高中物理實驗教學(xué)探究

龔志成

（江蘇省揚州市高郵市臨澤高級中學(xué) 江蘇揚州 225600）

高中物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、物理理論的建立都離不開反復(fù)的物理實驗，實驗教學(xué)在高中物理教學(xué)中有著舉足輕重的地位。

一、高中物理實驗教學(xué)中存在的問題

一直以來受應(yīng)試教育思想影響，物理實驗教學(xué)都未能受到足夠的重視，很多老師將關(guān)注的重點放在了物理理論知識的講解上，而對于物理實驗則認(rèn)為實驗操作過程中會占用課堂時間，僅將實驗作為收集數(shù)據(jù)、驗證結(jié)論、應(yīng)付考試的工具，常常用講實驗代替做實驗，用背實驗代替實際操作實驗，對于實驗步驟、實驗過程、實驗結(jié)果均需要學(xué)生通過機械記憶的方法進(jìn)行掌握，導(dǎo)致實驗教學(xué)給學(xué)生留下了枯燥乏味的印象，更難以有效激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究熱情。學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過程中始終處于被動地位，對知識內(nèi)容常常知其然而不知其所以然，不僅學(xué)習(xí)效率低、質(zhì)量差，同時也阻礙了學(xué)生科學(xué)思維方法和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。

二、高中物理教學(xué)中實驗教學(xué)的重要性

高中物理是一門知識結(jié)構(gòu)復(fù)雜、抽象性強、學(xué)生理解難度大的學(xué)科，對學(xué)生的思維能力、學(xué)習(xí)能力、知識儲備等方面都有著較高的要求。實驗教學(xué)是將原本枯燥的文字描述以生動直觀的實驗現(xiàn)象的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，給學(xué)生帶來強烈的感官體驗，增強了物理知識學(xué)習(xí)的趣味性，化抽象為具象，使學(xué)生理解起來更簡單、更客觀。俗話說，“授人以魚不如授人以漁”，物理實驗教學(xué)能夠促使學(xué)生在老師的引導(dǎo)下親自經(jīng)歷物理規(guī)律的探究過程，通過對實驗現(xiàn)象、實驗過程、實驗數(shù)據(jù)的分析，學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識推導(dǎo)出其中蘊含的物理原理、物理規(guī)律，使學(xué)生掌握了科學(xué)的探究方法，學(xué)會了自己去發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，并利用物理去驗證自己的猜想和假設(shè)，進(jìn)而總結(jié)歸納出物理規(guī)律，使學(xué)生形成了物理思維和科學(xué)意識，將所學(xué)知識逐漸轉(zhuǎn)化為物理技能，從而使學(xué)生在實驗教學(xué)的輔助下高效完成知識學(xué)習(xí)，大大提高了學(xué)生的物理學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。

三、高中物理實驗教學(xué)的實施策略

（一）貫徹新的教學(xué)理念，改革實驗教學(xué)模式

在高中物理實驗教學(xué)改革過程中，老師要正確認(rèn)識到實驗教學(xué)的重要作用，積極發(fā)揮實驗教學(xué)優(yōu)勢，使實驗教學(xué)成為學(xué)生理解內(nèi)化知識，技能素養(yǎng)培養(yǎng)的重要載體，貫徹落實新課改提出的“以學(xué)生為本的”的教育理念，將學(xué)生放在課堂的主體地位，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，老師轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶒灲虒W(xué)中的組織者、引導(dǎo)者和輔助者，使學(xué)生真正成為課堂的主人，為學(xué)生的素養(yǎng)提高奠定堅實的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)單向灌輸?shù)慕虒W(xué)模式已經(jīng)無法滿足學(xué)生的實際學(xué)習(xí)需求，老師在實驗教學(xué)過程中也要不斷探索創(chuàng)新教學(xué)方法，使興趣和求知欲成為學(xué)生積極主動參與物理實驗學(xué)習(xí)的不竭內(nèi)動力，進(jìn)而構(gòu)建出積極有效的高中物理實驗教學(xué)課堂。

（二）借助課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，激發(fā)學(xué)生實驗參與興趣

俗話說，“良好的開端等于成功了一半”，課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)是一趟精彩物理課不可缺少的重要環(huán)節(jié)，精心設(shè)計的課堂導(dǎo)入不僅能夠快速集中學(xué)生的課堂注意力，同時也能夠激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望，使學(xué)生全神貫注、積極主動地參與到高中物理的實驗教學(xué)中來。老師可以充分利用物理實驗的生動性、趣味性的優(yōu)勢，通過充滿神奇的物理實驗激發(fā)起學(xué)生對物理原理的探究興趣，進(jìn)而積極地想要嘗試親自動手去進(jìn)行實驗操作。比如“探究彈性勢能的表達(dá)式”這課，老師在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)為學(xué)生展示了“彈簧翻跟斗”的趣味實驗。老師事先準(zhǔn)備好帶有斜面角度的木板，然后在木板上端放置一根勁度系數(shù)很小的塑料彈簧，然后用手提著彈簧的上端，輕輕一拉使彈簧旋轉(zhuǎn)成n形，然后放開手后整根彈簧就會像雜技演員在地上翻跟斗一樣不停地翻轉(zhuǎn)下去。生動有趣的物理實驗很容易激發(fā)起學(xué)生的好奇心和求知欲，紛紛躍躍欲試地想要親自嘗試操作，并對其中的物理原理產(chǎn)生了濃厚的學(xué)習(xí)興趣，為老師講解本課的知識內(nèi)容做好了鋪墊，大大提高了實驗教學(xué)的有效性。

（三）營造主動探索氛圍，強化學(xué)生的參與意識

新課改下的高中物理實驗教學(xué)強調(diào)了學(xué)生的課堂主體地位，需要老師充分發(fā)揮出組織、引導(dǎo)作用，為學(xué)生營造出輕松愉悅的學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)起學(xué)生想要通過實驗操作來進(jìn)行知識探究的興趣和欲望，從而強化了學(xué)生的課堂參與意識，使學(xué)生充分發(fā)揮出自身的主觀能動性，積極主動地借助物理實驗來展開知識的深入探究。比如學(xué)習(xí)“機械能守恒定律”這課時，老師向?qū)W生展示了小鋼球擺動的物理實驗，激發(fā)起學(xué)生實驗探究的興趣。進(jìn)而積極通過實驗操作和實驗觀察來探索物理現(xiàn)象背后蘊含的物理規(guī)律。在對擺動中小鋼球能量的轉(zhuǎn)換角度展開的深層次探究的過程中，學(xué)生分析出將小鋼球擺動過程中是通過重力在做功，而勢能和動能在小球擺動過程中完成了互相轉(zhuǎn)換，小球擺動的出現(xiàn)的等高現(xiàn)象說明勢能和動能在轉(zhuǎn)換過程中機械能守恒，進(jìn)而輕松地借助物理實驗中完成了本節(jié)重點內(nèi)容的理解和內(nèi)化。[1]

（四）引導(dǎo)探索實驗原理，發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維

在高中物理實驗教學(xué)中實驗原理是物理實驗的靈魂，也是發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維，提高學(xué)生探究能力的重要知識內(nèi)容。由于實驗原理通常具有一定的抽象性，單純?yōu)閷W(xué)生進(jìn)行知識講解很難使學(xué)生擁有深刻的認(rèn)識，容易出現(xiàn)一知半解的情況，因此老師利用物理實驗作為引子激發(fā)起學(xué)生實驗探究的欲望，促使學(xué)生積極主動地結(jié)合實驗內(nèi)容去推導(dǎo)出其中蘊含的實驗原理，從而使學(xué)生樹立起科學(xué)探究意識，促進(jìn)了學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展。老師可以將傳統(tǒng)的驗證性實驗轉(zhuǎn)化為探究性實驗，引導(dǎo)學(xué)生親自經(jīng)歷實驗探究的完整過程，在實驗操作過程中去觀察現(xiàn)象、搜集數(shù)據(jù)，并對實驗結(jié)果進(jìn)行交流討論，使學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，并總結(jié)歸納出問題的答案，發(fā)現(xiàn)其中蘊含的物理知識和實驗原理，促進(jìn)了學(xué)生科學(xué)意識的形成和實驗探究能力的提高。

比如學(xué)習(xí)“探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”這課時，老師首先在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)設(shè)置疑問，激發(fā)起學(xué)生的好奇心和求知欲，電能生磁，磁也能生電，你在生活中見到過電磁感應(yīng)現(xiàn)象嗎？是不是只要有磁場就會產(chǎn)生電流？感應(yīng)電流的產(chǎn)生是有條件的嗎？在層層深入的問題情境中，老師引導(dǎo)學(xué)生利用靈敏電流計、馬蹄形磁鐵、條形磁鐵、線框、不同大小的螺線管、滑動變阻器、導(dǎo)線、電源這些實驗器材來親自進(jìn)行實驗操作，嘗試自主探索，并對實驗數(shù)據(jù)、實驗現(xiàn)象進(jìn)行觀察記錄，然后引導(dǎo)學(xué)生圍繞實驗現(xiàn)象進(jìn)行討論，探索其中蘊含的物理規(guī)律，進(jìn)而使學(xué)生通過交流討論，分析總結(jié)得出只有部分導(dǎo)體左右切割磁感線時有電流產(chǎn)生，當(dāng)導(dǎo)體前后、上下水平運動時無感應(yīng)電流。同時針對這個結(jié)論學(xué)生又萌生出新的疑問：為什么導(dǎo)體棒只有左右切割磁感線時才有電流產(chǎn)生呢？學(xué)生在不斷地探索問題、發(fā)現(xiàn)問題、解答問題的過程中完成了本節(jié)知識的學(xué)習(xí)，同時潛移默化中形成了科學(xué)意識和科學(xué)思維，促進(jìn)了學(xué)生物理素養(yǎng)的提高。

（五）鼓勵自主設(shè)計實驗，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維

在高中物理實驗教學(xué)過程中不僅要幫助學(xué)生高效完成物理知識的理解和內(nèi)化，同時也要發(fā)揮出實驗教學(xué)優(yōu)勢，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維能力，挖掘出學(xué)生的思維潛能，使學(xué)生得到全面的素質(zhì)發(fā)展。老師可以鼓勵學(xué)生結(jié)合教材內(nèi)的傳統(tǒng)實驗內(nèi)容，充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，借助身邊常見的物品來自主設(shè)計創(chuàng)新實驗，既能夠促使學(xué)生將所學(xué)知識學(xué)以致用，同時也發(fā)展了學(xué)生的創(chuàng)新思維。[2]比如學(xué)習(xí)“電磁感應(yīng)”的知識內(nèi)容時，老師鼓勵學(xué)生結(jié)合電磁感應(yīng)原理來進(jìn)行創(chuàng)新自主實驗設(shè)計，深化學(xué)生對電磁感知知識的理解。學(xué)生以組為單位通過交流討論思維碰撞后打破了思維壁壘，有個小組利用線圈、MP3、錄音機等實驗器材設(shè)計出了一個充滿神奇的實驗。學(xué)生將一組線圈兩端接在MP3的音頻輸出端口，形成一個閉合電路，將另一組線圈的兩端連在錄音機的輸入端口，構(gòu)成了另一個閉合電路。然后直接用音頻線連接MP3和錄音機，錄音機播放出了MP3中的聲音，說明第二個線圈中有電信號，并在兩捆線圈間發(fā)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)MP3和線圈連成閉合電路，且不斷靠近錄音機的閉合電路時，隨著兩個線圈位置的靠近，聲音發(fā)生了高度變化，說明電信號也發(fā)生了變化，磁場也隨之有了明顯的變化。在自主設(shè)計實驗的過程中，學(xué)生的思維持續(xù)處于活躍狀態(tài)，積極的結(jié)合所學(xué)知識去挖掘思維潛能，實現(xiàn)了知識與創(chuàng)新思維的協(xié)同發(fā)展。

四、結(jié)束語

在高中物理實驗教學(xué)中老師要秉承以學(xué)生為本的教育理念，重視學(xué)生綜合能力和素養(yǎng)的培養(yǎng)，鼓勵學(xué)生通過自主探究、合作探究等多種形式來積極主動地參與到實驗教學(xué)中來，既輕松完成了知識理解，同時也促進(jìn)了自身綜合能力和素養(yǎng)的提高。