例談實驗在高中物理情境創(chuàng)設教學中的獨特性

何淑婷

【摘要】? 新課程標準對物理教學建議和實施過程中提出重視情境的創(chuàng)設和重視科學探究能力的培養(yǎng)。同時新課程標準對教師在實驗教學中提出“選擇符合情境要求的實驗裝置進行實驗，獲取客觀、真實的數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)的分析形成關于物理規(guī)律的結論”。在教學過程中，融入實驗情境，激活課堂氛圍，激發(fā)學生學習興趣，增強學生的建模能力，有利于培養(yǎng)學生科學思維、科學探究等各方面核心素養(yǎng)。實驗的獨特性在于是其他教學手段所不能替代的，下文通過例子淺談物理實驗在高中情境創(chuàng)設教學中的獨特性。

【關鍵詞】? 物理實驗 物理情境 獨特性

【中圖分類號】? G633.7 ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標識碼】? A ? ? 【文章編號】? 1992-7711（2019）21-167-02

高中階段的物理是一門抽象和邏輯相并存的學科，學習難度較大，使得許多學生望而卻步。目前，由于受高考壓力等各方面影響，許多老師采用傳統(tǒng)灌輸教學模式，學生被動地接受知識和進行紙筆練習，使得物理知識脫離生活，長此下去學生會產(chǎn)生厭倦感和畏難心理。而在教學過程中，結合現(xiàn)實生活，創(chuàng)設情境，化抽象為具體，化復雜為簡單，有利于激活課堂，激發(fā)學生學習興趣。物理實驗對培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)具有重要的作用，它能夠為學生物理觀念形成提供符合認識規(guī)律的環(huán)境。在實驗過程中，學生動手探索和動腦探究，從物理實驗中整理和歸納出物理結論，有利于培養(yǎng)學生科學思維、探究、科學態(tài)度等能力。在教學過程中，通過實驗創(chuàng)設情境，實現(xiàn)課堂高效，更符合學生心理，使物理知識生活化，更有益于培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)。同時，實驗創(chuàng)設情境教學有助于教師專業(yè)發(fā)展，實驗教學研究有利于提高教師對物理實驗教學重要性的認識，革新教師實驗教學觀念，逐步從當前的“紙上談兵”、“計算機模擬實驗”的等實驗教學中解脫出來。

一、借助物理實驗情境，較易突出教學的重點或難點

高中物理有許多重點、難點的內(nèi)容比較抽象和復雜，光靠理論概念教學或者習題重復訓練，學生只能被動地背下來或者靠經(jīng)驗做題，難以做到理解和掌握，作為教師在教學時可以增加適當引進實驗創(chuàng)設情境，來幫助學生理解。當然，在中學物理教學中突出教學重點的方法多種多樣，然而采用實驗的方法對學生感官產(chǎn)生直接沖擊，作用最明顯和效果是最好。

在必修一《力的分解》這節(jié)課時，教學的難點是尋找力產(chǎn)生的作用效果，重點是根據(jù)力的作用效果進行分解。對于一個力產(chǎn)生的作用效果，如果光靠看圖想象或者光靠教師講解，是比較枯燥和抽象。我們圍繞這個重難點可采用了如圖1所示的演示實驗，學生拿著拖把拖地的生活情境。這樣的實驗情境能給學生帶來視覺上的沖擊，讓學生親自動手做實驗一遍勝過教師講千萬遍，學生成為課堂的主人。通過直接的感受讓學生一下子找到人的推力產(chǎn)的作用效果，一方面產(chǎn)生推拖把水平前進的分力F1，另一個方面產(chǎn)生使拖把豎直向下壓的分力F2。通過這樣的情境，學生親自動手做實驗和親身感受，不用多費口舌，根據(jù)力的實際作用效果進行力的分解這一重點就突破了。實驗突破重點，形象、直觀又印象深刻，一舉多得。

學生在學習中難點的過程中，往往感覺非常費力，應用知識進行解答過程中，往往一做就錯。究其原因是多種多樣的，其中之一是學生根據(jù)生活中直觀感覺，形成片面甚至是有偏差的謬誤，這些謬誤與物理上的客觀規(guī)律相矛盾，但是往往這些謬誤在學生頭腦中根深蒂固。在這種情況下，物理實驗情境創(chuàng)設可以強烈地刺激學生的感官，有力地糾正其錯誤，從而形成正確的物理觀念。例如：在進行《靜摩擦力》教學時，判斷靜摩擦力的方向是教學上的難點。學生往往認為摩擦力方向一定與運動方向相反，其主要原因是學生在日常生活中缺乏這方面的感性認識，難以想象兩個相對靜止而又有相對運動趨勢的物體接觸面間的情況，教師可以通過創(chuàng)設實驗情境讓學生理解靜摩擦力的方向。通過實驗情境可以讓學生很好的判斷并理解靜摩擦力的方向這一難點，同時學生也理解由于兩物體間有相對運動趨勢而引起靜摩擦力的。如在講解猴子爬樹過程或者手握瓶子等情境受到的摩擦力的方向時候，我們可以使用身邊的尺子，然后利用手指模仿爬樹過程，就能非常直觀地感受到手有往下掉的趨勢，因此受到豎直向上的靜摩擦力。同時，很多學生認為摩擦力就一定阻礙物體運動的，因此肯定是阻力。通過巧妙的設計的這個課堂實驗情境同時更能幫助學生加深理解：摩擦力也是可以是動力。

二、實驗情境創(chuàng)設增加新課教學的感染力，使學生快速融入課堂

亞里士多德說過，“思維來自疑問和驚奇開始”。在新課教學過程，通過實驗創(chuàng)設情境，通過情境設置問題，使學生產(chǎn)生由好奇轉(zhuǎn)化為求知的欲望。此時實驗情境的創(chuàng)設應符合學生心理需要，讓學生能盡快把自我融入情境中，這要求提供情境新穎、奇特、多變且來源于生活，當這些現(xiàn)象在學生的意料之外時，激發(fā)學生好奇心，從而引起他們積極地思考和迫切解決疑問的心理。

在教學《圓周運動》一節(jié)時，引入了水流星演示實驗，如圖3所示。利用一次性紙杯，在紙杯里面裝上一些水或者沙子，在杯沿綁上繩子，在豎直平面上做圓周運動。這時，學生感到驚訝，學生的熱情高漲并且出現(xiàn)一種質(zhì)疑、不相信的態(tài)度，“為什么水不會甩出來呢？”，但是又不知道為什么會出現(xiàn)這種情況，此時，學生就會產(chǎn)生一種求知的欲望，想去知道這種情況發(fā)生的原因。這樣利用實驗情境導入新課堂，引起學生的學習興趣，形成學習動機。

在新課教學過程，通過實驗創(chuàng)設情境，提高學生探究興趣和教師教學效率。高中物理規(guī)律很多時候需要通過實驗推導或驗證得到。很多時候?qū)W生比較喜歡現(xiàn)成的實驗，缺乏主動去進行實驗探究，究其原因是，學生往往認為教材實驗難設置，不容易操作或者實驗陳舊，脫離生活的感性認識。因此在教學過程中，引入貼近生活的實驗情境，才能提高學生探究欲望和興趣。如在教學《電磁感應現(xiàn)象》和《法拉第電磁感應現(xiàn)象》時，學生是直到電流能產(chǎn)生磁場，但是電與磁之間的進一步關系，他們是不太清楚的。此時可設置“隔空傳音”實驗情境引導學生探究電磁感應產(chǎn)生的條件。實驗情境是在原教材的設備（如圖4）基礎上進行更貼切生活的實驗情境的設置，準備原副線圈一對（如圖5）、耳機線一副、擴音器一個（帶話筒）、MP3一個（沒有匹配線），進行簡單連線便可實現(xiàn)。該實驗與學生認知是完全相違背，在實驗過程中，要不斷地嘗試，有效地激發(fā)學生探知的欲望，減弱學生學習電磁感應一章的畏難情緒，提高教師教學效率。

三、通過實驗情境展現(xiàn)物理過程，使知識直觀化，鞏固物理知識

課堂教學或者習題講解時，我們很難完能讓學生明白整個物理情境，可用類似的實驗情境，讓所有的物理過程全部呈現(xiàn)出來，例如：“當受三力處于平衡狀態(tài)的時候，合力大小和方向不變，另外兩個力之間的夾角變大的時候，兩力大小如何變化？”學生要做出這樣題目，光靠畫圖理解，不一定能夠得到答案。這時，我們可以把這道概念純文字的題目改為：人拉單杠的情境（如圖6），當兩只手垂直拉和互成角度地拉，哪種方式更輕松？從而可以設計一個簡單的物理實驗把拉單杠的過程全部展現(xiàn)出來，我們用兩個彈簧秤、一個鉤碼和一段細線、一重物，如圖7所示，即可生動、直觀地做“分力隨夾角增大而增大”的演示實驗。通過這樣的實驗情境可以把理論、單杠等的問題真實、直觀的全部展現(xiàn)出來。

總而言之，新課程標準要求學生的高中物理觀念要通過情境創(chuàng)設過程中形成。情境創(chuàng)設方式有多種，如問題情境設置、試題化情境等等，但是通過實驗創(chuàng)設情境是學生學習知識過程中，最直觀、最快速、最有沖擊力的方式。在教學過程中，進行實驗創(chuàng)設有利于學生思維發(fā)散和增強科學探究的能力，有利于教師素養(yǎng)的提升，有利于激活課堂，提高教學效率。

注：本文系廣東教育學會教育科研規(guī)劃小課題“高中物理實驗設計和實踐研究”（課題編號：GDXKT19585）成果

[ 參? 考? 文? 獻 ]

[1]趙麗強.高中物理教學中問題情境創(chuàng)設的實踐研究[J/OL].學周刊，2019（13）：59[2019-04-20].https：//doi.org/10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2019.13.048.

[2]林慶生.試析高中物理教學中問題情境的創(chuàng)設方法[J].學周刊，2019（9）：84.

[3]楚向義.高中物理課堂教學中問題情境的創(chuàng)設探究[J].課程教育研究，2018（19）：160-161.

[4]黃紅林.高中物理教學中問題情境創(chuàng)設及運用研究[J].新教育時代電子雜志（學生版），2018，（30）：14.

[5]牛瑞文.高中物理教學中問題情境創(chuàng)設研究[J].新智慧，2018，（16）：70.

[6]華紅波.高中物理教學中問題情境創(chuàng)設的研究[J].高考，2017，（036）.

[7]施凱凱.高中物理問題情境創(chuàng)設實踐探微[J].中學教學參考，2017，（36）：69-70.