許曉玲

摘 要：在新課改背景下，高中物理教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不僅要教授學(xué)生相應(yīng)的知識(shí)，還要提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。文章闡述了高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)生科學(xué)思維的概念，分析了當(dāng)前高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，探討了在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的有效策略。

關(guān)鍵詞：高中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；科學(xué)思維；教學(xué)路徑

作者簡(jiǎn)介：許曉玲（1975—），女，江蘇省興化市第一中學(xué)。

良好的科學(xué)思維能幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的物理學(xué)習(xí)習(xí)慣，對(duì)學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的提升有著重要的意義。在高中物理教學(xué)中，教師應(yīng)積極創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式，優(yōu)化教學(xué)手段，明確教學(xué)目標(biāo)，制訂科學(xué)的教學(xué)方案，引導(dǎo)學(xué)生積極參與物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，利用活動(dòng)充分激發(fā)學(xué)生的探索欲望，從而有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

一、高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生科學(xué)思維概念簡(jiǎn)述

（一）高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是指在一定的研究目的下，教師帶領(lǐng)學(xué)生開展相關(guān)物理實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐過程、方法、規(guī)律、結(jié)果等的探究，直觀感受物質(zhì)的組成及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的過程［1］。

在高中物理教學(xué)中，教師單純依靠書本開展教學(xué)很難有效地將物理知識(shí)全面、準(zhǔn)確地教授給學(xué)生，為了保證教學(xué)質(zhì)量，要采用更為直觀的教學(xué)方式。高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)能讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中通過觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明白物理定律。例如，在學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，教師可以結(jié)合線圈實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生直觀了解“磁生電”的全過程，進(jìn)而加深學(xué)生對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解。同時(shí)，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)還能為學(xué)生研究物理規(guī)律和物理知識(shí)提供良好的條件，幫助學(xué)生形成良好的思維體系，進(jìn)一步提高學(xué)生的認(rèn)知水平與思維能力。

（二）科學(xué)思維

科學(xué)思維能幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)。在高中物理教學(xué)中，科學(xué)思維具體是指學(xué)生在進(jìn)行物理學(xué)習(xí)時(shí)具備的構(gòu)建模型、推理論證、批判和驗(yàn)證不同觀點(diǎn)和結(jié)論的思維和能力。具有良好科學(xué)思維的學(xué)生具備創(chuàng)新和質(zhì)疑精神，能結(jié)合已有知識(shí)儲(chǔ)備開展科學(xué)研究，從多方面去思考和探索問題，并且能運(yùn)用不同方法解決問題。

學(xué)生養(yǎng)成良好的科學(xué)思維，能在學(xué)習(xí)過程中更深入地了解物理概念，構(gòu)建科學(xué)的物理學(xué)習(xí)觀念。學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中運(yùn)用分析、論證、推理等多種思維方式去解決問題，能提高學(xué)習(xí)效率。在下次遇到同類問題時(shí)，學(xué)生便能有效利用科學(xué)思維自主分析問題、解決問題，進(jìn)而提升學(xué)科核心素養(yǎng)［2］。

二、高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

（一）重理論輕實(shí)踐

盡管新課改正在逐步落實(shí)，但在當(dāng)前的高中物理教學(xué)中，仍有部分物理教師受傳統(tǒng)教學(xué)觀念的影響，在授課時(shí)過于注重理論教學(xué)，忽視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在具體的教學(xué)活動(dòng)中，這些教師過于重視學(xué)生的考試成績(jī)，喜歡直接將相關(guān)物理知識(shí)灌輸給學(xué)生，導(dǎo)致學(xué)生無法形成系統(tǒng)的物理知識(shí)體系，不能深入了解物理知識(shí)的內(nèi)涵。這種缺乏實(shí)踐的教學(xué)枯燥無味，會(huì)使學(xué)生處于被動(dòng)接受知識(shí)的狀態(tài)，失去學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣。

此外，部分學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室器材不夠充足，教師在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，不能為每一位學(xué)生都提供實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)無法達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。部分實(shí)驗(yàn)甚至只能由教師進(jìn)行演示，學(xué)生不能動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，這不利于學(xué)生實(shí)際操作能力、物理思維能力、科學(xué)探究能力等的提升。這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)本質(zhì)上還是灌輸式教學(xué)，無法充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，不利于學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式單一

很多高中物理教師已經(jīng)意識(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，在教學(xué)中積極帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作［3］。但在實(shí)際教學(xué)中，部分教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式較為單一，他們沒有充分利用現(xiàn)代化的信息技術(shù)手段整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)過多地干涉學(xué)生的行為。例如，有些物理教師會(huì)在實(shí)驗(yàn)前為學(xué)生準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)方案，在實(shí)驗(yàn)中直接將實(shí)驗(yàn)問題拋出或在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后直接對(duì)實(shí)驗(yàn)問題進(jìn)行總結(jié)，這種教學(xué)方式雖然能減少學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題，但無法充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，不利于學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)。

由于欠缺實(shí)驗(yàn)教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)或缺少相應(yīng)器材等問題，部分高中物理教師在教學(xué)中依舊使用單一的教學(xué)方式，直接將實(shí)驗(yàn)步驟以文字或圖片的形式展示給學(xué)生。這種教學(xué)方式不利于學(xué)生動(dòng)手能力和探究能力的培養(yǎng)，也不能讓學(xué)生充分發(fā)揮創(chuàng)造思維，會(huì)影響學(xué)生綜合能力的提升。

（三）學(xué)生缺乏科學(xué)思維能力

受多種因素影響，部分學(xué)生的物理思維能力不夠強(qiáng)，遇到問題時(shí)不愿意自行探索，喜歡依賴教師。在物理學(xué)習(xí)中，他們不能應(yīng)用已有的物理知識(shí)去主動(dòng)研究新的物理概念，也不能透過物理現(xiàn)象看本質(zhì)。這樣一來，雖然教師組織了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，但學(xué)生卻不能在實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮主觀能動(dòng)性，無法主動(dòng)根據(jù)物理現(xiàn)象去探究物理規(guī)律。

三、高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的有效策略

實(shí)驗(yàn)教學(xué)既是高中物理教學(xué)的有效教學(xué)方式，也是高中物理教學(xué)的重要教學(xué)內(nèi)容。為了提高教學(xué)質(zhì)量，教師必須更新教學(xué)觀念，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)和內(nèi)容，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)思維和學(xué)習(xí)能力。

（一）創(chuàng)設(shè)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)情境，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維

新課改背景下，教師要培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力。為此，教師要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)手段，轉(zhuǎn)變學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，幫助學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)的物理知識(shí)體系。創(chuàng)設(shè)科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)情境，能幫助學(xué)生更好地理解教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣［4］。例如，在進(jìn)行自由落體運(yùn)動(dòng)相關(guān)知識(shí)的教學(xué)時(shí)，教師首先可以從學(xué)生的實(shí)際生活出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生思考樹葉落地和蘋果落地的場(chǎng)景，并結(jié)合輕重物體下落快慢的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生總結(jié)歸納出自由落體運(yùn)動(dòng)的特征。其次，教師可向?qū)W生提出相應(yīng)的問題，并根據(jù)學(xué)生的回答概括自由落體運(yùn)動(dòng)的概念，讓學(xué)生對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)形成初步的認(rèn)識(shí)。隨后，教師可從我國(guó)重大科學(xué)研究成果出發(fā)，讓學(xué)生明白學(xué)習(xí)自由落體運(yùn)動(dòng)相關(guān)知識(shí)的意義。最后，教師再引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)聯(lián)系生活場(chǎng)景，尋找生活中的自由落體運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，加深學(xué)生對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)知識(shí)的理解。在學(xué)生全面了解自由落體運(yùn)動(dòng)后，教師再對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)充教學(xué)，以幫助學(xué)生構(gòu)建完善的知識(shí)體系。在這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師通過情境創(chuàng)設(shè)等方式，能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的探索積極性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。

（二）為學(xué)生提供參與實(shí)驗(yàn)的條件

學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)并不是指學(xué)生根據(jù)教師規(guī)劃好的步驟按部就班地進(jìn)行操作，而是指學(xué)生結(jié)合自己掌握的知識(shí)，主動(dòng)地設(shè)計(jì)、執(zhí)行、分析、總結(jié)實(shí)驗(yàn)的過程。高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容主要包括驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和探究性實(shí)驗(yàn)。演示性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)雖然能在一定程度上節(jié)約教學(xué)時(shí)間，讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)流程和實(shí)驗(yàn)意義，但這種教學(xué)方式難以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，使得學(xué)生只能被動(dòng)接受教師傳授的知識(shí)［5］。為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，教師在教學(xué)中必須為學(xué)生提供自主實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生通過具體實(shí)驗(yàn)操作，體會(huì)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程，從而提高學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。

首先，教師在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行分析，并結(jié)合所學(xué)知識(shí)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。之后，教師再對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行檢查和補(bǔ)充，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃、操作步驟、注意事項(xiàng)等進(jìn)行完善，保證實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行蜷_展。例如，在學(xué)習(xí)勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的知識(shí)時(shí)，部分學(xué)生由于對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解不夠深入，設(shè)計(jì)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)不科學(xué)，不能獲得預(yù)期的實(shí)驗(yàn)效果。對(duì)此，教師要為學(xué)生展示相應(yīng)概念的具體含義，確保學(xué)生充分理解勻速運(yùn)動(dòng)、變速運(yùn)動(dòng)、勻變速運(yùn)動(dòng)的內(nèi)涵，并讓學(xué)生優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。值得注意的是，為了在有限的時(shí)間內(nèi)保證每個(gè)學(xué)生都能參與實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中有所收獲，物理教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況將學(xué)生分組，利用分層教學(xué)的方式，提高教學(xué)質(zhì)量。

教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生充分運(yùn)用創(chuàng)新思維，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中積極思考和探索，利用不同的實(shí)驗(yàn)思路、實(shí)驗(yàn)方法等開展實(shí)驗(yàn)，同時(shí)應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)質(zhì)疑，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。例如，在探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律時(shí)，教材上的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下：輕質(zhì)小圓環(huán)掛在橡皮條的一端，橡皮條的另一端固定；分別利用兩個(gè)與一個(gè)彈簧測(cè)力器拉動(dòng)小圓環(huán)至相同位置，記錄拉力的方向和大?。ㄈ鐖D1）。

雖然這種實(shí)驗(yàn)裝置較為簡(jiǎn)單，但在研究分力時(shí)，學(xué)生是用手拉動(dòng)測(cè)力器的，受力方向和受力大小都有可能產(chǎn)生偏差，因此較容易出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)誤差。為此，教師可以引導(dǎo)學(xué)生尋找減小誤差的有效方法，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新精神。學(xué)生在思考與討論之后，提出了用砝碼代替人工拉動(dòng)小圓環(huán)的方法。

（三）創(chuàng)新物理課后作業(yè)

為了鞏固學(xué)生的物理學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，幫助學(xué)生進(jìn)一步理解課堂教學(xué)內(nèi)容，物理教師會(huì)布置課后作業(yè)［6］。為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，教師可以給學(xué)生布置物理課后實(shí)驗(yàn)作業(yè)，讓學(xué)生利用課后時(shí)間自主開展物理實(shí)驗(yàn)，從而提高學(xué)生的綜合能力。在布置物理課后實(shí)驗(yàn)作業(yè)時(shí)教師應(yīng)該注意，為了保證學(xué)生能在課后積極完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，應(yīng)選擇學(xué)生感興趣的實(shí)驗(yàn)主題，同時(shí)聯(lián)系學(xué)生的實(shí)際生活，以有效提高學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力。例如，在學(xué)完電磁感應(yīng)的知識(shí)后，物理教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，讓學(xué)生結(jié)合課堂所學(xué)知識(shí)開展“制作無線音樂盒”等實(shí)驗(yàn)。在制作無線音樂盒的時(shí)候，學(xué)生會(huì)遇到各種問題，如磁性達(dá)不到要求、無法實(shí)現(xiàn)對(duì)音樂盒的無線控制等。對(duì)此，教師應(yīng)以啟發(fā)學(xué)生的研究思路為主，引導(dǎo)學(xué)生自行尋找解決方法，讓學(xué)生在思考、假設(shè)、驗(yàn)證、試錯(cuò)等環(huán)節(jié)中充分發(fā)揮創(chuàng)新思維能力，以此有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

結(jié)語

在新課改背景下，高中物理教師要重視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用，運(yùn)用有效的教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。但在當(dāng)前的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂上，由于教學(xué)觀念等的影響，實(shí)驗(yàn)教學(xué)出現(xiàn)了形式化的現(xiàn)象，無法充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，不利于學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)。對(duì)此，教師應(yīng)更新原有的教學(xué)觀念，不斷創(chuàng)新教學(xué)手段，充分發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用，提升學(xué)生的綜合能力，為學(xué)生未來的學(xué)習(xí)和生活奠定良好的基礎(chǔ)。要想充分利用高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高學(xué)生的思維能力，教師在教學(xué)中一定要堅(jiān)持正確的教學(xué)方向，尊重學(xué)生的主體地位，有針對(duì)性地制訂教學(xué)計(jì)劃，選擇合適的教學(xué)手段。同時(shí)，教師在教學(xué)中應(yīng)積極啟發(fā)學(xué)生的思維，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究過程中充分利用已有知識(shí)進(jìn)行深入探究與思考，以此提升學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力，幫助學(xué)生培養(yǎng)良好的科學(xué)精神。

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