高中物理教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)分析

【摘要】實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中物理教學(xué)過程中不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)，新課程改革要求教師在開展高中物理的實(shí)際教學(xué)時(shí)，能夠以實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為基礎(chǔ)，摒棄應(yīng)試教育陳舊的課堂教學(xué)模式，通過激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣來幫助學(xué)生提高良好的實(shí)踐探究能力，從而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。文章從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化策略這三個(gè)方面入手進(jìn)行分析，以期為高中物理教師提供一定的參考。

【關(guān)鍵詞】高中物理教學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);優(yōu)化策略

作者簡介：仇加興（1979—），男，江蘇省興化中學(xué)。

實(shí)驗(yàn)作為高中物理學(xué)科的重要組成部分，教師在教學(xué)的過程中合理引入具有趣味性以及探究性的實(shí)驗(yàn)，不僅能夠引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地參與到實(shí)驗(yàn)探究的過程中，還有利于學(xué)生形成良好的實(shí)驗(yàn)探究能力以及科學(xué)思維能力，從而推進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展。但是就目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀來看，仍然存在一些問題亟須解決。

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高中物理教學(xué)中的意義

（一）是物理教學(xué)的重要內(nèi)容以及必要方式

物理這一學(xué)科主要是以觀察和相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)作為基礎(chǔ)所建立的一門實(shí)驗(yàn)性科學(xué)，也就是說，高中物理這一學(xué)科中的重要內(nèi)容之一便是實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)也是促進(jìn)高中學(xué)生對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行充分理解與掌握，并且取得良好學(xué)習(xí)技能的直觀形式[1]。新課程改革對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出更加明確的要求，在實(shí)際教學(xué)的過程中，學(xué)生需要充分地掌握實(shí)驗(yàn)的原理及方法，懂得在實(shí)驗(yàn)的過程中控制相關(guān)的條件，熟練地運(yùn)用各種實(shí)驗(yàn)儀器來完成具體的操作，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察以及記錄，從而獲得科學(xué)的結(jié)論。除此之外，學(xué)生還需要能夠通過實(shí)驗(yàn)，提高發(fā)現(xiàn)問題、研究問題以及解決問題的能力。也就是說，在新課程改革的背景之下，高中物理教學(xué)更加強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用以及地位，因此教師應(yīng)該高度地重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

（二）有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣

高中物理教材中所包含的實(shí)驗(yàn)大多都是對(duì)已有知識(shí)的靈活運(yùn)用，也就是說，在實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生能夠以原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)作為基礎(chǔ)，從而完成知識(shí)以及信息的加工整理。如此一來，學(xué)生便能建構(gòu)自己的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，更加深刻地完成理論知識(shí)的理解與掌握[2]。教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行加強(qiáng)優(yōu)化，能夠促進(jìn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作的基礎(chǔ)之上，理論聯(lián)系實(shí)際，對(duì)物理概念及其相關(guān)的定律產(chǎn)生進(jìn)一步的認(rèn)知以及理解。如此一來，有利于學(xué)生更加深刻透徹地完成物理知識(shí)的學(xué)習(xí)。

高中階段的學(xué)生具有較強(qiáng)的求知欲望，并且活潑好動(dòng)。教師引導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)的操作，讓學(xué)生真切感受實(shí)驗(yàn)的魅力，有利于提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而有利于構(gòu)建高效的高中物理實(shí)驗(yàn)課堂，幫助學(xué)生取得良好的學(xué)習(xí)效果。

（三）促進(jìn)學(xué)生科學(xué)品質(zhì)的形成與發(fā)展

教師在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，一方面，要注重知識(shí)的講解以及傳授，幫助學(xué)生掌握一些基本的物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)和技能，讓學(xué)生更加清晰地理解與掌握物理學(xué)所涉及的相關(guān)概念以及定律。另一方面，還要培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，幫助學(xué)生完成思維的發(fā)散和知識(shí)的遷移，從而促使學(xué)生形成良好的科學(xué)素養(yǎng)。在此基礎(chǔ)之上，教師還應(yīng)該重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)品質(zhì)。事實(shí)證明，教師通過開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，帶領(lǐng)學(xué)生親自去體驗(yàn)科學(xué)探究的具體過程，有利于學(xué)生提高知識(shí)學(xué)習(xí)能力以及探究能力，為學(xué)生科學(xué)品質(zhì)以及科學(xué)世界觀的形成與發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

（一）物理知識(shí)復(fù)雜難懂，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不足

初中的物理知識(shí)大多與生活常識(shí)有關(guān)，學(xué)生僅靠自己的常識(shí)與直觀感受便能理解一些知識(shí)。與初中物理不同，高中物理更加抽象、知識(shí)繁雜、知識(shí)量大、公式多、題型多樣、解題方法多變、教學(xué)進(jìn)度快，這些因素導(dǎo)致學(xué)生在物理基礎(chǔ)一般的情況下，很難跟上教師的授課節(jié)奏。漸漸地，學(xué)生就會(huì)對(duì)物理學(xué)習(xí)束手無策，望而卻步。學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，一是由于基礎(chǔ)知識(shí)不夠扎實(shí)，出現(xiàn)操作不熟練或者操作困難的現(xiàn)象;二是由于實(shí)驗(yàn)要求操作的精確性，如果方法或理論不對(duì)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不達(dá)標(biāo)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想。長此以往，學(xué)生更加缺乏學(xué)習(xí)物理的自信，對(duì)實(shí)驗(yàn)不感興趣，甚至抵觸物理學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)。

（二）教師偏重學(xué)習(xí)結(jié)果，忽略學(xué)生學(xué)習(xí)方法培養(yǎng)

由于受到應(yīng)試教育的影響，在高中物理的教學(xué)過程中，教師會(huì)將教學(xué)的重點(diǎn)放在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績上，因此很少帶領(lǐng)學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)的操作之中。正因如此，教師自身的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)較少，難以對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課程高效并且合理地進(jìn)行規(guī)劃，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課程較為單一。大部分實(shí)驗(yàn)課程教師都是帶領(lǐng)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)結(jié)論的總結(jié)，用語言表述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而忽略了在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中真正培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力以及探究能力[3]。同時(shí)，又因?yàn)榇蟛糠謱W(xué)生受教師偏重學(xué)習(xí)結(jié)果的影響，害怕出錯(cuò)，害怕被教師指導(dǎo)，所以并不會(huì)積極主動(dòng)地參與到實(shí)驗(yàn)操作的過程中。再加上學(xué)生缺乏教師正確的實(shí)驗(yàn)方法指導(dǎo)，學(xué)生操作能力、動(dòng)手能力不強(qiáng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)望而生畏，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)無法高效地開展。

（三）學(xué)生學(xué)習(xí)流于表面，缺乏自主探究能力

一方面，學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)，對(duì)物理概念一知半解，只知其一不知其二，無法針對(duì)物理現(xiàn)象提出自己的思考并進(jìn)行自主探究。另一方面，學(xué)生沒有良好的邏輯思維能力，在思考問題時(shí)，搞不清楚原理，越學(xué)越亂，最后只能停止探究，不提問題。在這兩方面因素的影響下，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)，養(yǎng)成了過度依賴課本或者教師觀點(diǎn)而缺少自己探究的壞習(xí)慣。而且學(xué)生在遇到困難的問題時(shí)，容易產(chǎn)生畏懼的心理，不敢迎難而上。正因如此，學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中只會(huì)站在教師身后觀察，但往往不敢主動(dòng)上前進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。學(xué)生看似在學(xué)習(xí)，其實(shí)關(guān)于實(shí)驗(yàn)的過程及結(jié)果都沒有深刻的感受。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化策略

（一）設(shè)計(jì)趣味性實(shí)驗(yàn)，降低知識(shí)理解的難度

高中物理屬于基礎(chǔ)性的學(xué)科，教材的內(nèi)容中包含了較多理論性的知識(shí)。如果教師在進(jìn)行實(shí)際教學(xué)時(shí)只照本宣科，就會(huì)使學(xué)生感覺物理知識(shí)枯燥乏味。而且，學(xué)生在進(jìn)行知識(shí)的理解時(shí)也會(huì)存在或多或少的困難，最終直接影響物理課堂教學(xué)質(zhì)量的提高。這就要求教師在實(shí)際教學(xué)時(shí)，能夠充分地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢作用，通過為學(xué)生設(shè)計(jì)一些具有趣味性的實(shí)驗(yàn)，來促進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)地參與到物理規(guī)律以及物理現(xiàn)象探究的過程中。當(dāng)然，教師也可以通過這些實(shí)驗(yàn)來將教學(xué)的重點(diǎn)以及難點(diǎn)呈現(xiàn)給學(xué)生，并通過實(shí)驗(yàn)突破重點(diǎn)以及難點(diǎn)。與此同時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)具有一定的直觀性，能夠?qū)⒁恍┛菰锓ξ兜睦碚撝R(shí)通過直觀的方式為學(xué)生呈現(xiàn)，從而幫助學(xué)生更好地對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行理解。

例如，在講解“超重與失重”這一課的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，教師明確本課教學(xué)的重點(diǎn)是引導(dǎo)學(xué)生將實(shí)際生活中所存在的超重以及失重的現(xiàn)象與牛頓運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行結(jié)合，并引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究來尋找超重以及失重現(xiàn)象與加速度之間存在的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。在本課的課堂導(dǎo)入部分，教師首先圍繞學(xué)生具有較強(qiáng)的好奇心這一特征，利用多媒體設(shè)備為學(xué)生播放著名的航天英雄楊利偉搭乘神舟五號(hào)載人飛船在太空工作時(shí)的視頻，并結(jié)合楊利偉的《太空一日》給學(xué)生講述有關(guān)失重的部分：“當(dāng)飛船剛剛進(jìn)入軌道，處于失重狀態(tài)時(shí)，百分之八九十的航天員都會(huì)產(chǎn)生一種‘本末倒置的錯(cuò)覺。這種錯(cuò)覺很難受，明明是朝上坐的，卻感覺腦袋沖下。如果不消除這種倒懸的錯(cuò)覺，就會(huì)覺得自己一直在倒著飛，很難受，嚴(yán)重時(shí)還可能誘發(fā)空間運(yùn)動(dòng)病，影響任務(wù)的完成?！边@樣，能夠有效地激發(fā)學(xué)生的好奇心。其次，教師為學(xué)生提出以下問題：“當(dāng)楊利偉返回地面后，一位記者問他乘坐飛船時(shí)有怎樣的感覺。他說，感覺到有一定的載荷，并且胸部會(huì)受到較大的壓力。同學(xué)們知道為什么會(huì)出現(xiàn)楊利偉所說的載荷、壓力等現(xiàn)象嗎？”學(xué)生積極主動(dòng)地回答：“這一現(xiàn)象是在飛船加速上升的過程中形成的，而失重感是飛船進(jìn)入到軌道之后產(chǎn)生的。”學(xué)生還積極地分享自己在乘坐電梯和玩過山車的時(shí)候曾出現(xiàn)過的失重感覺。如此一來，教師便順利地引出本課教學(xué)的具體目標(biāo)。最后，教師演示精心設(shè)計(jì)的趣味性物理實(shí)驗(yàn)—在彈簧秤上掛上鉤碼，要求學(xué)生去仔細(xì)觀察這一鉤碼在彈簧秤靜止、緩緩上升、緩緩下降、突然上升以及突然下降時(shí)數(shù)字的變化，并且要求學(xué)生大聲地讀出來。通過設(shè)計(jì)加入物理趣味性實(shí)驗(yàn)的方式來完成課堂教學(xué)的導(dǎo)入，能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣，更方便學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行理解和掌握。

（二）引導(dǎo)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)的方法，豐富實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容

教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，不僅應(yīng)該完成理論知識(shí)的講解，還應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)的方法，如此，才能夠豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的操作性[4]。比如，對(duì)高中物理力學(xué)以及電學(xué)的教學(xué)來說，教師在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容時(shí)，應(yīng)該將其可操作程度、豐富程度、重難點(diǎn)結(jié)合程度以及學(xué)生的理解程度進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合。如此一來，不僅能夠幫助學(xué)生完成理論與實(shí)驗(yàn)知識(shí)的梳理，還能夠幫助學(xué)生完成已有知識(shí)結(jié)構(gòu)的改造以及重組，從而取得良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

例如，在講解“超重與失重”這一課的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，教師在為學(xué)生講解完楊利偉搭乘神舟五號(hào)載人飛船之后的體驗(yàn)以及彈簧秤這一實(shí)驗(yàn)之后，運(yùn)用多媒體設(shè)備呈現(xiàn)直觀并且具有深刻總結(jié)意義的圖表來為學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)的最終結(jié)果。接下來，教師引導(dǎo)學(xué)生在之前實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分析不同狀態(tài)之下鉤碼的受力情況以及加速度的方向，從而讓學(xué)生能夠正確運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律來列出相應(yīng)的方程。事實(shí)證明，教師通過指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作來完成概念的總結(jié)，能夠有效地實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)效果的最大化。與此同時(shí)，教師豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，帶領(lǐng)學(xué)生更進(jìn)一步地進(jìn)行知識(shí)的感知，有利于學(xué)生充分理解重難點(diǎn)，從而獲得良好的學(xué)習(xí)效果。當(dāng)然，教師引導(dǎo)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)的方法，還有利于學(xué)生形成良好的自主實(shí)驗(yàn)意識(shí)，增強(qiáng)自身的科學(xué)思維品質(zhì)，從而真正實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育的目標(biāo)。

（三）鼓勵(lì)學(xué)生深層次探究，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)

教師帶領(lǐng)學(xué)生掌握相關(guān)的物理概念僅僅是實(shí)驗(yàn)的第一步，最為關(guān)鍵的是促使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作的過程中進(jìn)行積極的思考，從而培養(yǎng)學(xué)生形成良好的思維品質(zhì)。因此，教師需要在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)加入一些比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)步驟，通過鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)展開深層次的探究來實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)。

例如，在講解“超重與失重”這一課的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，在完成相關(guān)概念的引入之后，教師需要思考的便是怎樣完成課堂教學(xué)的拓展才能夠促使學(xué)生形成良好的思維品質(zhì)，當(dāng)然，這也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要目標(biāo)。教師利用多媒體設(shè)備為學(xué)生播放電梯處于不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，彈簧秤示數(shù)的不同變化情況。之后教師鼓勵(lì)學(xué)生在課外尋找直梯進(jìn)行相同的實(shí)驗(yàn)，再帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)這一實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深層次的分析。通過實(shí)驗(yàn)，有的學(xué)生提出：“直梯加速向上運(yùn)動(dòng)以及直梯減速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，相比直梯靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧秤的示數(shù)變大，意味著視重大于實(shí)重，壓力大于重力?！庇械膶W(xué)生提出：“直梯減速向上運(yùn)動(dòng)以及直梯加速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，相比直梯靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧秤的示數(shù)變小，意味著視重小于實(shí)重，壓力小于重力。”由此，學(xué)生總結(jié)得出：“發(fā)生超重、失重現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是彈力在發(fā)生變化，而非重力變大或變小?！痹诖诉^程中，學(xué)生真正了解概念的本質(zhì)意義，真正實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)，從而打造高效的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂。

結(jié)語

總而言之，在高中物理學(xué)科的教學(xué)過程中，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能夠提高課堂教學(xué)的質(zhì)量以及效率，還有利于學(xué)生核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展，有利于激發(fā)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣。

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