簡析物理實驗在物理教學中的重要性

于江浩 張勇

【摘要】實驗是物理學的基礎。在物理學的發展史中，經典物理和現代物理都因為某些實驗的成功完成而取得巨大進步。實驗可以驗證理論的真偽，無數次物理的進步都是經過實驗來推動的。物理知識有很多是抽象和復雜的，這些知識是很多實驗的總結。因此，有必要在課堂上進行實驗，把復雜難懂的抽象知識變成直觀的體驗。

【關鍵詞】物理教學?物理實驗?重要性

物理核心素養是新課程改革的重點。物理教育要緊緊圍繞學生物理核心素養的培養，學生的物理核心素養如何培養，這個問題的意義很大。物理核心素養包括“物理觀念”“科學思維”“科學探究”和“科學態度與責任”四個方面，如果物理學是一顆大樹，那么物理實驗就是這棵大樹的樹根，學生的物理核心素養就是這棵樹的果實。物理實驗（教師演示實驗、模擬演示實驗、學生實驗等）在課堂上幫助學生學習理解物理知識有重要的作用，它可以把抽象枯燥無趣的物理知識變成生動有趣豐富多彩的課堂。同時，也能發展學生觀察、思維、創新實踐等方面的能力。通過實驗的方式來提高學生的核心素養有巨大的前景。作為教師，要探究如何利用實驗來提高學生學習物理的效果。

一、實驗在物理教學中的作用

物理學與生活密切相關，學生在生活中有很多認識和經驗，這些認識和經驗也叫做前概念。前概念是指學生在進行學習新課前，對相關知識已有的了解與認識。很多前概念就是對生活的直接觀察，有正確的也有錯誤的。那么，如何糾正學生錯誤的前概念呢？如果僅僅讓學生去讀書去死記硬背，那么等到學期結束時學生又能記住多少呢？愛因斯坦說：“在物理學中實驗應該作為首要的學習課程”。如果讓學生親自參與設計實驗，直觀的觀察，會讓學生認識到之前積累的錯誤的前概念，形成正確的知識。

可能有人會說教材中或者一些資料上面有實驗的圖片，讓同學們看一看圖片不是也可以么。對此，我想舉一個生活中的例子，來對比觀看圖片和親自做實驗的區別，讓學生看圖片，學生是一個旁觀者。讓學生做實驗，學生是一個參與者。旁觀者對圖片不需要很多注意力，因為結果對旁觀者并沒有什么好壞，而參與者與實驗緊密聯系在了一起，實驗的結果對他的影響很大。所以，他就會努力去控制實驗影響實驗。旁觀者就像是呆在配備空調的屋子里看著窗外在炎炎烈日下行走的路人，外面的高溫與陽光對他而言并沒有什么感覺，但是在外面行走的路人就不會這樣，曝曬與高溫會影響他的前進，這對他的影響是很直觀的。所以，實驗參與者會對過程付出努力并且對實驗的結果很關注。所以他會控制過程進而影響實驗結果。實驗者的參與性就非常好。這樣，不僅學生在實驗中會獲得物理知識，而且學生對物理的興趣也會隨著參與度的提高而提高，興趣是最好的老師。

現在的學生大多是獨生子女，他們在家中備受寵愛，在家里過著皇帝一般的生活。他們的性格會有一些缺點，如自私自利、做事情以自己為中心。這些缺點如果不改正，等到學生進入社會，是不可能承擔更大的責任的。而物理實驗是以小組為單位，合理分配小組的成員使這個小組里面的組員每個人都有各自的優點，在這個小組里每個組員都可以展現出自己的閃光點，這里的組員每個人都是平等的，都為這一個共同的目標而努力。教師的任務不僅僅是教授學生知識，在學生的社交能力性格培養方面也要給予重視，而這些能力都可以通過小組實驗來培養。

二、實驗在教學中的地位

近年來，為了培養更多符合時代發展的人才，對物理學的教授也要得以改變，過去以教授課本為主實驗為輔的模式應該改變，物理實驗的地位應該進一步提高。應該以實驗為主，通過物理實驗來進行物理知識的講解，在探究中學習物理，所以既要引導學生學會學習的方法，又要培養學生的科學探究能力和實踐能力。

在這樣的背景下，必須要改變物理的教學方式以達讓學生自主學習。物理教學的優點也會不斷發現，實驗教學生動有趣，也有利于培養學生的性格。而且物理實驗組織形式多樣，可分為教師演示實驗、學生參與學習實驗、學生分組實驗等類型。也可創造將各種實驗模式結合在一起的實驗類型，發揮各類型的優點。物理實驗教學以后一定能成為物理教學的重點之一。

三、國內外實驗教學現狀

應試教育是我國教育的主要形式之一，在“填鴨法”“灌輸式”的教學方法下，學生死記硬背、機械記憶。出現了許多高分低能的學生。例如，在以前的課堂上，教師只是口頭講授物理實驗過程與結果，并不現場演示物理實驗，給學生的知識是死板的，并沒有帶來更多的感性知識。

當前，各個學校都在推行探究式物理教學，但是許多學校仍然沒有落實新的物理教學觀，主要表現如下：（1）教師通過口述，結合黑板解釋實驗或者通過播放實驗視頻代替了學生直接操作實驗。（2）在學生親手做實驗時，教師提前講解原理并把實驗步驟完全固定好，讓學生重復做實驗，得出千篇一律的答案。而不給學生機會思考，為什么要這樣做。（3）教師能力不足，在課堂上開展實驗探究教學，對教師也相應的提出了很高的要求，它要求教師具有專業的素質和能力。

而在國外，如在美國，教師鼓勵學生通過探索和研究來自主學習。將實驗過程細化，而結果卻顯得不那么重要，這和我國的教育理念恰恰相反。在探索和研究的過程中學會相對應的學習和思維方法。重視實驗的準備，不惜在準備上花費大量的時間。在一個輕松的氛圍中講解實驗，發揮一個好的實驗在教學中的積極作用。在日本，學校提倡學生多進行各科實驗，在進行各學科實驗的過程中培養學生的科學精神，培養學生的自然科學觀。

以這種方式培養出的學生相對我國學生而言，具有更強的創新性、實踐性、觀察能力。因此，在基礎物理教學過程中，我們要發現自身的缺點，學習國外的優點，在教育理念以及教育模式上進行提升，使我國的教育更適合人才的發展。

四、物理實驗發展方向

在數字化的今天，已經有很多數字化物理實驗器材，如美國的PASCO、中國的DISLAB，這些試驗系統有靈敏的傳感器，傳感器與電腦相連接，在電腦的軟件上進行數據處理和計算。通過計算結果，來觀察物理原理是否得以驗證。數字化物理實驗具有實驗精度高、實驗效果好，可以節約計算時間等優點。可以將學生的注意力集中在實驗的本質上，并且利用實驗設備可以進行實驗的創新設計。同樣的物理原理可以通過不同的實驗方案來進行驗證，給學生更大的探究空間，也培養了學生的創新精神。

五、總結

在物理教學過程中，以實驗為主，調動學生的主動性與參與性，是提升學生物理核心素養的主要方法之一。采用實驗教學會使傳統物理教學的一些缺點得到改善，它在教學中的地位是非常重要的。因此，我們要在目前的基礎上，在更新實驗教學觀念、提高實驗效果、提高學生的動手能力方面加以研究，優化物理實驗教學，給學生更好的實驗體驗。

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基金項目：吉林省高等教育教學改革研究課題，課題名稱：人工智能背景下的物理師范生教學素養培養機制研究;吉林師范大學高等教育教學研究課題（重點），課題名稱：物理學科背景下大學生創新創業能力培養研究與實踐。