高財遠

摘 要：物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理學(xué)科的發(fā)展和進步離不開物理實驗，學(xué)生物理核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展也離不開實驗，特別是隨著課改的不斷推進和深化，實驗教學(xué)已從原來簡單地讓學(xué)生掌握實驗步驟和實驗結(jié)論到現(xiàn)在更加注重學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在新的教育形勢下，教師需要對傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式進行改進和創(chuàng)新，加強對學(xué)生實驗設(shè)計和實驗創(chuàng)新等能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，指導(dǎo)學(xué)生運用物理知識解決實際問題，讓學(xué)生做到學(xué)以致用，全面提升學(xué)生的能力與素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：高中物理；實驗教學(xué)；情境；項目；第二課堂

中圖分類號：G63 ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ?文章編號：1673-9132（2023）13-00６７-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2023.13.0２２

物理實驗在高中物理教學(xué)中占據(jù)著十分重要的地位，它不僅可以讓學(xué)生親歷物理知識的形成過程，幫助學(xué)生更好地理解和掌握物理知識，還有助于學(xué)生物理素養(yǎng)和物理技能的養(yǎng)成，同時也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的“沃土”。在傳統(tǒng)的物理課堂上，教師用口頭講實驗代替了學(xué)生做實驗，用教師演示實驗代替了學(xué)生自己動手操作，而且在很多教師和學(xué)生眼中，實驗總是處于被動的位置，教師為了幫助學(xué)生應(yīng)付考試而教，學(xué)生也是為了分數(shù)才學(xué)。這種應(yīng)試型的實驗教學(xué)模式已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)前物理教學(xué)改革的趨勢，也難再滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。為此，高中物理教師需要創(chuàng)新實驗教學(xué)策略，運用現(xiàn)代化的教學(xué)手段和多樣化的教學(xué)方法提升實驗教學(xué)的趣味性、知識性和探究性，為學(xué)生提供動手操作的時間和空間，讓學(xué)生在親身體驗中掌握物理知識、方法和技能，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為國家和社會培養(yǎng)高素質(zhì)、應(yīng)用型的人才。

一、高中物理實驗教學(xué)存在的問題

（一）實驗教學(xué)內(nèi)容單一

在當(dāng)前的教育教學(xué)中，很多教師和學(xué)生都存在著“一考定終身”的觀念，認為高考決定著學(xué)生未來的人生走向，因此把提高物理成績作為教與學(xué)的起點和終點，把學(xué)生困在題海中，打消了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。教師以提高學(xué)生的應(yīng)試能力和解題能力作為教學(xué)的主要目標(biāo)，圍繞教學(xué)大綱和考試大綱為學(xué)生提供大量實驗題，用刷題的方式訓(xùn)練學(xué)生解決實驗題的能力，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)到的都是死知識，缺乏實戰(zhàn)經(jīng)驗和物理思維能力。當(dāng)學(xué)生面對一些新穎、靈活的實驗問題時就會束手無策、無從下手，不能把所學(xué)的物理知識有效遷移到新的物理實驗中，違背了實驗教學(xué)的初衷。

（二）實驗教學(xué)方式單調(diào)

物理實驗是一項充滿趣味性的教學(xué)活動，其教學(xué)形式應(yīng)當(dāng)是靈活多樣的，但在實際教學(xué)中并非如此。有些教師沒有認識到實驗的重要性，為了節(jié)省課堂教學(xué)時間，把很多需要學(xué)生動手操作的實驗用多媒體進行演示或者只是口頭“講”實驗，雖然學(xué)生也能夠從中了解到實驗過程和實驗結(jié)論，但是語言描述和動畫模擬并不能替代現(xiàn)場實驗對學(xué)生的吸引力，甚至還會導(dǎo)致學(xué)生對實驗結(jié)論產(chǎn)生懷疑的態(tài)度，影響科學(xué)素養(yǎng)的形成。高中生對外界事物具有濃厚的好奇心和強烈的求知欲，在實驗教學(xué)中教師沒有意識到學(xué)生的這一心理特點，往往是把實驗的結(jié)果先告訴學(xué)生，然后再利用實驗進行驗證，這種驗證性的實驗教學(xué)模式挫傷了學(xué)生的探究欲望。

（三）學(xué)生實驗?zāi)芰Ρ∪?/p>

高中物理所涉及的知識點多且復(fù)雜，知識也比較抽象，給學(xué)生的物理學(xué)習(xí)帶來了一定的難度，導(dǎo)致學(xué)生對實驗的積極性不高，即使有意愿加入到實驗教學(xué)中，也僅僅是對實驗現(xiàn)象感興趣，無法掌握實驗的本質(zhì)，學(xué)生缺乏實驗基礎(chǔ)，造成了實驗效率偏低的現(xiàn)象。教師不讓學(xué)生參與到實驗設(shè)計、儀器選擇、成果展示等活動中，師生之間的互動相對較少，限制了學(xué)生的思維發(fā)散。還有些學(xué)生參與實驗教學(xué)的目的不正確，他們往往只是為了應(yīng)付考試而參與實驗，在課外很少主動設(shè)計和思考實驗，實驗?zāi)芰Ρ∪?，不能將所學(xué)的物理知識靈活地運用到實驗中。

二、高中物理創(chuàng)新實驗教學(xué)策略

（一）創(chuàng)設(shè)實驗情境，激發(fā)探究興趣

物理是一門以實驗為主的學(xué)科，物理實驗在物理教學(xué)中具有重要的作用。在實驗教學(xué)中，如果教師采用長驅(qū)直入的方式，很容易讓學(xué)生抓不住重點、找不到關(guān)鍵，影響物理實驗效率。所以，教師可以結(jié)合實驗內(nèi)容和實驗?zāi)康膭?chuàng)設(shè)與之相關(guān)的實驗情境，將特定的情境作為實驗教學(xué)的鋪墊，把視覺形象和實驗教學(xué)的價值結(jié)合起來，讓學(xué)生在視覺感知下進行積極的思維活動，激發(fā)學(xué)生的探究興趣。良好的物理實驗情境可以開闊學(xué)生的視野，降低物理實驗的理解難度，發(fā)揮學(xué)生的主體地位，形成比學(xué)趕超的學(xué)風(fēng)，深化對物理實驗的認知，構(gòu)建起系統(tǒng)化的物理知識網(wǎng)絡(luò)。

高中物理教學(xué)中的很多實驗在物理學(xué)史上具有關(guān)鍵意義，這些實驗是一代又一代的科學(xué)家智慧與汗水的結(jié)晶，推動了物理學(xué)科的發(fā)展。在實驗教學(xué)中，教師可以用物理學(xué)史的內(nèi)容為學(xué)生創(chuàng)設(shè)實驗情境，通過動畫、視頻等方式演示物理學(xué)家的實驗探究過程，還可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容講述相關(guān)物理學(xué)家的生平事跡、取得的研究成果等，把物理實驗與豐富多彩的歷史背景相結(jié)合，深化學(xué)生對物理知識的感知，引導(dǎo)學(xué)生以科學(xué)家為榜樣，樹立崇高的理想和信念，同時也可以激發(fā)實驗探究的興趣和自信。教師可以從網(wǎng)絡(luò)中查詢當(dāng)前的物理前沿資料，利用多媒體展示當(dāng)前物理學(xué)領(lǐng)域取得的成就，讓學(xué)生在感嘆強大科技力量的同時增強實驗動力，激發(fā)學(xué)生發(fā)明創(chuàng)造的欲望。高中生已經(jīng)具備一定的生活經(jīng)驗，但這些生活經(jīng)驗并不是完全正確的，有時也會成為學(xué)生思維的障礙。教師可以從學(xué)生的生活經(jīng)驗和已有認知出發(fā)，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)形式多樣的問題情境，在學(xué)生的已有認知和實驗現(xiàn)象之間有意地制造矛盾和沖突，引導(dǎo)學(xué)生在觀察中提出問題，并通過自主實驗加以驗證，鼓勵學(xué)生自我修正和自我完善，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度。

（二）改良傳統(tǒng)實驗，發(fā)展探究能力

傳統(tǒng)的物理實驗相對枯燥，缺乏吸引力和新鮮感，學(xué)生在學(xué)習(xí)的時候容易感到厭煩。為此，教師可以鼓勵學(xué)生發(fā)揮聰明才智，對這些傳統(tǒng)實驗加以改良，使改造后的實驗更加貼近學(xué)生的實際情況，更容易激發(fā)學(xué)生的參與興趣。在當(dāng)下，“從生活走向物理”是高中物理教學(xué)的重要理念，教師要樹立生活化的教育觀，指導(dǎo)學(xué)生將生活元素融入物理實驗中，利用易得的生活材料和廢舊物品對傳統(tǒng)實驗進行改進和創(chuàng)新，用生活物品替代傳統(tǒng)的實驗器材，還可以在不影響實驗結(jié)論的前提下改變實驗步驟、實驗環(huán)境、實驗條件，打破教條主義，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新精神。

物理實驗改良要體現(xiàn)創(chuàng)新性和綜合性的特點，鼓勵學(xué)生發(fā)揮聰明才智，提出各種各樣的想法，設(shè)計新型實驗，揭示物理原理。教師可以設(shè)計主題式的改良實驗活動，給學(xué)生拋出實驗主題，激活課堂，使學(xué)生自主獲取新知識。比如人教版高中物理實驗《研究平拋運動》，要求學(xué)生通過經(jīng)歷實驗探索過程，鍛煉思考的全面性、準(zhǔn)確性。如果教師只是按照教材中的實驗方案進行教學(xué)，學(xué)生很快就會失去興趣，并且不會再進行深入的研究，使物理實驗水平受到限制。如今，教師給學(xué)生發(fā)放思維導(dǎo)圖，將與本節(jié)課內(nèi)容有關(guān)聯(lián)的內(nèi)容都展示出來，鼓勵學(xué)生創(chuàng)新求變，自主設(shè)計出實驗方案，并且進行討論和計算，得出實驗結(jié)論。有的學(xué)生提出利用斜面小槽等器材，讓鋼球從斜槽上滾下來，沖過水平槽飛出后做平拋運動，由此來深入研究平拋運動，理解平拋運動是勻變速運動，其加速度為g。還有的學(xué)生提出利用有孔的塑料瓶向外噴水，以此來研究平拋運動，以形象直觀的方式給學(xué)生以清晰的認識，強化知識與生活相聯(lián)系的意識。

（三）運用項目教學(xué)，豐富學(xué)習(xí)體驗

物理教學(xué)的主要目的重在培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和探究能力，這就需要教師多為學(xué)生提供動手操作的條件和機會，讓學(xué)生經(jīng)歷探究的過程，在實驗中學(xué)習(xí)科學(xué)知識和科學(xué)探究的方法，提高分析問題和解決問題的能力。在日常教學(xué)中，教師可以引入項目式教學(xué)，學(xué)生通過合作完成某一特定的學(xué)習(xí)項目，帶來一種全新的學(xué)習(xí)體驗，形成具有特色的實驗課堂。項目的完成過程就是物理知識的學(xué)習(xí)過程，有利于改善學(xué)生被動學(xué)習(xí)的現(xiàn)象，構(gòu)建高效的物理實驗課堂。教師要尊重學(xué)生的個體差異，同時也要突出學(xué)生的主體地位，和學(xué)生一起確定實驗項目任務(wù)，使實驗項目學(xué)習(xí)的主題更加貼近學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生積極主動地加入項目的實施過程中。

為了保證項目完成的效果，教師可以采用小組合作學(xué)習(xí)的方式，按照“組間同質(zhì)，組內(nèi)異質(zhì)”的原則把學(xué)生進行科學(xué)合理的小組劃分，并對每個小組進行職責(zé)分工，在小組內(nèi)設(shè)置小組長、操作員、記錄員、觀察員等，通過分工協(xié)作和小組成員間的交流與討論，讓學(xué)生深刻理解實驗原理、了解實驗現(xiàn)象、得出正確實驗結(jié)論，拓寬物理思維，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識。在實驗項目實施過程中，教師還可以利用信息技術(shù)搭建網(wǎng)絡(luò)交流平臺，利用微信、釘釘?shù)溶浖M建班級學(xué)習(xí)群，讓學(xué)生在群內(nèi)進行實時互動，相互交流經(jīng)驗，共同探討在實驗中遇到的困難和問題，打破課堂時間與空間的限制，實現(xiàn)實驗教學(xué)中的實時互動和互相學(xué)習(xí)，活躍實驗教學(xué)氣氛。在實驗項目結(jié)束后，教師還要鼓勵學(xué)生用圖片、視頻等形式呈現(xiàn)項目成果，讓每個小組派一名代表向教師和其他學(xué)生講述小組的實驗過程和實驗心得，讓每個小組的學(xué)生都能收獲成功的喜悅，同時也可以從教師和其他學(xué)生的評價中對自己小組的實驗加以反思，產(chǎn)生更多新想法、新思路，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。

（四）引入信息技術(shù)，開發(fā)學(xué)生潛力

信息技術(shù)的發(fā)展為物理實驗的改進和創(chuàng)新提供了有利條件，教師可以把數(shù)字化的實驗系統(tǒng)融入實驗教學(xué)中，利用先進的信息技術(shù)手段，讓學(xué)生更直觀地觀察物理現(xiàn)象，更深刻地揭示物理規(guī)律，促進學(xué)生對物理知識的主動構(gòu)建，養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣。由于學(xué)生觀察力有限，有時很多實驗現(xiàn)象觀察不到，有時數(shù)據(jù)過多、過大，很容易造成實驗誤差。為此，教師可以利用傳感器來感應(yīng)實驗過程中的微小變化和瞬間變化，并將其生成圖像、表格、視頻等，實現(xiàn)實驗過程的可視化、直觀化，把實驗誤差降到最小，提高實驗結(jié)論的準(zhǔn)確性，加深學(xué)生對物理實驗的了解。

演示實驗是實驗教學(xué)中必不可少的內(nèi)容，但受教學(xué)空間和實驗本身的限制，有些實驗現(xiàn)象學(xué)生在課堂上是觀察不到或觀察不清的。以前遇到這樣的情況，教師就會要求學(xué)生死記硬背實驗結(jié)論，不做進一步的拓展和延伸，脫離了學(xué)生的實際水平。在新時期，教師可以引入實物展臺，把演示實驗的操作過程利用投影進行放大，提高實驗的可見度。還可以利用手機或錄像機拍攝下實驗的全過程，在課堂教學(xué)中用視頻或AI技術(shù)進行展示，通過放大、暫停、慢放、動畫模擬等功能，讓學(xué)生更直觀地看到實驗過程，減少學(xué)生觀察的難度。同時，物理教師可以利用微課視頻輔助實驗教學(xué)，使學(xué)生在物理實驗的學(xué)習(xí)中更有針對性和方向性，豐富物理思維。比如人教版高中物理實驗《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》，教學(xué)的重難點是使學(xué)生在研究三個物理量之間關(guān)系的同時運用相應(yīng)的運動學(xué)公式解答物理問題。在教學(xué)中教師將每一個知識點制作成微課視頻，并且上傳到班級共享平臺中，學(xué)生根據(jù)實際需要進行觀看學(xué)習(xí)，不僅能夠提升自主學(xué)習(xí)能力，還有利于鍛煉邏輯思維能力，體驗探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。

（五）開辟第二課堂，感受實驗樂趣

物理實驗教學(xué)不用局限在課堂上，還要積極開辟第二課堂，給學(xué)生提供寬松的施展空間，提供更豐富的物理實驗資源，讓不同水平的學(xué)生都能夠在第二課堂活躍起來，盡情享受實驗帶來的樂趣。在第二課堂上，教師要培養(yǎng)一個又一個的“實驗達人”，使學(xué)生保持快樂的心情，設(shè)計具有獨特性和科技性的物理實驗，最大限度地提升高中生的物理核心素養(yǎng)。值得注意的是，第二課堂需要師生共同維護，在實際工作中有些教師只做旁觀者，給學(xué)生布置了實驗任務(wù)就結(jié)束了，無法發(fā)揮物理實驗的實效。

為了挖掘物理學(xué)科的文化魅力，打造第二課堂品牌，學(xué)校可以開展校園物理科技節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生在科技節(jié)里展示自己的才能，設(shè)計各種新型的物理實驗器材，或在物理論壇或者網(wǎng)站中發(fā)表自己的言論等，聚焦學(xué)生能力培養(yǎng)，使高中生的想象力和創(chuàng)造力得到鍛煉。物理實驗不應(yīng)該是獨立的，要與其他學(xué)科有效融合。在高考中有些物理實驗與化學(xué)實驗被設(shè)計成一道題，這就要求高中生不僅掌握扎實的物理基礎(chǔ)，還要對化學(xué)知識有清晰的認識，這樣才能夠輕松解決物理實驗問題，激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)科學(xué)習(xí)的興趣。教師還要鼓勵學(xué)生制作物理手抄報，在制作過程中對物理知識的掌握更牢固，而且還優(yōu)化了學(xué)生的語文思維和繪畫能力，讓學(xué)生從感性認識上升到理性認識。

三、結(jié)語

總而言之，高中物理實驗教學(xué)的創(chuàng)新和變革是勢在必行的，符合新課程改革的要求，有利于凸顯物理教學(xué)的優(yōu)勢和特色，增強學(xué)生的物理實驗素養(yǎng)。作為高中物理教師，我們必須堅定教學(xué)信念，積極開發(fā)多樣化的實驗環(huán)節(jié)和實驗內(nèi)容，并善于運用信息技術(shù)構(gòu)建輕松的學(xué)習(xí)情境，融入先進的物理理念，幫助學(xué)生掌握科學(xué)的實驗方法和實驗思想，實現(xiàn)全面發(fā)展。

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