姚煥芹

摘 要：實驗是物理學(xué)的基礎(chǔ)，也是物理學(xué)科教學(xué)的重要內(nèi)容.通過物理實驗教學(xué)，讓學(xué)生了解物理現(xiàn)象，認識物理問題，增進物理體驗，發(fā)展物理探究能力.從課程內(nèi)容來看，物理實驗主要包括實驗觀察、動手實驗、實驗現(xiàn)象分析、相關(guān)物理知識點的獲取和運用等內(nèi)容.依托物理實驗教學(xué)，激發(fā)學(xué)生從實驗觀察、學(xué)習(xí)、體驗、討論中認知物理規(guī)律，增進物理思維，深化物理情感、態(tài)度、價值觀教育，達成深度學(xué)習(xí)目標(biāo).

關(guān)鍵詞：高中物理;實驗教學(xué);深度學(xué)習(xí)

中圖分類號：G632文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1008-0333（2021）03-0064-02

物理學(xué)是建立在實驗基礎(chǔ)上的學(xué)科，物理實驗也是物理課程教學(xué)的重點.在物理實驗教學(xué)中，借助于實驗觀察、分析、體驗和學(xué)習(xí)，從實驗活動中增進物理學(xué)習(xí)興趣，激活學(xué)生主動探究，開發(fā)物理學(xué)習(xí)思維等潛能.可以說，在物理實驗教學(xué)中，讓學(xué)生直觀、形象、生動的感知物理實驗，幫助學(xué)生從感性體驗中內(nèi)化物理概念、物理規(guī)律的習(xí)得.同時，從物理動手實驗中，促進學(xué)生猜想、判斷、創(chuàng)新精神，啟發(fā)學(xué)生高階思維.因此，教師在構(gòu)設(shè)實驗內(nèi)容時，要重視實驗的內(nèi)涵和獨特功能，不能照本宣科，而要強調(diào)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、質(zhì)疑品質(zhì)、科學(xué)思維、解決問題能力的發(fā)展.一、結(jié)合物理實驗背景文化，點燃學(xué)生深度學(xué)習(xí)熱情

在學(xué)習(xí)物理實驗時，教師往往將實驗的內(nèi)容、流程、目的、方法等進行詳細講解，而這些往往又是學(xué)生感到枯燥的地方.物理實驗在于對物理問題的直觀呈現(xiàn)與展示，也是一種最簡潔、最有效的物理課程教學(xué)內(nèi)容.但對于物理實驗背后的文化故事，往往與無數(shù)科學(xué)家的不懈努力、奮進息息相關(guān).這些知識在實驗課堂的融入，無疑為學(xué)生打開了一扇通向物理科學(xué)的大門.在每一個物理實驗的背后，都蘊藏著一段難以磨滅、不容忽視的艱辛探索故事.因此，將這些實驗背后的歷史文化知識挖掘出來，呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生從中獲得真切的情感體驗，激發(fā)對物理實驗課程的學(xué)習(xí)熱情，提高物理探究欲.如在電流定律實驗中，記錄了安倍整整十一年的不斷失敗，才獲得了實驗成功;在對雷電現(xiàn)象進行探究中，富蘭克林甚至冒著生命危險來捕捉實驗數(shù)據(jù);在挑戰(zhàn)權(quán)威中，伽利略以事實為依據(jù)，以理論推導(dǎo)為方式，驗證了自由落體運動定律，推翻了亞里士多德的錯誤觀點.這些感人的物理實驗故事，既展現(xiàn)了物理學(xué)科的崇高與嚴肅，又傳遞著科學(xué)家對待實驗、對待科學(xué)的治學(xué)態(tài)度，更成為學(xué)生物理情感、態(tài)度、價值觀教育的典型素材，讓學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情瞬間點燃.

二、精心準(zhǔn)備實驗，為學(xué)生深度學(xué)習(xí)明確方向

物理實驗課程教學(xué)，要達成實驗?zāi)繕?biāo)，就需要教師能夠結(jié)合實驗內(nèi)容，科學(xué)、全面、準(zhǔn)確的展示實驗過程.在實驗中，實驗器材的選擇，實驗原理的剖析與展示，實驗操作方法的規(guī)范等等，這些都可能直接影響物理實驗?zāi)繕?biāo)，如果出現(xiàn)問題，教師要能夠做好充分的預(yù)判分析，并靈活應(yīng)對.所以說，在物理實驗課程前，教師要做好充分的實驗準(zhǔn)備，要對實驗進行預(yù)備性調(diào)整，要做好實驗環(huán)節(jié)的演練，做好實驗預(yù)案和應(yīng)急措施，要讓實驗演示過程，能夠更好的突出實驗?zāi)繕?biāo)，啟發(fā)學(xué)生的物理思維，向?qū)W生展現(xiàn)科學(xué)的物理實驗過程.在高中物理實驗部分，有光、電、力、熱、原子物理等內(nèi)容.由于各物理實驗知識點不同，在實驗過程、實驗環(huán)節(jié)及實驗演示中也存在差異性.我們需要結(jié)合具體實驗內(nèi)容，來選擇合理的實驗方法，突出實驗關(guān)鍵點.如在學(xué)習(xí)電磁學(xué)知識時，需要結(jié)合電磁學(xué)原理觀察電磁現(xiàn)象.該實驗中，電源的選擇是關(guān)鍵點，如果電源電壓不當(dāng)，可能影響實驗效果.同樣，對于所用導(dǎo)線、連接器件等也要進行仔細檢查，電源內(nèi)阻要小，要處理接頭氧化部分，保持良好接觸.再如，在電路實驗教學(xué)中，電路設(shè)計是重點，還要做好各測量設(shè)備的準(zhǔn)確、可靠.如伏特表、安培表、多用表等在使用時，要選擇合理量程，確保測量誤差最小，也不會引發(fā)檢測設(shè)備受損.在光學(xué)實驗設(shè)計中，光源是重點，如果光源不達標(biāo)，也會影響光學(xué)實驗結(jié)果.在光源方面，有平行光源、點光源、強光源、激光等，激光具有良好的單色性、平行度和高亮度特點，在進行光的折射、反射、干涉、衍射等實驗中更具顯著效果.另外，考慮激光自身實際，在進行實驗操作時，要避免光源對眼睛的損傷.要在實驗前進行說明，規(guī)范學(xué)生實驗步驟和正確方法.

物理實驗的引入和應(yīng)用，要注重實驗演示效果.如果實驗效果不明顯，則可能與實驗設(shè)計方法，所使用的器材設(shè)備等有關(guān).為此，要對各項實驗器材進行提前檢測、準(zhǔn)備，保持良好使用狀態(tài).如對于溫度計是否正常，對電流計進行讀數(shù)時要朝向?qū)W生，連接線要接觸到位，有條理，避免漏接等.教師在設(shè)計物理實驗，安排實驗演示任務(wù)時，要突出實驗問題的提出，要結(jié)合不同實驗內(nèi)容，明確實驗任務(wù)、實驗主題，要讓學(xué)生了解該實驗相關(guān)的知識點，對實驗過程進行講解，讓學(xué)生了解實驗排除因素、干擾因素，快速、準(zhǔn)確、簡明了解實驗重點.在物理自感實驗中，對于自感現(xiàn)象的呈現(xiàn)，教師要對實驗裝置、實驗部件、實驗功能進行介紹，讓學(xué)生了解各部位的特點;接著，展示自感現(xiàn)象時，要引領(lǐng)學(xué)生注重實驗觀察，特別是結(jié)合實驗主題來分析實驗現(xiàn)象.如燈泡明暗變化現(xiàn)象等.另外，物理實驗教學(xué)，教師要結(jié)合實驗任務(wù)進行合理分組，挖掘?qū)嶒瀮?nèi)容，透析實驗本質(zhì)，展現(xiàn)實驗規(guī)律.如上述對自感現(xiàn)象的觀察，從中分析感應(yīng)電流的大小與方向，讓學(xué)生結(jié)合實驗過程分析i-t圖，加深對物理知識的學(xué)習(xí)、感知與理解，促進學(xué)生深度學(xué)習(xí)物理.

三、突出實驗參與體驗，激發(fā)深度學(xué)習(xí)動力

過去，在物理實驗教學(xué)中，往往以實驗過程、實驗現(xiàn)象為演示重點，教師是實驗實施者，學(xué)生是實驗觀察者，強調(diào)了教師的教，忽視了學(xué)生的動手參與體驗.整個實驗結(jié)論的得出，重結(jié)果、輕過程，讓很多學(xué)生對實驗喪失了興趣，也限制了學(xué)生對物理實驗的充分體會.為此，打破過去教師為主導(dǎo)的實驗教學(xué)，要關(guān)注學(xué)生的實驗實踐與操作體驗，發(fā)揮學(xué)生的實驗主體性.如在“丁達爾實驗”教學(xué)中，我們先讓學(xué)生用礦泉水瓶，穿一孔貼上膠帶裝滿水;準(zhǔn)備激光筆;教師對該實驗進行示范，引領(lǐng)學(xué)生觀察并討論實驗現(xiàn)象.之后，以學(xué)生自己準(zhǔn)備的器材進行自主探究，并觀察全反射過程.同樣，在“馬德堡半球”實驗中，先對球進行抽真空處理，然后挑選班級最強壯的學(xué)生進行現(xiàn)場拉，難以打開;接著，在球里進入少量空氣，再讓班級最體弱的女生進行拉，卻輕松打開.這兩個生動、鮮活的實驗結(jié)果，讓學(xué)生真切地感受到“空氣大氣壓強的存在”.事實上，這些趣味、真實、美妙、神奇的實驗過程，都能夠讓學(xué)生從中感受到物理實驗的獨特魅力，也會加深對物理現(xiàn)象、物理規(guī)律的認知，激發(fā)深度學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力.另外，變換物理實驗方案，激發(fā)學(xué)生深度學(xué)習(xí)問題意識.從物理實驗設(shè)計與構(gòu)思來看，實驗的演示往往以科學(xué)物理原理為基礎(chǔ)，借助于物理實驗器材來展示科學(xué).對于物理實驗教學(xué)，我們還可以變換實驗方案，以不同的實驗儀器、條件來拓展實驗視野.從教材物理實驗內(nèi)容來看，原形實驗有助于學(xué)生理解物理原理，而改進實驗方法，更有助于促進學(xué)生從實驗中學(xué)會質(zhì)疑，深度提問，培養(yǎng)物理探究意識，增強物理創(chuàng)新思維.在“定量探究變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系”實驗中，該實驗明確電壓與匝數(shù)的關(guān)系，但我們可以變革實驗內(nèi)容，分別對電壓與匝數(shù)關(guān)系進行調(diào)整，讓學(xué)生探究理想變壓器的工作原理，克服思維定勢，引領(lǐng)學(xué)生深度學(xué)習(xí)物理，提高實驗教學(xué)成效.

總之，物理實驗是反映物理現(xiàn)象、呈現(xiàn)物理規(guī)律，激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)興致的重要載體.教師要充分挖掘?qū)嶒灲虒W(xué)潛能，聯(lián)系學(xué)生學(xué)情實際，激發(fā)學(xué)生走進實驗、參與實驗、感知實驗，從實驗中掌握知識、能力，促進學(xué)生物理實驗課堂走向深度學(xué)習(xí).另外，教師要突出物理實驗在學(xué)生認知、情感、價值、品格方面的重要性，尊重實驗事實，挖掘?qū)嶒炿[性教育功能，提高物理實驗教學(xué)質(zhì)量，打造趣味、活力物理實驗課堂.

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