讓實驗回歸高中物理課堂

方偉巖

[摘 ? 要]高中物理是一門注重實驗的自然科學，幫助學生從物理學的視角認識自然，理解運動規律;引導學生經歷科學探究過程，體會科學研究方法，養成科學思維習慣，增強創新意識和實踐能力。文章主要從重設引入實驗，激發學習熱情與興趣;重構演示實驗、創設物理情境，培養學生物理學科核心素養;開放學生分組實驗，培養學生的探究能力和科學態度三個方面闡述讓實驗回歸高中物理課堂的必要性。

[關鍵詞]實驗;回歸;高中物理;課堂

[中圖分類號] ? ?G633.7 ? ? ? ?[文獻標識碼] ? ?A ? ? ? ?[文章編號] ? ?1674-6058（2019）26-0053-02

高中物理教學，旨在落實立德樹人的根本任務，進一步提升學生的物理學科核心素養，為學生的終身發展奠定基礎。現在，高中一線教師偏重概念原理的生硬灌輸式教學、學生解題能力提高教學以及考試能力培養教學，反而忽略了有效培養學生物理學科核心素養的實驗探究教學。在實際教學中，導致學生在各個環節的實驗探究能力不容樂觀，令人擔憂。不少一線教師因為急功近利、追求成績而遺忘教育教學的初心，放棄了物理教學的本源。因此，筆者認為實驗必須回歸高中物理課堂。

一、重設實驗，激發學習興趣

眾所周知“興趣是最好的老師”。那么教師在課堂教學中，應當如何重設實驗來激發學生的學習興趣呢？

如在魯科版高中物理必修2中第二章第三節《能量守恒定律》的新課教學中，教材直接用一幅“騎自行車下坡時，不蹬踏板也能加速下滑”的圖，引入機械能轉化與守恒的概念。這樣的引入顯得單薄無力、不夠生動，無法激發學生的學習熱情與興趣。對此，我們可以重設引入實驗，導入新課。把一個單擺的小球換成一個學生用的實心球，用結實的細繩系牢。說明實驗過程，“挑釁”式地刺激學生：誰敢上來挑戰鼻子碰實心球實驗。當實心球拉開平衡位置，至剛剛好碰到學生的鼻子時，釋放。實心球來回一趟，在往回擺即將碰到學生的鼻子時，下面的學生不禁大聲尖叫。而實心球卻乖乖仔式地在碰到這位學生鼻子前停住了，學生發出了驚奇的叫聲，也引出了一堂精彩的課。

這樣一個精彩的實驗，給學生一個形象、直觀，更刺激的新課引入，相對教材中的圖片引入，更能夠激發學生的學習熱情與興趣，引發學生源自內心的動力。同時，這個實驗本身也蘊含了機械能轉化與守恒的規律，會引起學生不由自主地進行更深層次的思考。在課堂教學中，教師只要因勢利導，充分利用引入實驗，就可以使學生深刻理解重力勢能與動能轉化與守恒的規律。

二、重構實驗，培養學科核心素養

在課堂教學中，我們不僅可以通過重構實驗引入新課，以激發學生的學習熱情，還可以在此基礎上，創設恰當的物理情境，引發學生的探索興趣。教師在教學設計和教學實施過程中重視情境創設，重視情境教學，對培養學生的物理學科核心素養具有關鍵作用。

如魯科版高中物理必修2第三章第三節《平拋運動》的教學中，于“討論與交流”環節，教材使用一幅“平拋運動示意圖”要求學生直接討論平拋運動的規律，這樣是很難引起學生的探究欲望和學習共鳴的。在這里，教師可以重構一個有參與性的演示實驗：類似古代的一種投擲游戲——投壺。課前準備好兩個竹筒與20根長竹筷。在“討論與交流”環節，讓每個小組選派3到4名同學來參與投壺比賽。這時我們要用到控制變量法，讓每位學生保持相同的出手高度，分別在3米與5米的水平距離上各投擲5個竹筷。最后統計看哪個小組投中的最多，這樣就大大提高了課堂實驗氛圍。同時，趁機向觀看的學生提出問題：通過觀察比賽過程，在相同高度時，平拋物體的水平位移與什么因素有關？來引起大家思考。這才是我們重構演示實驗的最終目的。當然，參與探究的學生更有體會，更有發言權。把這個問題弄清后，我們就利用器材進一步探究：平拋物體的飛行時間與什么因素有關？

這樣就會引導學生去猜想，去設計實驗，真正搞清楚探究的思路和環節。學生通過主動參與實驗探究，獲得了對平拋運動的兩個分運動特征的認識。這樣重構實驗、創設情境，當然會激發學生的學習興趣，引發學生不由自主地思考平拋運動的規律，也使得學習效率更高，進而有效培養了學生的物理學科核心素養。

三、分組實驗，培養探究能力

在高中物理教學中，應注重科學探究，尤其應注重物理實驗，這在培養學生的探究能力方面具有重要作用。

筆者長期從事高中物理一線教學工作，深知高中物理教學時間緊迫，實驗器材與場地不足，以及教師、學生在思想上對探究實驗不夠重視，因而造成探究實驗教學無法有效開展。實驗教學中，教師只關注課本上的實驗目標是否達成，而對實驗過程中產生的其他有意義的問題通常一筆帶過。教學目標太過單一，教學內容比較單薄。同時，在實驗教學過程中，教師也喜歡“包辦”式教學，生怕學生不懂設計實驗，不理解實驗步驟，不清楚如何分析實驗數據。在教學中全程“包辦”，實行“一條龍”服務。這樣的實驗教學，使得學生的探索空間大大縮小，無法激發學生的學習熱情，使得分組實驗課變得索然無味。因此，筆者認為分組探究實驗就應該解放思想，放開手腳，以學生自主探究為主，教師合理引導為輔，開展實驗教學。

又如在魯科版高中物理必修2第二章第三節《能量守恒定律》這節課的實驗與探究中，筆者就進行了一次與教研組課題研究相關的嘗試。在正式探究實驗前，先用一個課時讓學生了解動能與勢能相互轉化的相關知識。提出問題：利用自由落體運動，如何驗證機械能的轉化與守恒？在整個預備課上，引導學生理解：若研究對象下落高度為h，此時的瞬時速度為v，則滿足[gh=v22]即可驗證動能與勢能相互轉化與守恒。那么，同學們利用手頭的器材（如米尺、手機等），能否在課外和其他同學組成實驗小組進行探究與驗證呢？

在第二課時，回到實驗室正式探究機械能守恒定律。先調查學生是否成功驗證動能與勢能相互轉化與守恒定律。結果，還真的有幾個小組學生成功算出[gh=v22]。其具體過程是：用米尺測定高度h，然后用手機秒表功能測量物體下落高度h所用的時間t。而自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動，則落地的末速度v=2 h/t。這樣就巧妙間接地測量出末速度v，再驗證出[gh=v22]即可。改變幾次高度h，測出不同的t，計算出相應的v。唯一的缺陷就是時間t不好測，導致誤差比較大。

這次嘗試讓我感到非常震撼。當我們放開手腳，把課堂的探究實驗拓展為課外探究實驗時，這種放開實驗的時間和空間的嘗試，讓學生有機會施展身手自行探索。學生在自主探究中獲得感性的直觀認識，讓實驗更加貼近生活。同時深深地激發了學生的求知熱情，鍛煉了學生的探索精神，提升了學生的探究能力，培養了學生主動探究的科學態度與責任。

實驗回歸物理課堂，是一線物理教師努力追求的目標。目前，也許一些學校的物理實驗教學還存在這樣或那樣的不足。但是物理教師應當堅定信心，堅持讓實驗教學重放光彩，重歸課堂。

[ ? 參 ? 考 ? 文 ? 獻 ? ]

[1] ?中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2] ?成效.重構物理教材實驗 ? ?提升實驗教學質量[J].實驗教學與儀器，2017（1）：9-11.

[3] ?陸亞東.例說開放式物理實驗教學的特點、策略與思考[J].中小學教師培訓，2017（5）：65-68.

（責任編輯 易志毅）