曹莉

摘 要：物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在高中物理的具體教學(xué)當(dāng)中把握實(shí)驗(yàn)的重要作用，會(huì)對(duì)同學(xué)們的成長(zhǎng)有更好的引導(dǎo)作用.本文主要圍繞以核心素養(yǎng)為前提的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過(guò)從演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)三方面闡述教學(xué)不僅要引導(dǎo)學(xué)生熟悉物理實(shí)驗(yàn)，還要通過(guò)實(shí)驗(yàn)建立物理觀念，培養(yǎng)發(fā)散和創(chuàng)新思維，從而提升物理學(xué)科的核心素養(yǎng).

關(guān)鍵詞：高中物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué);演示設(shè)計(jì);策略

中圖分類(lèi)號(hào)：G632文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1008-0333（2021）03-0056-02

物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的有效方式之一，也是高中物理教學(xué)的重要組成部分.由于實(shí)驗(yàn)分值在考試中占的比例相對(duì)較少，導(dǎo)致高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)采取在“紙上”做實(shí)驗(yàn)或者講實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行，教師和學(xué)生的不重視往往使物理學(xué)科的教學(xué)無(wú)法獲得良好的成果.物理學(xué)科的學(xué)習(xí)離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)才是當(dāng)下教師應(yīng)當(dāng)做出的明確選擇.

一、立足演示實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建物理觀念

在日常的物理教學(xué)當(dāng)中，特別是與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，需要各位教師給同學(xué)們進(jìn)行充分的演示實(shí)驗(yàn)，或者是帶領(lǐng)同學(xué)們走入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行親自的體驗(yàn).可是在目前的教學(xué)環(huán)境下，并不是所有的學(xué)校都有條件給同學(xué)們創(chuàng)建完備的實(shí)驗(yàn)室，只能提供教師演示的相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，所以這就給各位教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了一個(gè)基本的限制條件.物理演示實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是配合課堂教學(xué)由老師操作學(xué)生觀察過(guò)程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式，這些演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)大部分都是幫助學(xué)生理解物理概念和規(guī)律，利用好演示實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察學(xué)習(xí)，會(huì)有事半功倍的效果.在演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以從實(shí)驗(yàn)展示形式和師生互動(dòng)方式兩方面考慮改進(jìn)，幫助學(xué)生構(gòu)建物理觀念.

實(shí)驗(yàn)展示方式分為很多種，具體的方法選擇需要根據(jù)課堂教學(xué)的內(nèi)容來(lái)決定.一般來(lái)講有真實(shí)實(shí)驗(yàn)和虛擬實(shí)驗(yàn)兩種：可以利用物理實(shí)驗(yàn)道具教師進(jìn)行演示，可以選取多媒體方式進(jìn)行演示，還可以通過(guò)學(xué)生分組親自操作演示，這些不同的方式都有助于學(xué)生理解物理概念和規(guī)律，教師可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容靈活使用不同的方式演示實(shí)驗(yàn).如實(shí)驗(yàn)“探究影響電荷間相互作用力的因素”的演示，其教學(xué)目標(biāo)是探索庫(kù)侖定律，但這類(lèi)“電荷”概念的實(shí)驗(yàn)都沒(méi)有具體實(shí)物，因此教師可以選用多媒體等方式向?qū)W生演示;如“勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的研究”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)器材簡(jiǎn)單易取，教師不妨讓學(xué)生分組合作操作體會(huì)勻變速運(yùn)動(dòng)的研究.演示實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生的觀察和思考，師生互動(dòng)方式比較局限，教師也可以選擇設(shè)置問(wèn)題“問(wèn)答”進(jìn)行，或者師生共同“討論”進(jìn)行.如沖量實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，首先讓學(xué)生猜想“一個(gè)雞蛋從高處掉落是否會(huì)破碎？”，隨后讓學(xué)生觀看一段實(shí)驗(yàn)視頻——雞蛋從高處墜落在鐵盤(pán)中又反彈起來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用課堂的知識(shí)內(nèi)容解釋其中的緣由.教學(xué)過(guò)程中，適當(dāng)?shù)幕?dòng)有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，促進(jìn)學(xué)生深入思考，構(gòu)建其物理概念.而且互動(dòng)的過(guò)程也可以讓同學(xué)們發(fā)現(xiàn)自己的思維方式存在的不足，在未來(lái)的學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中能夠更有針對(duì)性的改進(jìn).而同學(xué)們通過(guò)與教師的互動(dòng)，也可以把自己的問(wèn)題反饋給教師，教師能夠更有針對(duì)性地給予學(xué)生充分的指導(dǎo).

演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)能讓學(xué)生對(duì)物理概念和規(guī)律理解地更加深刻，這些抽象、難以用言語(yǔ)表述清楚的概念在演示的幫助下更加具體直觀，學(xué)生對(duì)這些物理現(xiàn)象的理解記憶也會(huì)更加深刻，同樣對(duì)學(xué)生建立物理觀念有著重要幫助.

二、重視設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)思維創(chuàng)新

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案事實(shí)上對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)有著很高的要求，一方面要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)器材熟悉和了解，另一方面要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的步驟掌握嚴(yán)密清晰的邏輯思維.充分的考慮到同學(xué)們的個(gè)人能力和實(shí)際的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，在開(kāi)始帶領(lǐng)同學(xué)們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的時(shí)候，教師一定要給同學(xué)們規(guī)定明確的設(shè)計(jì)方向，要讓同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能夠有明確的目標(biāo).設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)要拆分成許多步，從明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康拈_(kāi)始，到選擇實(shí)驗(yàn)原理，最后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，這些環(huán)節(jié)的具體教學(xué)有助于提升學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的反思和改進(jìn)則有助于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新思維能力.正是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的步驟比較復(fù)雜，所以為了節(jié)省更多的課堂時(shí)間來(lái)給同學(xué)們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的體驗(yàn)，我們可以讓同學(xué)們以小組合作的形式來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，每一個(gè)同學(xué)在小組當(dāng)中的分工不同，各司其職，從而打造一份更加完善的設(shè)計(jì)方案.具體的小組劃分形式應(yīng)該按照同學(xué)們的實(shí)際學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)情況來(lái)完成，每一個(gè)小組應(yīng)該勢(shì)均力敵，小組成員的能力要有所差異，要能讓優(yōu)秀的成員帶著物理學(xué)習(xí)能力較弱的學(xué)生前進(jìn)，在同學(xué)們的相互幫助下更能實(shí)現(xiàn)共同的提高.這樣的教學(xué)才是更有意義的，也能讓同學(xué)們真正的做到課堂上的責(zé)任明確，讓每一個(gè)學(xué)生都能在課堂上體現(xiàn)出自己的價(jià)值，找到課堂教學(xué)的意義，成為課堂真正的參與者.

首先每個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡拇_定大部分來(lái)源于假設(shè)和猜想，這些假設(shè)和猜想最終指向與實(shí)驗(yàn)有關(guān)變量的確定，最終根據(jù)變量的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)生確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康臅r(shí)，教師要注意指導(dǎo)學(xué)生提出有道理依據(jù)的猜想.如“探究滑動(dòng)摩擦力與哪些因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，學(xué)生提出滑動(dòng)摩擦力和物體表面的粗糙程度、形狀、大小、壓力和面積有關(guān)，教師要及時(shí)提問(wèn)學(xué)生猜想的依據(jù)，避免學(xué)生想當(dāng)然的猜想影響變量的確定.其次實(shí)驗(yàn)原理的選擇包括了實(shí)驗(yàn)步驟的整體思路，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自己已知的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行相應(yīng)匹配，通過(guò)對(duì)方案的創(chuàng)新和改進(jìn)得到最貼切的實(shí)驗(yàn)方案整體思路.最后實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)是一個(gè)繁瑣的過(guò)程，不僅要選擇實(shí)驗(yàn)器材以及確定實(shí)驗(yàn)步驟，還要針對(duì)有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn).教師在教學(xué)中要重視學(xué)生解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)，如“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中存在一些問(wèn)題——力不變的情況下探究加速度和質(zhì)量的關(guān)系，如何保持力不變？解決這個(gè)問(wèn)題就要應(yīng)用受力分析方法，這些物理知識(shí)的綜合運(yùn)用恰好能提升學(xué)生的解決問(wèn)題能力.

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中最重要的部分，也是難度最大的一部分.教師在教學(xué)中應(yīng)按照目的、原理、方案的順序依次引導(dǎo)學(xué)生解決其中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，并幫助學(xué)生將知識(shí)、理念和思路整合在實(shí)驗(yàn)中，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力.

三、挖掘開(kāi)放實(shí)驗(yàn)，有效提升素養(yǎng)

探究實(shí)驗(yàn)相對(duì)于其他實(shí)驗(yàn)，具有開(kāi)放性的特點(diǎn)，學(xué)生在課內(nèi)課外都能參與實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程，親自動(dòng)手的過(guò)程中學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、思維品質(zhì)都能得到有效提升.開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的引入是有必要的，教師的教學(xué)不妨考慮從實(shí)驗(yàn)題材選取的開(kāi)放和學(xué)生活動(dòng)的開(kāi)放兩面入手，以學(xué)生為主體倡導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)新理念、培養(yǎng)新觀念、提升核心素養(yǎng).

開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)可以是教材中的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，也可以是師生共同創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)，還可以是“無(wú)法實(shí)現(xiàn)”的書(shū)面實(shí)驗(yàn).教材中許多實(shí)驗(yàn)的操作器材具有一定的時(shí)代特點(diǎn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的更換也能促進(jìn)學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)該實(shí)驗(yàn)的意義.如“探究小車(chē)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)器材中，使用氣墊導(dǎo)軌代替長(zhǎng)木板能讓實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確，光電計(jì)時(shí)器也能代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄更精確的數(shù)值.教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)教材實(shí)驗(yàn)中任何部分提出改進(jìn)的意見(jiàn)，大膽地做出改變并不見(jiàn)得一定是一件壞事.此外，實(shí)驗(yàn)的活動(dòng)形式也可以有所改變，開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)可以發(fā)生在教師的教學(xué)課堂上，也可以發(fā)生在課后思考后，還可以出現(xiàn)在學(xué)生的課余生活中.例如“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的學(xué)習(xí)后，有些學(xué)生對(duì)該物理現(xiàn)象表現(xiàn)出明顯的熱情，教師不妨讓學(xué)生嘗試“簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)”的實(shí)驗(yàn)——在干電池上纏上一半的線(xiàn)圈，形成一個(gè)開(kāi)口的線(xiàn)框，再把小磁鐵放在其中一個(gè)電極上，讓學(xué)生思考一下問(wèn)題：為什么線(xiàn)圈能夠持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)？有什么方法能讓線(xiàn)圈保持轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)不抖動(dòng)？把每一步步驟明確傳達(dá)給學(xué)生，并在旁邊寫(xiě)下關(guān)于開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題，讓學(xué)生通過(guò)操作鞏固知識(shí)、引發(fā)思考.這種操作性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，同樣能促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.

開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中必要的一部分，教師通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)題材的開(kāi)發(fā)和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所的開(kāi)放引導(dǎo)學(xué)生操作一些可行性的實(shí)驗(yàn)，不僅能讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)操作中蘊(yùn)含的樂(lè)趣，還能增強(qiáng)學(xué)生的思維能力.

總之，物理學(xué)科是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)和觀察為基礎(chǔ)的學(xué)科，學(xué)生的學(xué)習(xí)離不開(kāi)實(shí)驗(yàn).不管是現(xiàn)象明確的演示性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，還是邏輯性明確的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，還是隨性的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，都對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力、思考能力和創(chuàng)新能力有一定的幫助.教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，要注重引導(dǎo)學(xué)生感知其中的物理知識(shí)、構(gòu)建相應(yīng)的物理理念以及通過(guò)思考探索來(lái)提升核心素養(yǎng).

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[責(zé)任編輯：李 璟]