摘 要：實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為高中物理學(xué)科教學(xué)的重要組成部分，不僅可以促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的理解以及概念的建構(gòu)，還可以讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)觀察及具體操作中，實(shí)踐探究能力得以提高，學(xué)科素養(yǎng)得以有效養(yǎng)成.本文以新課標(biāo)為基礎(chǔ)，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值與策略進(jìn)行探討.

關(guān)鍵詞：高中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；價(jià)值考量；策略

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-0333（2023）30-0092-03

收稿日期：2023-07-25

作者簡(jiǎn)介：邵克岷（1974.4-），女，江蘇省連云港人，本科，中學(xué)高級(jí)教師，從事高中物理教學(xué)研究.

2017版課標(biāo)指出“在高中物理課程中，應(yīng)注重科學(xué)探究，尤其應(yīng)注重物理實(shí)驗(yàn)，這在培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和科學(xué)態(tài)度等方面具有重要地位”^[1].實(shí)驗(yàn)教學(xué)是引導(dǎo)學(xué)生分析和探究具體問題、強(qiáng)化學(xué)生物理概念理解、促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)發(fā)展的有效教學(xué)手段.高中物理課程的教學(xué)內(nèi)容因具有抽象性及理論化等特征，學(xué)生往往難以正確理解并形成物理觀念.實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以將物理現(xiàn)象以較為直觀的方式清晰展示，便于學(xué)生在概念理解的基礎(chǔ)上形成正確的物理認(rèn)知，進(jìn)而使其物理學(xué)科的綜合學(xué)習(xí)能力得以明顯提高.

1 高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值考量

1.1 展示實(shí)驗(yàn)過程，讓學(xué)生在觀察中興趣得以激發(fā)

高中物理課程與初中相較而言，學(xué)習(xí)內(nèi)容具有較高的抽象性，甚至與學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活經(jīng)驗(yàn)也缺乏必要的關(guān)聯(lián).實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以為學(xué)生直觀展示物理現(xiàn)象的發(fā)生過程，學(xué)生在觀察過程中可以將現(xiàn)實(shí)生活與物理知識(shí)的學(xué)習(xí)有效關(guān)聯(lián)，進(jìn)而在教師的引導(dǎo)、啟發(fā)下，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)生的內(nèi)在物理原理，以及可能得以推廣應(yīng)用的生活場(chǎng)景，產(chǎn)生濃厚的探究興趣.

1.2 動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作，讓學(xué)生在體驗(yàn)中主動(dòng)融入課堂

傳統(tǒng)的高中物理教學(xué)以單向輸出方式為主，學(xué)生極易產(chǎn)生枯燥乏味的內(nèi)心感受，長(zhǎng)此以往，必將喪失持續(xù)學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)力.實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅體現(xiàn)了“以生為本”的教學(xué)理念，更是基于學(xué)生對(duì)未知領(lǐng)域的探究心理，讓學(xué)生在動(dòng)手操作中體驗(yàn)物理學(xué)科的奧秘，再輔之教師的耐心指點(diǎn)及細(xì)致講解，學(xué)生的主觀學(xué)習(xí)欲望明顯增強(qiáng)，進(jìn)而自覺主動(dòng)融入課堂教學(xué)活動(dòng).

1.3 揭示物理真相，讓學(xué)生在實(shí)踐中形成正確理解

高中物理學(xué)科知識(shí)具有理論化特征，如教師僅以文字?jǐn)⑹龅姆绞介_展教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生必然對(duì)物理概念、原理及公式推導(dǎo)過程等內(nèi)容，采用背誦記憶的學(xué)習(xí)方法，既背離了課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，還可能造成學(xué)生的錯(cuò)誤理解.實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以將物理現(xiàn)象直觀展示，讓學(xué)生通過觀察和具體操作，進(jìn)行相應(yīng)公式和定理的驗(yàn)證，進(jìn)而對(duì)物理知識(shí)形成正確理解.

2 高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀分析

2.1 對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏足夠重視

實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為高中物理課程教學(xué)的重要組成部分^[2]，可以讓物理學(xué)科知識(shí)以直觀化的形式呈現(xiàn)，既可以減輕教師的教學(xué)壓力，又利于學(xué)生理解并形成正確認(rèn)知.然而由于部分教師“分?jǐn)?shù)至上”的錯(cuò)誤教學(xué)理念，認(rèn)為“實(shí)驗(yàn)教學(xué)可有可無，對(duì)最終成績(jī)影響不大”，自然不可能基于學(xué)科素養(yǎng)的高度開展實(shí)驗(yàn)教學(xué).在此現(xiàn)狀下，學(xué)校及教師對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性必然缺乏足夠重視，而僅僅關(guān)注學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)書面答卷的正確與否，以致學(xué)生的物理思維及學(xué)科素養(yǎng)均未能得以明顯提高.

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生認(rèn)知相脫離

高中物理教材或基于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的引發(fā)，或?yàn)榕囵B(yǎng)學(xué)生的探究心理，或?yàn)檎f明某個(gè)物理現(xiàn)象的原理，而收錄了部分易于學(xué)生理解的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)案例.然而部分教師只是將實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)作課堂調(diào)劑品來活躍課堂氣氛，并未將通過實(shí)驗(yàn)研究來激發(fā)學(xué)生探究物理的興趣、鍛煉學(xué)生的獨(dú)立思考能力和實(shí)踐動(dòng)手能力作為實(shí)驗(yàn)演示的目標(biāo).在此現(xiàn)狀下，教師在選取演示實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的過程中，會(huì)優(yōu)先考慮實(shí)驗(yàn)演示所帶來的視覺感官體驗(yàn)，并不考慮學(xué)生的真實(shí)認(rèn)知能力，以致實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生的認(rèn)知相脫離，最終影響到課堂教學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化率的提升，更難以在培養(yǎng)學(xué)生物理綜合能力方面起到引導(dǎo)作用.

3 高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略探尋

3.1 充分認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，并落實(shí)到綜合評(píng)價(jià)中

為讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能及價(jià)值得到有效發(fā)揮，教師應(yīng)從培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的角度出發(fā)，有針對(duì)性地設(shè)計(jì)并開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng).在學(xué)生方面，讓學(xué)生意識(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的重要性，并引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng).

以物理必修第一冊(cè)（2019版）的課程教學(xué)為例.本冊(cè)的教學(xué)內(nèi)容主要由運(yùn)動(dòng)、力、運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系三個(gè)部分構(gòu)成，由于高中物理學(xué)科的學(xué)習(xí)內(nèi)容及方法明顯不同于初中，為幫助學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，教材編排了大量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，因而學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程、原理、方法的掌握程度，在一定程度上反映了學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)情況.基于此，在整本教材的教學(xué)活動(dòng)結(jié)束后，教師除了用書面化考試的方式來檢測(cè)學(xué)生的知識(shí)掌握程度之外，還需要結(jié)合“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”等實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生的具體參與情況，以及動(dòng)手進(jìn)行實(shí)踐的質(zhì)量，來綜合考量學(xué)生的最終得分.這樣的綜合評(píng)價(jià)方式，既體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)重要性，又能夠引導(dǎo)學(xué)生花費(fèi)更多時(shí)間和精力完成實(shí)驗(yàn)探究任務(wù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量的有效提升.

3.2 鼓勵(lì)學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，提高課前預(yù)習(xí)質(zhì)量

部分教師認(rèn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整個(gè)流程過于繁瑣，且不可控因素太多，極易發(fā)生意外事件，同時(shí)占用了大量的授課時(shí)間，進(jìn)而導(dǎo)致教學(xué)任務(wù)無法如期完成.為盡量規(guī)避意外事件的發(fā)生，并提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，教師可以充分發(fā)揮信息技術(shù)在學(xué)科學(xué)習(xí)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，布置相應(yīng)的課前預(yù)習(xí)任務(wù)，并引導(dǎo)學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提前熟悉實(shí)驗(yàn)整個(gè)流程，以及相關(guān)注意事項(xiàng)等內(nèi)容，進(jìn)而為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行做好準(zhǔn)備工作.

以必修第一冊(cè)（2019版）的第二章第一節(jié)《實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律》實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例.本節(jié)內(nèi)容以上一章的時(shí)間、位移等相關(guān)概念理解為基礎(chǔ)，涉及了速度、加速度的計(jì)算，所用的實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用方法學(xué)生也已掌握，因而已具備自主開展課前預(yù)習(xí)的前提.教師可以以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)課前預(yù)習(xí)方案，鼓勵(lì)學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)搜索與“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”知識(shí)相關(guān)聯(lián)的微課視頻，讓學(xué)生以自主觀摩微課實(shí)驗(yàn)視頻的方式，了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)及使用原理，以及使用過程中的注意事項(xiàng)，并引導(dǎo)學(xué)生探索“結(jié)合已學(xué)知識(shí)猜想一下，小車的瞬時(shí)速度可能與哪些因素相關(guān)？”等問題，進(jìn)而提高預(yù)習(xí)的效果.這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)預(yù)習(xí)方式，不僅為課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利開展奠定了良好的基礎(chǔ)，更能促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的有效養(yǎng)成.

3.3 豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式方法，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果

隨著新版課標(biāo)的頒布及正式實(shí)施，教師需要不斷優(yōu)化原有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，積極探索新型教學(xué)方式，提升學(xué)生參與物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的興趣，以貼合學(xué)生興趣點(diǎn)的教學(xué)形式展開實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓課堂教學(xué)變得更為生動(dòng)有趣，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果.

以物理選擇性必修第三冊(cè)（2019版）的第三章第一節(jié)《功、熱和內(nèi)能的改變》教學(xué)為例.本小節(jié)需要通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生正確理解“做功是能量間的轉(zhuǎn)化，而傳熱則是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移”，以及“無論是做功還是熱傳遞，總能量既不損耗也增加，才能順利開展后面三節(jié)的教學(xué)活動(dòng).但如果實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)與學(xué)生日常生活實(shí)際相脫離，學(xué)生則很難理解“功、熱和內(nèi)能的改變”的基本原理.教師可以結(jié)合學(xué)生的生活實(shí)際，用“暖手寶取暖”及“熱水袋取暖”兩個(gè)常見的生活事例，來引發(fā)學(xué)生討論“哪種方式是依靠做功達(dá)到取暖目的？哪種方式是依靠熱傳遞達(dá)到取暖目的？”在學(xué)生討論之后，再正式開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng).這種利用生活常識(shí)作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)導(dǎo)入環(huán)節(jié)，既顯得新穎別致，又可以讓學(xué)生將注意力集中于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，進(jìn)而正確理解并掌握所學(xué)知識(shí).

3.4 鼓勵(lì)學(xué)生在操作中驗(yàn)證猜想，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力

無論從物理學(xué)科的發(fā)展史來看，還是從教材內(nèi)容編排的情況來看，物理實(shí)驗(yàn)均基于相應(yīng)的原理，指向相應(yīng)的探究目的，但并不存在固定的程序及方法.實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為半開放型教學(xué)活動(dòng)，如果過于程式化，則會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生可以預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的乏味感.基于此，對(duì)部分學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并在確保安全的前提下，讓學(xué)生在動(dòng)手操作中探究、驗(yàn)證自己所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的可行性及合理性，進(jìn)而通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力.

以物理必修第一冊(cè)（2019版）的第三章第一節(jié)《 重力與彈力》課程教學(xué)為例.本節(jié)教學(xué)內(nèi)容涉及到“重力”“彈力”兩個(gè)力學(xué)知識(shí)，存在“接觸”與“不接觸”兩種情況，理解難點(diǎn)為“力是一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體的作用”.通常情況下教師會(huì)采用“實(shí)驗(yàn)教學(xué)+講解練習(xí)”的方式來幫助學(xué)生建立概念并促進(jìn)理解，但學(xué)生往往會(huì)產(chǎn)生諸如“力是哪里來的？是儲(chǔ)存在物體內(nèi)部嗎？是如何儲(chǔ)存的？”等疑惑.為幫助學(xué)生正確建立“力的概念”并培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，教師可以指導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)“力的產(chǎn)生條件及表現(xiàn)形式”實(shí)驗(yàn)方案，并將“彈簧測(cè)力計(jì)及砝碼”“平面鏡”“激光筆”等實(shí)驗(yàn)器材交由學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，在學(xué)生的具體實(shí)驗(yàn)操作過程中，教師再引導(dǎo)學(xué)生思考“力是單個(gè)存在的嗎？”進(jìn)而幫助學(xué)生對(duì)“力”的抽象概念產(chǎn)生正確認(rèn)知.這樣讓學(xué)生自己動(dòng)手操作驗(yàn)證猜想的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，不僅有助于學(xué)生的學(xué)業(yè)進(jìn)步，更有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)^[3].

3.5 重視實(shí)驗(yàn)操作的具體細(xì)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度

為保證課堂教學(xué)進(jìn)度的有序開展，在以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)演示過程中，教師僅僅關(guān)注實(shí)驗(yàn)演示流程的順利推進(jìn)，而對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的相關(guān)細(xì)節(jié)“一帶而過”不做細(xì)致講解，以致學(xué)生“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”的學(xué)科素養(yǎng)未能得以有效培養(yǎng).為規(guī)避這種不良現(xiàn)象，教師在日常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，不僅重視操作流程的完整性，還應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)操作的細(xì)節(jié)講解，進(jìn)而讓學(xué)生以更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對(duì)待實(shí)驗(yàn)活動(dòng).

以物理必修第一冊(cè)（2019版）第四章第二節(jié)《 實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》課程教學(xué)為例.本實(shí)驗(yàn)涉及到“物體質(zhì)量”“作用力大小”以及“加速度”三個(gè)物理變量，教師通常采用控制變量的方法開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力，促進(jìn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)所形成的結(jié)論正確理解.但如果對(duì)于諸如“事先測(cè)量小車質(zhì)量”“法碼的釋放方式”等細(xì)節(jié)部分不做任何解釋，當(dāng)學(xué)生自己動(dòng)手驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論時(shí)必然會(huì)出現(xiàn)各類意外情況.為此，教師在做演示實(shí)驗(yàn)的過程中，不僅應(yīng)關(guān)注實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生“控制變量”實(shí)驗(yàn)方法的正確掌握，還應(yīng)從實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)著手，為學(xué)生演示當(dāng)實(shí)驗(yàn)操作不當(dāng)時(shí)可能出現(xiàn)的意外情況，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的不良影響，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐操作能力的提高，并培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度.

總而言之，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在推動(dòng)學(xué)生全面掌握物理學(xué)科知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生物理探究能力等方面起到重要作用.作為高中物理學(xué)科的一線教師，應(yīng)基于新版課標(biāo)的教學(xué)要求，深度挖掘?qū)嶒?yàn)教學(xué)在物理學(xué)科教學(xué)中應(yīng)用價(jià)值，以科學(xué)合理的方式安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)習(xí)能力的穩(wěn)步提升.

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[責(zé)任編輯：李 璟]