夏峰

摘 要：實(shí)驗(yàn)是高中物理學(xué)習(xí)中的必修部分。有效地開展物理實(shí)驗(yàn)，有利于增強(qiáng)學(xué)生的動手操作能力，深化基礎(chǔ)知識的同時，培養(yǎng)學(xué)生積極的科學(xué)探究精神。讓實(shí)驗(yàn)成為學(xué)生今后學(xué)習(xí)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)基石，為后續(xù)高等物理的研究和學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。在原有的教學(xué)框架上，在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要努力激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，從而提高物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：高中物理;物理實(shí)驗(yàn);創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)

高中階段，學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)繁重，承受著巨大的學(xué)習(xí)壓力。物理課程的開設(shè)和語數(shù)外相比課程量明顯少的多，并且物理課程僅僅只局限于教室。因此高中物理教師要逐漸地提升學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)操作的興趣，嘗試去轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的講授模式，讓物理實(shí)驗(yàn)課程變得豐富多彩。在實(shí)驗(yàn)的過程中，教師把重心放在學(xué)生的需求上，教師在實(shí)驗(yàn)過程中扮演引導(dǎo)者的角色，幫助學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)課上自主地理解物理實(shí)驗(yàn)知識，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的問題，并且嘗試自主解決問題。

一、高中物理實(shí)驗(yàn)化的教學(xué)現(xiàn)狀

（一）教師層面

絕大多數(shù)學(xué)校都只重視物理基礎(chǔ)知識的教學(xué)，但常常把物理知識和實(shí)驗(yàn)操作割裂開來。因此教學(xué)過程當(dāng)中大多數(shù)情況下都是將物理實(shí)驗(yàn)知識作為單獨(dú)的一個知識點(diǎn)來進(jìn)行死記硬背，從而達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的完成。問題一：實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中刻意地強(qiáng)調(diào)現(xiàn)象和結(jié)論，忽略實(shí)驗(yàn)操作的過程與細(xì)節(jié)。學(xué)生沒有作為學(xué)習(xí)的主體參與進(jìn)來，這樣整個課堂的參與度與積極性嚴(yán)重下滑。問題二：部分老師喜歡在課堂上做演示實(shí)驗(yàn)，這樣的效果只會讓教師感覺自我良好，后排的同學(xué)根本看不清楚教師在做什么實(shí)驗(yàn)，或者單純地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不帶著問題去思考。問題三：教師對實(shí)驗(yàn)器材的把握不熟悉，缺乏創(chuàng)新鉆研的精神。當(dāng)學(xué)校的實(shí)驗(yàn)器材老化時，或者有些器材實(shí)驗(yàn)室根本就沒有，教師就會手無足措，不去利用身邊的工具自己制作實(shí)驗(yàn)道具。

（二）學(xué)生層面

而來自學(xué)生的問題有以下幾點(diǎn)。問題一：對基本測量儀器的使用不規(guī)范，比如使用彈簧測力計(jì)不知道事先調(diào)零，多功能電表的歐姆調(diào)零和機(jī)械調(diào)零等等。其次，不知道選擇測量范圍合適的儀器進(jìn)行測量，比如電壓表0-3V還是0-15V。問題二：對基本的儀器特性不熟悉，實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中有很明顯的手忙腳亂。典型的電路實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，測量小燈泡的伏安特性曲線，學(xué)生往往手忙腳亂先連接電路，而不能正確的先畫出電路圖，然后再連接實(shí)際的電路。問題三：一部分學(xué)生到了實(shí)驗(yàn)室之后，不是先提出問題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，而是直接用書本的結(jié)論性的知識來代替實(shí)際操作的結(jié)果。

（三）評價體系層面

一個教室50多名學(xué)生在進(jìn)行實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作時，教師無法做到對每個學(xué)生的操作進(jìn)行量化的分析與評價，并且也沒有固定的評價標(biāo)準(zhǔn)將實(shí)驗(yàn)操作與評價體系深入融合。學(xué)校的素質(zhì)教育評價，往往只是文化課考試，而對于實(shí)驗(yàn)方面，即使高考之前，有實(shí)驗(yàn)操作的評價，但也只是敷衍了事，并不能對學(xué)生的實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)定量化的分析。完善的可行性的實(shí)驗(yàn)評價體系是高中物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)框架，每一節(jié)物理實(shí)驗(yàn)課的評價都可以幫助學(xué)生提高自己的實(shí)驗(yàn)操作認(rèn)知能力。

二、高中物理實(shí)驗(yàn)化的教學(xué)現(xiàn)狀的思考

（一）提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的第一塊敲門磚，高中學(xué)生心理，生理上的發(fā)展已經(jīng)逐漸成熟，但傳統(tǒng)的機(jī)械教育觀念使得他們在學(xué)習(xí)方面更多的是被動的接受。在高中生的認(rèn)知中，學(xué)習(xí)是一種習(xí)慣，每天都要重復(fù)相同的勞動，按時按量完成特定的學(xué)習(xí)任務(wù)，而不是把學(xué)習(xí)當(dāng)成一種興趣。對于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說，學(xué)生無論是對問題的探究思考還是實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作，互動性還有參與度都大打折扣。實(shí)驗(yàn)操作的晦澀難懂，枯燥乏味嚴(yán)重打擊了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，因此要想增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的趣味性與生動性，就必須讓學(xué)生積極主動地參與到實(shí)驗(yàn)活動當(dāng)中，只有自己把實(shí)驗(yàn)做一做才能深刻地體會到實(shí)驗(yàn)操作的細(xì)節(jié)處理。在實(shí)踐教學(xué)過程中，教師要善于利用生活當(dāng)中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，巧妙地提出問題，激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，還要結(jié)合物理知識創(chuàng)建出物理模型，幫助學(xué)生進(jìn)一步理解。例如：在教授“光的粒子性”的實(shí)驗(yàn)過程中，可以讓學(xué)生利用身邊的器材光源、鋅板、驗(yàn)電器等等，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提出問題。讓大家研究探討“飽和電流與哪些因素有關(guān)”，引導(dǎo)學(xué)生思考，作出猜想與假設(shè)，再通過具體的實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行驗(yàn)證。

（二）逐級設(shè)置目標(biāo)導(dǎo)向

高中學(xué)生缺乏自我的認(rèn)同性，對于高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說，興趣放在第一位，接下來就是設(shè)置恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)目標(biāo)，讓學(xué)生明白接下來自己要做什么。然而目前許多學(xué)生在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)時，習(xí)慣依葫蘆畫瓢，不清楚自己做實(shí)驗(yàn)的目的，另外教師將實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)放在實(shí)驗(yàn)操作的步驟與結(jié)論上，忽視了目標(biāo)導(dǎo)向。一些學(xué)生一進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，就自己興致勃勃地?cái)[弄實(shí)驗(yàn)器材，等到教師具體講授實(shí)驗(yàn)操作的時候就瞬間萎靡不振。每位同學(xué)都可以設(shè)置一個目標(biāo)清單，每一步自己要做什么，達(dá)成什么樣的一個目標(biāo)成就。這樣把枯燥的物理實(shí)驗(yàn)設(shè)置成一個一個的目標(biāo)小游戲，降低操作難度的同時，讓學(xué)生體會到完成目標(biāo)的滿足感，提升自己的實(shí)際操作能力。除了教師給學(xué)生設(shè)置目標(biāo)導(dǎo)向，學(xué)生小組之間也可以相互設(shè)置，利用PK的形式，增強(qiáng)課堂活動的多樣性與豐富性。

（三）結(jié)合生活情境

物理就是靠物來說理，它來源于生活，從生活中抽象出物理概念、物理模型等，最終又服務(wù)于生活，應(yīng)用到生活的方方面面。電的發(fā)現(xiàn)和使用使整個人類文明向前邁進(jìn)了一大步，而這些自然生活場景都與物理電磁學(xué)知識緊密聯(lián)系在一起。對于高中學(xué)生來說，雖然有串并聯(lián)電路以及磁場的知識基礎(chǔ)，但對電磁學(xué)知識的了理解不夠深入，電磁感應(yīng)現(xiàn)象更是一知半解。因此，教師應(yīng)該在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入生活情境，讓學(xué)生明白物理實(shí)驗(yàn)并不是一種理想化的實(shí)驗(yàn)，得出來的數(shù)據(jù)也不是課本上那么的完美，而是緊緊地與生活實(shí)際相結(jié)合，讓學(xué)生帶著興趣和問題，利用自己掌握的物理知識去解決日常生活中遇到的實(shí)際問題。這種的教學(xué)方式，使得物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)充滿更多的可能性與趣味性，讓學(xué)生作為主人公以第一視角體驗(yàn)生活情境，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不僅僅能夠拓寬知識面，而且讓學(xué)生體會到物理其實(shí)是一門真實(shí)應(yīng)用生活的科學(xué)。

三、高中物理實(shí)驗(yàn)化的教學(xué)創(chuàng)新

（一）信息化教學(xué)

信息技術(shù)的發(fā)展日新月異，當(dāng)前信息技術(shù)正在深刻影響著課堂教學(xué)。鴻合系統(tǒng)、希沃系統(tǒng)、平板互動等信息技術(shù)讓普通的課堂活動變得多姿多彩。白板軟件的使用減少老師對粉筆的依賴，多屏互動的應(yīng)用提高了課堂的互動性，網(wǎng)絡(luò)知識系統(tǒng)和在線優(yōu)質(zhì)課程讓廣大學(xué)生能夠在疫情期間足不出戶完成學(xué)習(xí)任務(wù)。我們要積極提高教師和學(xué)生的科學(xué)信息素養(yǎng)，合理利用信息技術(shù)，把信息技術(shù)和物理實(shí)驗(yàn)相融合，讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)留下深刻的印象和思考。比如，在學(xué)習(xí)“恒力做功與物體動能變化的關(guān)系”時，實(shí)驗(yàn)的核心內(nèi)容在于物體在研究恒力作用下，所受合力所做的功與物體動能變化的關(guān)系，但物理學(xué)中“合力”是較為抽象的概念，動能的變化又難以精確的測量，僅靠理論講述難以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。此時教師就可以利用信息技術(shù)朗威DISLab、計(jì)算機(jī)、氣墊導(dǎo)軌、天平等實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，把摩擦力減小到最低，以此來減少實(shí)驗(yàn)探索的難度。首先，教師可采用視頻的方式呈現(xiàn)利用打點(diǎn)計(jì)時器探究恒力做功與物體動能變化的關(guān)系，引發(fā)學(xué)生思考，這樣的實(shí)驗(yàn)操作有哪些不足之處，哪些地方可以繼續(xù)改進(jìn)。然后學(xué)生會踴躍通過實(shí)驗(yàn)器材分析此問題，學(xué)生在自主動手驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果時，教師需和學(xué)生一起利用傳感器把將實(shí)驗(yàn)結(jié)果精細(xì)化，數(shù)據(jù)化。這樣的信息化技術(shù)教學(xué)過程提高了學(xué)生的課堂的參與度，讓學(xué)生明白物理實(shí)驗(yàn)不只是彈簧測力計(jì)，托盤天平，斜面，鉤碼等傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)器材，也可以和傳感器，計(jì)算機(jī)技術(shù)相融合，打破傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)模式。然而，目前信息化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)還有很長一段路要走，教師對于信息化的概念還比較模糊，脫離了粉筆和黑板不知道課堂上自己能干什么。教師應(yīng)充分利用自己學(xué)校的信息化軟件，加強(qiáng)信息化知識系統(tǒng)的培訓(xùn)，每天逼迫自己上課的時候，利用一點(diǎn)信息化的技術(shù)，特別要思考如何將信息化與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，對于微觀世界分子，原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，宏觀天體的運(yùn)動都可以利用信息化技術(shù)直觀生動地向?qū)W生展示物理的神奇世界，豐富課堂活動的同時，又能激勵學(xué)生的科學(xué)探究精神。

（二）仿真虛擬實(shí)驗(yàn)

模擬動畫或者VR技術(shù)等技術(shù)是一種生動形象，交互良好的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。高中物理仿真實(shí)驗(yàn)室NOBOOK將實(shí)際的實(shí)驗(yàn)裝置通過信息技術(shù)模擬，學(xué)生不需要到實(shí)驗(yàn)室，就可以在自己的平板電腦中完成實(shí)驗(yàn)操作。無需擔(dān)心因操作不當(dāng)造成的實(shí)驗(yàn)儀器的損壞，也不需要考慮實(shí)驗(yàn)器材的老化，只要自己能夠設(shè)計(jì)出來的實(shí)驗(yàn)都可以通過仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)M出來。例如，在原子物理的章節(jié)學(xué)習(xí)中，教師可以借助仿真虛擬實(shí)驗(yàn)學(xué)生創(chuàng)造原子物理的世界，讓學(xué)生清楚地看到電子的躍遷、氫原子的光譜，α粒子的散射等現(xiàn)象。讓學(xué)生能夠直觀地接觸到原子物理的世界，幫助學(xué)生對微觀世界建立形象的記憶。

綜上所述，物理的實(shí)驗(yàn)化教學(xué)在高中物理教學(xué)中起著非常重要的作用，既是物理教學(xué)的敲門磚，又是提升物理水平的奠基石。然而，實(shí)驗(yàn)化的教學(xué)的實(shí)施任重而道遠(yuǎn)，教師、學(xué)生、社會等等因素對實(shí)驗(yàn)的漠視，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課程形同虛設(shè)，或者進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)化的教學(xué)，但是結(jié)果不盡如人意，學(xué)生的表現(xiàn)總是平平淡淡，按部就班，體會不到物理其實(shí)是一門有趣的實(shí)驗(yàn)科學(xué)。對于實(shí)驗(yàn)化的教學(xué)，教師應(yīng)大膽突破，勇于創(chuàng)新，將物理與生活中的一點(diǎn)一滴聯(lián)系在一起，離開書本，走出課堂，把物理實(shí)驗(yàn)看作是一場生活的修行與歷練。教師在前面做一個引導(dǎo)者，讓學(xué)生用自己的慧眼，用自己勤勞的雙手，觀察、思考、探索、驗(yàn)證。樹立學(xué)生正確的物理觀念，培養(yǎng)學(xué)生高度的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感。