高中物理實驗可視化教學的設計與實踐

趙茶莉 劉晉杰

【摘?要】物理實驗是學習物理的重要手段，將高深的理論知識轉化成實驗室的實驗數據是物理教學必不可少的方法，物理實驗要與現實生活緊密地聯系在一起，用學生隨手可拿的物品作道具，隨處可見的現象作物理的解釋對象，這樣才能使學生對物理實驗產生興趣，從而積極地參與到物理實驗中來。

【關鍵詞】高中物理;實驗教學;設計與實踐

引言：

在傳統教育當中，學生在學習物理時，會被要求背誦各種不同的物理公式，這種填鴨式的方法不但使學生無法理解高深的理論知識，尤其是高中物理理論知識，而且還會使學生產生厭倦的情緒，導致學生對高中物理課程有抗拒的心理。新課改明確提出，要讓學生成為課堂的主體，就必須要從學生的興趣入手，使學生主動參與到學習當中來，這樣才能使學生接受知識的能力加強，才能使教學任務能夠順利地完成。高中物理實驗就是提高學生的參與性，提高學生的興趣，從而使學生能夠主動地將理論知識通過實驗反映出來，這就是高中物理實驗的目的。

一、學生觀察能力的培養，通過演示實驗來完成

高中物理的演示實驗能夠極大地提高學生的興趣，使學生的思維能夠進一步打開空間，發現更多與物理知識有關的現象，也是物理實驗的一個基礎實驗。傳統的演示實驗是教師在課堂上做演示，學生作為觀眾圍觀，在傳統的教學模式當中，教師是實驗的主角，學生是被動接受知識點，這樣的教學方式，學生無法直接參與到實驗當中去，使得學生在發生疑問時，無法第一時間加以解決。[1]在演示實驗的過程當中，教師要轉變角色，布置任務，讓學生自己動手，從查資料開始，到實驗的器材，以及實驗的步驟，在實驗中要運用到的理論知識，這些教師可作適當提示，不可作主動參與的內容，只有學生在演示實驗的過程當中發生問題時，學生會主動去尋找解決的方法，確實無法解決，再由教師加以引導式提醒，這樣的演示實驗具有可操作性，也使學生的參與性能夠得到更大的提高，學生的興趣也會隨著實驗的一步步深入而變得愈加地濃厚。演示實驗要強調懸疑性，這樣在吸引學生的注意力方面有非常大的吸引力，也會讓學生沉迷于實驗當中去，使得學生的求知欲，探索的欲望更加地強烈。演示實驗能夠讓學生對物體的變化有一個非常直觀的視覺感覺，讓學生在演示的過程當中，學會了觀察能力。

二、操作能力的培養，讓學生自己動手

如果說演示實驗只是學生在探究物理現象的基礎階段，強調的是在演示實驗過程當中的觀察能力，那么讓學生自己動手參與到實驗當中去時，就會大大培養學生的動手能力，這也是高中物理實驗課程的教育目的，在演示實驗的過程當中，學生在觀察中得到數據，再從數據中發現物理公式在這當中的應用，從而對物理的規律性有一個大概的了解，這樣就能夠獲得在實驗中的物理技能。在物理動手實驗當中有兩種實驗的方式，一是驗證式實驗，另一種是探索性實驗，驗證式實驗是學生通過已學的理論知識，通過對知識的推理，從而得出結論，最終在實驗中得出結果。而探索性實驗，是學生在未知結論的情況之下，通過物理實驗，利用相關的理論知識，最后探索出結論，得出結果。前者是在已知結果的情況下引領實驗，后者是在未知結果的情況下探索實驗，但無論是哪一種實驗，都是在培養學生的動手能力，物理最終的體現就是實驗結果的體現，再深的物理理論知識都是為物理實驗做準備的，只有通過學生細致地觀察，主動地動手，這樣才能在實驗中尋找答案，在實驗中發現學生自身對理論知識掌握的程度，理解的程度。實踐中的實驗是對理論課堂的補充，學生動手實驗也是將理論知識延伸最好的辦法，在這當中，學生是課堂的主體，教師成了輔助角色，這才能發揮高中物理實驗最大教育目的所在。[2]高中人教版物理選修3一2，第四章第7節，渦流丶電磁阻尼和電磁驅動中，可以用演示實驗來引起學生的興趣，在演示實驗中，教師借助多媒體技術制作電磁驅動馬達，并用箭頭繪制出磁場走向，先提出問題，電磁阻尼是什么，然后讓學生自己去尋找資料，尋求答案，當學生通過查閱相關的理論知識，了解到渦流丶電磁阻尼和電磁驅動的概念和關系之后，對這個問題就有了一個很好的理解和解釋。通過這樣的實驗教育，將學生引導進實驗當中來，使學生由原來的被動接受到主動去尋找答案，對知識的接受程度兩者之間有著很大的區別。在這一課當中，可以讓學生通過自己動手實驗去感受渦流丶電磁阻尼和電磁驅動的影響，使得學生更加貼切地了解。

三、培養學生的科技意識，積極舉辦課外活動

無論是課堂理論教育還有實驗室的實踐教育，都離現實生活有一定的距離，只有將學生帶離課堂，帶離實驗室，走進社會，從現實生活中去發現物理現象的存在，從而使學生的科技意識能夠得到加強，讓社會成為一個大的實驗室，是引導學生用物理理論來論證實踐的最好的教育方法。課外活動包括許多方面，其中有生活的小實驗，利用學生身邊隨手可拿的物件，來細細分析物理知識在物件設計使用上的情況，如支架的平衡力，重力作用下物件在自然界的起伏等等。也可以是社會普查，了解一些現象，對社會有一個深刻的理解，對風電在生活中的應用，新能源的普及，通信的技術這些都是課外活動中物理所涉及的主題，學生對這些現象在探索的過程當中，與理論知識相結合，會學習到更多的知識與技能。這些也能鍛煉出學生的綜合能力，學校通過組織課題研究，提出一些讓學生感興趣的話題，圍繞學生在課外活動中發現的現象，再聯系實際問題，提出一些思考性的問題，讓學生積極參與其中，這樣的問題要與社會熱點相關，同時在社會上的關注度比較高，這樣學生參與的熱情就非常地高，如溫室效應對現代社會的影響，磁懸浮列車的應用等等。

四、結束語

高中物理實驗可視化教學要從學生的觀察能力、動手能力中培養起來，積極引導學生對物理的興趣，將枯燥的理論公式運用到實驗室當中體現出來，才是實驗的價值所在。將學生帶進社會當中去，將實踐當作實驗，了解一些現象，通過觀察，思考，對人員的走訪，發現物理現象存在的問題，用理論知識解釋現象，查找解決問題的方法，學校再通過設立新課題，讓學生參與，如霧霾現象的發生，解決霧霾的方法和手段，讓學生在生活中更加自信，提高了實踐能力，讓科學素養得以加強，對學生的長遠發展起到一定的作用。

參考文獻：

[1]許靈秀. 初中物理實驗可視化教學的設計與實踐—以廣西中小學物理實驗說課比賽為例[D].

[2]楊明威. 基于仿真實驗的高中物理可視化教學實踐研究[D].

課題研究：

《利用可視化教學提升高中物理課堂教學效率的研究》課題?山西省教育科學"十三五"規劃2019年度課題?編號GH一19606

（作者單位：山西省孝義中學校）