曹鏃

摘? ?要：應(yīng)用了案例和實(shí)驗(yàn)法等，系統(tǒng)就高中物理實(shí)驗(yàn)對突破思維障礙的作用進(jìn)行了探討分析，并就物理實(shí)驗(yàn)的具體教學(xué)策略進(jìn)行了研究;實(shí)驗(yàn)可以活躍學(xué)生思維;增強(qiáng)學(xué)生動手能力;還幫助學(xué)生了解知識與理論形成過程，構(gòu)建知識體系;而學(xué)校也應(yīng)改善教學(xué)水平，創(chuàng)造更好的實(shí)驗(yàn)條件，并要求教師積極創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法，進(jìn)行情境與互動教學(xué)等。

關(guān)鍵詞：高中物理;實(shí)驗(yàn);教學(xué)

1? 物理實(shí)驗(yàn)概述

物理實(shí)驗(yàn)是根據(jù)相關(guān)科學(xué)定律，借助于一定的實(shí)驗(yàn)器材道具，對物理現(xiàn)象和規(guī)律進(jìn)行探究的過程。高中物理是素質(zhì)教育的核心科目之一，物理學(xué)也是人類進(jìn)步鑰匙，它既有實(shí)驗(yàn)又有理論，而能夠推動物理不斷進(jìn)步發(fā)展的正是其中的物理實(shí)驗(yàn)。對于很多高中生而言，若只通過理論學(xué)習(xí)，難以深入地了解科學(xué)真相，要想達(dá)到這樣的目的，還必須借助于實(shí)驗(yàn)才能了解事物的本質(zhì)。就目前的高中物理教學(xué)而言，不少學(xué)生的思維還停留在簡單的理論、公式、原理層面，雖能簡單的讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識，但是對于越來越復(fù)雜的科學(xué)奧秘，學(xué)生在思維上便難以突破，自身更缺少獨(dú)立思考的習(xí)慣[ 1 ]。

2? 實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)習(xí)思維突破中的作用

2.1? 有助于培養(yǎng)學(xué)習(xí)物理學(xué)的思維活躍性

思維活躍度越高，學(xué)習(xí)知識時便越專注，反之越不愛動腦思維越停頓。高中物理是一門相對復(fù)雜的學(xué)科，對學(xué)生的思維邏輯和思考方式有著較高的要求。在日常的學(xué)習(xí)過程中，不少學(xué)生會因?yàn)樗季S的局限性而無法深入理解知識本身，在解題的過程中也會出現(xiàn)思維不清晰的現(xiàn)象，長久如此則會極大的影響學(xué)生的物理成績和學(xué)習(xí)物理的興趣[ 2 ]。而物理實(shí)驗(yàn)是突破思維障礙必經(jīng)之路。實(shí)驗(yàn)不同于理論，實(shí)驗(yàn)集合了文字、工具、畫面、過程等不同元素，是人們探索事物的始末和本質(zhì)的途徑，借助于這樣的途徑，學(xué)生的興趣和愛好自然會得以提升。教師通過實(shí)驗(yàn)的引導(dǎo)，讓學(xué)生可以理解到文本知識理論背后的真相，學(xué)生也會更加熱情積極的參與到其中，且在親手操作實(shí)驗(yàn)中到自己從問題到結(jié)果的成功樂趣，均可增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的專注性，拓展學(xué)生的思維空間。

2.2? 有助于培養(yǎng)學(xué)生動手與思維創(chuàng)新能力

高中物理實(shí)驗(yàn)，不同于單純的傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)，其可通過實(shí)驗(yàn)過程和數(shù)據(jù)，讓學(xué)生實(shí)地的觀察現(xiàn)象，分析數(shù)據(jù)，甚至親自讓學(xué)生動作操作工具，體會與了解物理理論背后的真理以及過程，這樣學(xué)生的思維空間會發(fā)生很大的改變，從原來盯著文本材料思考到親自觀察數(shù)據(jù)和結(jié)果來思考，這對于學(xué)生后期記憶知識和解題都是具有極大好處的。此外，學(xué)生在教師的教導(dǎo)下，通過真實(shí)的器材以及具體的實(shí)驗(yàn)方法，可將對理論知識的感性認(rèn)知升華到理性認(rèn)識，在整個過程中，學(xué)生的思維能力事實(shí)上是不斷提升的，發(fā)散性思維能力也在不斷增強(qiáng)的，久而久之學(xué)生便可以以更微觀的角度去認(rèn)識更多物理知識了，也能將這些同自己的課堂學(xué)習(xí)和生活現(xiàn)象結(jié)合起來思考，做到學(xué)以致用。當(dāng)然，物理實(shí)驗(yàn)對于學(xué)生思維的突破不僅僅體現(xiàn)在思維發(fā)散上，其最終是要落地到提升學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力方面，通過物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以增強(qiáng)學(xué)生的思維落地性和動手能力，讓學(xué)生通過物理實(shí)驗(yàn)不斷提高自主學(xué)習(xí)意識，從而達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果。

2.3? 幫助學(xué)習(xí)構(gòu)建知識形成的思維過程

物理的學(xué)習(xí)是一個循序漸進(jìn)、由簡到繁的過程，知識結(jié)構(gòu)的構(gòu)建也是一個思維形成的過程。物理作為一門對學(xué)生思考能力、思維連貫性要求高的學(xué)科，要想讓學(xué)生突破思維障礙，必須讓學(xué)生的思維從表層深入到里層。由于在實(shí)際教學(xué)過程中，缺乏很多對真相的追求，這讓學(xué)生的思維無法真正跟上，僅僅只是讓學(xué)生知道了表像卻不了解真正的目的和在生活中的價值。顯然，若是高中物理教師無法幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識結(jié)構(gòu)，學(xué)生就只能掌握表面的東西而無法形成完整的物理思維體系，在學(xué)習(xí)更為深層次理論或者解題的過程中便會由于思路不清而形成思維障礙，長此以往就容易形成惡性循環(huán)。例如，電源電動勢和內(nèi)阻的測量原理，如果只是通過理論教學(xué)，顯然學(xué)生的思維不會形成良好的過程，但通過物理實(shí)驗(yàn)，則可幫助學(xué)生突破思維障礙。案例如下：

（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

電源電動勢和內(nèi)阻的測量原理及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法。

（2）實(shí)驗(yàn)器材

電流表1只，電壓表1只，滑動變阻器1個，開關(guān)1個，導(dǎo)線若干，干電池1節(jié)

（3）整體設(shè)計思路（見圖1）

（4）教學(xué)過程設(shè)計

Ⅰ.伏安法測電源的電動勢和內(nèi)阻的基本原理：原理如圖2所示。

（1）由U=E-Ir可知，測出幾組U、I值，作出如圖3所示的U—I圖像，圖線在U軸上的截距為E。圖線的斜率的絕對值為電阻r=。

用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)阻的兩種變形方法

①用電阻箱、電流表測定——實(shí)驗(yàn)電路如圖4所示。

改變電阻箱的阻值，記錄R與I，應(yīng)用E=I1（R1+r）E=I2（R2+r），求出E、r。為了準(zhǔn)確，可多測幾組數(shù)據(jù)，求E與r各自的平均值。

②用電阻箱、電壓表測定——實(shí)驗(yàn)電路如圖5所示。

改變電阻箱的阻值，記錄R與U，應(yīng)用E=U1+rE=U2+r，求出E、r。多測幾組數(shù)據(jù)分別求出幾組E、r的值，再利用平均法求出E、r，即為測量值。

Ⅱ.用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)阻的誤差分析。

若采用圖6（a）或（b）電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律，由兩次測量列方程為：

E測=U1+I1r測? ? ? ?E測=U2+I2r測

解得：E測=? ? r測=

若考慮電流表和電壓表的內(nèi)阻，對圖6（a）電路應(yīng)用閉合電路歐姆定律有：

E=U1+（I1+）r? ? ? ? E=U2+（I2+）r式中E、r為電源電動勢和內(nèi)阻的真實(shí)值。

解得：E=>E測? ?r=>r測

對圖6（b）電路應(yīng)用閉合電路歐姆定律有：

E=U1+I1r+I1RA? ? ? ?E=U2+I2r+I2RA

解得：E==E測? ? ? ?r=-RA

以上可知，在物理學(xué)習(xí)過程中很多學(xué)生存在一種問題，即能了解結(jié)論本身但不了解其形成的過程，思維層面停留于表面結(jié)果，無法深入到過程細(xì)節(jié)。物理實(shí)驗(yàn)則可讓學(xué)生的思維從開始到結(jié)尾均有良好的循環(huán)。

2.4? 有助于強(qiáng)化教師對課堂例題教學(xué)的指導(dǎo)

一是幫助加強(qiáng)高中物理解題思維教學(xué)研究。教師要進(jìn)一步的加強(qiáng)相關(guān)方面的研究，在教研活動中不斷充實(shí)和提升自己的水平與能力。對于有的教師而言，在教學(xué)過程中缺乏對相關(guān)解題教學(xué)的深入思考，所以難免在日常課堂教學(xué)中存在一些不足，這就要求教師要提升自己的專業(yè)水平，從專業(yè)的角度去學(xué)習(xí)和掌握課堂思維教學(xué)的方法和規(guī)律，以此認(rèn)識到該教學(xué)模式的重要性和意義。

二是有利于教學(xué)中貼近學(xué)生的生活實(shí)際。在解題指導(dǎo)的過程中提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。高中物理解題思維品質(zhì)的培養(yǎng)必須著眼于生活實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會應(yīng)用高中物理知識去解釋實(shí)際生活中的各種高中物理現(xiàn)像。此外，為了讓其更加貼近生活，教師應(yīng)該采取信息化教學(xué)手段，使“互聯(lián)網(wǎng)+”能夠充分發(fā)揮在教學(xué)中的作用，讓高中生更直觀、形象、生動的理解解題邏輯與生活案例之間的聯(lián)系，而這對于理解能力較差的高中生來說，可以起到很大的幫助。

3? 發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)在突破思維障礙中的作用的策略

3.1? 改善實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)條件

在素質(zhì)教育的要求下，高中物理教學(xué)必須采取理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)同步進(jìn)行的方式，為此需要樹立全新的物理實(shí)驗(yàn)觀念，推動學(xué)校、教師和學(xué)生構(gòu)建良好的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)條件。一方面，學(xué)校要重視物理實(shí)驗(yàn)的作用，改變傳統(tǒng)的教學(xué)理念，全面加大對物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的經(jīng)費(fèi)投入，對實(shí)驗(yàn)資源進(jìn)行更新優(yōu)化，以確保資源的充足和可用;同時，物理教師也需要不斷的更新自己的知識，學(xué)習(xí)更多新的物理知識和物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，增強(qiáng)自己帶學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的綜合素養(yǎng);而學(xué)生自身也要主動在學(xué)習(xí)高中物理教材理論的同時，主動積極地參與到實(shí)驗(yàn)活動中去，確保自身的知識學(xué)習(xí)和技能學(xué)習(xí)最大化。

3.2? 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程引導(dǎo)學(xué)生思維發(fā)散

學(xué)生的思維發(fā)散能力關(guān)系到學(xué)生學(xué)習(xí)知識的速度和效率。教師在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，不應(yīng)只對照教材要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而是要敢于對實(shí)驗(yàn)儀器和方法進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整與 創(chuàng)新。由于在高中物理中，不少知識理論是直接以結(jié)論形式面向師生展示出來，在思維層面學(xué)生并不是都知識其推導(dǎo)過程，在這種條件下教師可以結(jié)合實(shí)際情況改善實(shí)驗(yàn)演示過程，并由多名學(xué)生共同完成整個實(shí)驗(yàn)操作。例如驗(yàn)證胡克定律實(shí)驗(yàn)：

（1）物理知識：胡克定律;

（2）教學(xué)要求：學(xué)生掌握該定律基本理論和要求;熟悉其形成過程;

（3）原有實(shí)驗(yàn)：從傳統(tǒng)意義上，將彈簧豎直使其自然伸長，而后采取措施再加鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)過程;

（4）實(shí)驗(yàn)不足：學(xué)生對彈簧重力因素缺乏考慮，在思維方面會形成固化，認(rèn)為其只是增加的力與形變量關(guān)系。

（5）實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：彈簧更改為水平放置用定滑輪改變力的方向。例如，可考慮在利用單擺研究機(jī)械能守恒時，若實(shí)驗(yàn)中不好直接的判斷小球是否能回到原高度，則可考慮以水平固定好一個長直尺，再將小球拉升到直尺放下，看小球能否在到達(dá)直尺。

（6）實(shí)驗(yàn)效果：改進(jìn)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方法，可以讓學(xué)生的思維更加多元發(fā)散和創(chuàng)新，在思維層面通過多種途徑去探究物理真相，讓學(xué)生把實(shí)驗(yàn)和知識有效融合起來。

3.3? 融入情境實(shí)驗(yàn)教學(xué)助推學(xué)生突破思維障礙

情境教學(xué)在許多學(xué)科教學(xué)中均可以發(fā)揮出作用，在高中物理教學(xué)中同樣如此。情境教學(xué)可以很好的啟迪思維，幫助學(xué)習(xí)突破思維。在物理實(shí)驗(yàn)中，融入情境教學(xué)則能讓學(xué)生感受到實(shí)驗(yàn)與生活的近距離，幫助學(xué)習(xí)認(rèn)識物理的實(shí)際意義與用途，進(jìn)而提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效性。從方法層面而言，教師應(yīng)該在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中按照章節(jié)課程要求設(shè)置合理的情境畫面，讓物理實(shí)驗(yàn)變成有故事、有目標(biāo)、有分工、有人物角色、有道具和有相互配合的過程畫面，以激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)物理的熱情。當(dāng)然，需要注意的是，在將情境教學(xué)融合物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中時，首先需要注重對課前問題的設(shè)置，一個好的問題可以很好的誘導(dǎo)學(xué)生去發(fā)揮自己的想象空間思考，如此方能有效的幫助高中學(xué)生突破思維障礙。

3.4? 增加互動實(shí)驗(yàn)操作幫助學(xué)生構(gòu)建思維體系

搭建思維體系是十分重要的，從理論上講，在物理課堂教學(xué)中加入實(shí)驗(yàn)這一步驟，其重要意義便在于幫助學(xué)生理清思維障礙，讓學(xué)生從傳統(tǒng)思維轉(zhuǎn)為創(chuàng)新思維，進(jìn)而不斷突破自身的思維障礙。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師可以加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)，但不能僅僅自身進(jìn)行實(shí)驗(yàn)示范性教學(xué)，而是要求學(xué)生可以逐一的分工和配合，最好做到人人可參與人人可操作的地步，簡單來說就是在實(shí)驗(yàn)課上要做到合理安排，確保學(xué)生親自動手實(shí)驗(yàn)，打破他們的思維障礙讓他們注意力得到集中，借助于這樣的行為其好處在于能讓學(xué)生用自己的雙手去驗(yàn)證其學(xué)習(xí)的物理理論知識，深刻探究物理結(jié)論的形成過程。在完成步驟后，大家亦可互動的參與和討論，久而久之學(xué)生會對該理論和該實(shí)驗(yàn)留下深刻的印象以及記憶。而在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面，教師盡量以選擇教材中的材料為主，這樣可讓學(xué)生對基礎(chǔ)知識有更為扎實(shí)的掌握，有了基礎(chǔ)知識作為支撐，學(xué)生自然會對物理知識的了解更加深刻、透徹，逐步的養(yǎng)成物理思維，從而在解題中能夠思路清晰。

4? 結(jié)束語

（1）總體來看，高中物理實(shí)驗(yàn)對于突破學(xué)生的思維障礙可以起到非常大的幫助和作用，可以幫助學(xué)生增強(qiáng)思維的活躍性、發(fā)散創(chuàng)新思維以及增強(qiáng)自身的動手能力等。

（2）物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對高中物理教學(xué)有極大的的幫助，高中物理實(shí)驗(yàn)對學(xué)生突破思維障礙的重要性不言而喻。要進(jìn)一步認(rèn)識到實(shí)驗(yàn)教學(xué)對于物理教學(xué)的意義，采取更為優(yōu)化的手段，改善實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)條件。

在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程，要創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法，引導(dǎo)學(xué)生動手操作，進(jìn)而不斷地提升學(xué)生的思維能力，構(gòu)建比較完善的知識結(jié)構(gòu)和物理思維體系。教師和學(xué)校也應(yīng)該在日常教學(xué)中不斷做到實(shí)驗(yàn)與理論相結(jié)合，加強(qiáng)學(xué)生動手能力和自主學(xué)習(xí)意識的提升。

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