅，而換用800匝后，就能正常發光，為了再次說明這一情況，隨手拿了一只小燈泡接入電路，輸入電壓為4.2V，副線圈選200匝時小燈泡發光，然后副線圈選800匝，結果小燈泡不亮，對這一現象，一下子學生都陷入深思，是操作錯誤還是書本上錯了，同時，我又緊接著做了不接入燈泡時電壓情況，結果副線圈上的電壓隨著匝數增加電壓是升高的，接下去與學生一起作深入的分析，原來線圈是有較大電阻的，與燈泡組成閉合回路后，副線圈相當電源部分，線圈的電阻相當于電源的內電阻，當接小燈泡時，小燈泡電阻較小，當線圈的匝數增加時，相當于電源的內電阻增加，小燈泡分得的電壓反而減少（當然還有漏磁等其它原因），同時還要跟學生說明以后碰到的線圈往往當作理想線圈（忽略電阻）。

可見，實驗過程中出現突發時件并非都是壞事，只要教師利用好這些發生在學生眼皮下的活生生的問題，引導學生分析，鼓勵學生參與解決，最后在全班同學合作中作深入分析，最終解決問題。

實驗中出現實驗數據不準、實驗現象偏差，甚至實驗失敗。這些都是難免的，因為實驗本來就在現實的環境中進行，有許多影響實驗的不確定因素難以控制。關鍵是我們老師如何面對實驗的誤差與失敗。在許多的物理實驗課堂中，出現了與“課堂要求”不符時，有些老師往往回避或用自身的權威剛性地把課堂進程按既定的方案進行，而將學生的感受放在一邊。這種課堂教學看起來像是完整的、高效的，但實際上卻喪失了許多有極高價值的課堂生成的資源，同時也不利于學生科學精神和科學態度的培養。

4.重視生活中實驗教學資源開發與利用

高中物理新課程標準強調指出，課程實施要貼近學生生活和聯系社會實際，引導學生主動參與、樂于探究、勤于動手。所以，教師既要注重開發和利用生活和社會中的實驗教學資源，又要發動學生，也使得他們成為實驗教學資源的開發者。這也不僅可以開發和積累更多的新的實驗教學資源，而且又能培養學生的創新精神和實驗探究能力。

例如，在講摩擦起電時，我們可以用塑料吸管來做這個實驗（塑料吸管隨處可見），讓學生用食指和中指摩擦一根新的塑料吸管，會看到該吸管可以吸在自己的手心。再把經手指摩擦過的塑料吸管放在倒扣在桌上的一次性杯子上，再摩擦另一根吸管，當兩吸管靠近時，會出現相互吸引或排斥現象。然后，讓學生思考手和吸管為什么會相互吸引，兩根吸管又為什么會相互排斥，在思考和解決問題中學生就會有很多收獲，而且，吸管到處可見，學生平時還可以做，效果自然更好。

另外，有些實驗課堂能做，現象也比較明顯，但趣味性不強，體會也不夠深，若充分利用一些社會資源，效果就會更好。

例如，做“靜電屏蔽實驗”時，有的老師輕小的絕緣絲線粘在金屬籠的內側和外側，給金屬籠加上高壓電后，觀察到金屬籠外的絲線張開了，而金屬籠內的絲線紋絲不動，說明了籠內不帶電，實驗現象明顯但是趣味性不夠。改進實驗把小鳥放在金屬籠內，外面加上高電壓，外面加上高電壓，高壓放電發出可怕的聲音，還有耀眼的弧光立即吸引了全班學生的目光，學生都替小鳥擔心，但是籠子內的小鳥卻安然無恙，這時若再提出問題，試想如果是學生自己在籠子里呢？這個實驗一定會更加刺激有趣。然后介紹科技館當中就可以完成這樣的大型實驗，讓學生在假期去嘗試一下，這樣印象就會很深刻。

實驗教學是構建物理知識、概念和規律的重要途徑。在教學實際中，有針對性的對物理實驗課堂的教學方法、教學模式進行研究，切實提出實驗教學改革策略，有效地激發學生學習物理的興趣和好奇心，萌發學生強烈的問題意識和探究欲望，從而讓學生的天性得到充分發揮，這真是新課標提出的“以學生發展為本”的教學新理念。