高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的幾點(diǎn)探索

郝文斌

摘 要：在高中物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)是及其重要的組成部分。本文以《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》的要求為主，結(jié)合作者的工作經(jīng)驗(yàn)從探究性、創(chuàng)新性培養(yǎng)、微課堂應(yīng)用等三個(gè)方面對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)展開(kāi)研究和探索，對(duì)提升學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效果有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：高中物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué);探究性;創(chuàng)新性;微課

在高中物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)是及其重要的組成部分。在實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、操作過(guò)程中既要將基本理論知識(shí)有機(jī)融合，更要通過(guò)實(shí)踐操作和親身感受讓學(xué)生理解并掌握掌握基本實(shí)驗(yàn)原理，學(xué)生的謹(jǐn)慎性思維能夠得到培養(yǎng)。高中物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、和操作不僅僅停留在實(shí)驗(yàn)本身，更要從思維、能力、認(rèn)識(shí)和實(shí)踐等方面對(duì)學(xué)生的人生有所啟發(fā)。本文以《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》的要求為主，結(jié)合作者的工作經(jīng)驗(yàn)從探究性、創(chuàng)新性培養(yǎng)，微課堂應(yīng)用等三個(gè)方面對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)展開(kāi)研究。

1 探究性能力培養(yǎng)

探究性能力是指學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)主動(dòng)去發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律的能力。探究性、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)在當(dāng)前高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)廣泛推廣的模式，在高中物理中也可以運(yùn)行。探究性實(shí)驗(yàn)的主體是學(xué)生，讓學(xué)生切身體驗(yàn)之前科學(xué)家對(duì)科學(xué)問(wèn)題的探究過(guò)程，通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐，主動(dòng)地發(fā)現(xiàn)規(guī)律、獲取知識(shí)、驗(yàn)證規(guī)律，學(xué)生的科學(xué)探究性能力可以得到深入培養(yǎng)。在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中探究性能力培養(yǎng)的具體流程是：根據(jù)目的和要求提出問(wèn)題→根據(jù)經(jīng)驗(yàn)大膽猜想假設(shè)→根據(jù)假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案→嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)方案完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程→實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析論證→實(shí)驗(yàn)評(píng)估交流。

1.1 提出問(wèn)題

教師要通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)的目的和要求，創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題。創(chuàng)設(shè)情境既是教師導(dǎo)入實(shí)驗(yàn)教學(xué)主題的需要，也是激發(fā)學(xué)生探究性興趣行為的需要。創(chuàng)設(shè)情境的方法和形式很多：視頻、音樂(lè)、詩(shī)歌、故事、歷史等。通過(guò)這些情境的熏陶，激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生探究的興趣，教師適度引導(dǎo)學(xué)生提出研究的主題和相關(guān)的問(wèn)題。

1.2 大膽猜想假設(shè)

根據(jù)要探究的問(wèn)題，教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)日常經(jīng)驗(yàn)和簡(jiǎn)單推理大膽的提出科學(xué)的假設(shè)，并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探究。針對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，要明確研究對(duì)象、所需要測(cè)量的數(shù)據(jù)、所需要用到的儀器設(shè)備，數(shù)據(jù)處理方法等。

1.3 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的，既是對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的指導(dǎo)性文件，更是對(duì)問(wèn)題科學(xué)假設(shè)的驗(yàn)證手段。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)主要包括：（1）明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹＃?）明確實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備。（3）設(shè)計(jì)具體的可操作的實(shí)驗(yàn)步驟。（4）記錄處理數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。同時(shí)要重點(diǎn)考慮實(shí)驗(yàn)中涉及具體的實(shí)驗(yàn)方法，比如最常用的控制變量法、倍增法、差值法、插值法等。

在這個(gè)環(huán)節(jié)還要注意多方案的必選，也可以各組采用不同的方案，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證比較各方案的優(yōu)劣性。

1.4 實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)操作是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作前，教師需要分好實(shí)驗(yàn)小組，引導(dǎo)學(xué)生備好實(shí)驗(yàn)器材。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生要按照小組分工合作，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)步驟操作實(shí)驗(yàn)流程，并及時(shí)準(zhǔn)確地收集和記錄數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的具體問(wèn)題，教師要適時(shí)引導(dǎo)、鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)腦筋想辦法，科學(xué)的解決問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)完成后，學(xué)生要將所有實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備歸位，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄準(zhǔn)確，整理好。

1.5 分析數(shù)據(jù)

處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，需要分析計(jì)算實(shí)驗(yàn)的平均值、誤差等，把數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果整理成表格或描點(diǎn)形成圖像，分析報(bào)個(gè)數(shù)據(jù)或圖像信息，得出結(jié)論，驗(yàn)證假設(shè)的猜想規(guī)律是否成立。處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用信息手段，充分利用Excel等計(jì)算機(jī)軟件更加快捷、準(zhǔn)確的處理數(shù)據(jù)。

1.6 評(píng)估交流

最后教師組織學(xué)生分享實(shí)驗(yàn)成果。分小組自評(píng)、大家討論、教師小結(jié)3個(gè)環(huán)節(jié)。在這里切記不能用通過(guò)猜想假設(shè)本身的對(duì)錯(cuò)來(lái)衡量實(shí)驗(yàn)的成敗，而是要通過(guò)方案的設(shè)計(jì)、操作是否能夠驗(yàn)證猜想假設(shè)來(lái)開(kāi)展。教師要適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生剖析實(shí)驗(yàn)成敗的原因，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生探究的興趣，提高學(xué)生探究性能力。

2 創(chuàng)新性能力培養(yǎng)

高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須要注重學(xué)生的創(chuàng)新性能力的培養(yǎng)。教師應(yīng)適度給予學(xué)生足夠的引導(dǎo)，使學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用到類(lèi)比、歸納等邏輯推理方法。這樣做既可以使學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣，還能將物理知識(shí)在實(shí)際生活中的應(yīng)用展示給學(xué)生。

2.1 演示改探究，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性意識(shí)

傳統(tǒng)的高中物理實(shí)驗(yàn)以演示實(shí)驗(yàn)為主，而演示實(shí)驗(yàn)通常又都以教師為主體。學(xué)生處于被動(dòng)地位，僅僅只是一個(gè)旁觀者的角色。演示實(shí)驗(yàn)有助于培養(yǎng)學(xué)生的細(xì)微的觀察能力，但對(duì)學(xué)生創(chuàng)新性能力的培養(yǎng)極為不利。如能將演示性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄啃詫?shí)驗(yàn)，以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，將學(xué)生的身份由旁觀者改為實(shí)踐者，在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生自身的創(chuàng)新意識(shí)可以得到培養(yǎng)和鍛煉，可在不知不覺(jué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2.2 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維

高中物理實(shí)驗(yàn)由于物理知識(shí)本身的抽象性，是學(xué)生創(chuàng)造能力培養(yǎng)的主陣地。教師可通過(guò)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性思維培養(yǎng)這個(gè)教學(xué)目標(biāo)。教師可借助對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的改造激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，同時(shí)也可以讓學(xué)生深刻領(lǐng)悟相關(guān)物理理論及其生活應(yīng)用。對(duì)于一個(gè)高中生來(lái)說(shuō)，已經(jīng)積累了較為豐富的物理知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)，此階段也正是學(xué)生頭腦天馬行空的階段，學(xué)生的創(chuàng)新能力較強(qiáng)，只要教師激發(fā)和激勵(lì)，學(xué)生的這種創(chuàng)新能力和創(chuàng)造性思維會(huì)領(lǐng)會(huì)諸多實(shí)驗(yàn)過(guò)程和知識(shí)點(diǎn)，并直接影響到學(xué)生的人生軌跡。

2.3 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，升華學(xué)生創(chuàng)新性思維

隨著新課標(biāo)的不斷深入開(kāi)展，高考指揮棒對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ貏e是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力提出了更為嚴(yán)格的要求。一個(gè)成功的實(shí)驗(yàn)有80%來(lái)源于實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，通常涉及到靈活運(yùn)用已有知識(shí)體系及創(chuàng)造性的科學(xué)構(gòu)思。為了適應(yīng)新課標(biāo)要求及高考要求，教師應(yīng)該在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開(kāi)設(shè)一定數(shù)量的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、操作實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐能力得到切實(shí)培養(yǎng)，讓學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力得到升華。

2.4 自制儀器設(shè)備，激發(fā)創(chuàng)新性興趣

自制儀器設(shè)備制作是教師引導(dǎo)學(xué)生為了改進(jìn)教學(xué)方法，針對(duì)教學(xué)重難點(diǎn)而合理選擇材料開(kāi)展的研究和制作活動(dòng)。自制儀器設(shè)備是對(duì)已有教學(xué)知識(shí)的一次小結(jié)，也是對(duì)后續(xù)知識(shí)的開(kāi)始，自制教具不僅具有直觀性、形象性，其教育性、針對(duì)性和靈活性也很強(qiáng)。所以相比較于傳統(tǒng)教具、自制教具，自制儀器設(shè)備由于學(xué)生的參與，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)十分明顯，同時(shí)能夠顯著體現(xiàn)創(chuàng)新性物理實(shí)驗(yàn)的直觀性和創(chuàng)新性。因此開(kāi)展自制儀器設(shè)備，開(kāi)展創(chuàng)新性物理實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識(shí)，使其創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)和提高。

3 微課應(yīng)用

微課是一種以播放、分享微視頻為主導(dǎo)的一種信息化教學(xué)方式。在信息技術(shù)迅速發(fā)展的當(dāng)代教育，微課作為一種新的、符合時(shí)代發(fā)展教學(xué)形式，在教育領(lǐng)域特別是高校中得到普及與應(yīng)用。就高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)來(lái)講，微課的靈活應(yīng)用能較好地提高教師的教學(xué)效果和質(zhì)量，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育目標(biāo)。

3.1 運(yùn)用微課，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)預(yù)習(xí)課的質(zhì)量

課前預(yù)習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中很重要的環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)教學(xué)活動(dòng)教學(xué)效果的必然選擇，對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)來(lái)說(shuō)更是一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生預(yù)習(xí)是教師提供的紙質(zhì)教輔資料和課本進(jìn)行的。學(xué)生根據(jù)已經(jīng)理解的知識(shí)去預(yù)知實(shí)驗(yàn)的原理、儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)步驟等。在這一種模式下，學(xué)生以感性認(rèn)識(shí)為主，很難上升到理性認(rèn)識(shí)階段。教師如果在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)使用微課手段，使學(xué)生在直觀的、生動(dòng)與形象的情境中加深對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)的理解。同時(shí)，學(xué)生也可以根據(jù)自身特點(diǎn)在適合的地點(diǎn)選擇適合的學(xué)習(xí)方式，避免在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)操作錯(cuò)誤，促進(jìn)預(yù)習(xí)效率提高。教師也可以在微課中，讓學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)與教師互動(dòng)交流，了解學(xué)生的真實(shí)認(rèn)知水平，有的放矢地開(kāi)展課前準(zhǔn)備活動(dòng)。

3.2 運(yùn)用微課，突破實(shí)驗(yàn)知識(shí)重難點(diǎn)

學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)原理等知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中，都會(huì)有自己的知識(shí)重難點(diǎn)。教師只有引導(dǎo)、幫助學(xué)生尋找到有效解決知識(shí)難點(diǎn)的學(xué)習(xí)方式，才能夠使學(xué)生加強(qiáng)理解，進(jìn)一步提高教學(xué)效率。為此，教師可以提前通過(guò)微課視頻，重點(diǎn)分析試驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。這樣做可以將抽象化的重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行直觀化、形象化、具體化和生動(dòng)化展示，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與記憶，便于學(xué)生突破重難點(diǎn)知識(shí)，幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率。

3.3 通過(guò)微課，拓展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程

傳統(tǒng)的高中物理實(shí)驗(yàn)課因受教學(xué)時(shí)間、教學(xué)場(chǎng)地等的限制，很多教師通常會(huì)采用放棄實(shí)驗(yàn)操作單純理論講解的辦法。這樣一來(lái)，物理實(shí)驗(yàn)課就變成了物理實(shí)驗(yàn)理論課，變成了空洞的理論講解。教師利用微課資源可以彌補(bǔ)這一問(wèn)題，在微課中從多角度展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，真正培養(yǎng)學(xué)生的物理抽象思維能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

4 小結(jié)

高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)隨著新課標(biāo)的要求逐漸提升，物理實(shí)驗(yàn)已經(jīng)不單純是物理實(shí)驗(yàn)了，必須要加強(qiáng)探究性、創(chuàng)新性試驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，同時(shí)通過(guò)信息化的翻轉(zhuǎn)課堂、微課等移動(dòng)端技術(shù)，將學(xué)生的學(xué)習(xí)融入的每一個(gè)過(guò)程中，切實(shí)提升學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效果。

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