高中物理課堂有效開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)淺談

王苗苗

高中物理課堂有效開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)淺談

王苗苗

（甘肅省臨夏回族自治州臨夏縣中學(xué)，甘肅臨夏731800）

物理是一門由現(xiàn)實(shí)生活提煉而來的理科學(xué)科。物理的基礎(chǔ)是實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以更全面地理解物理現(xiàn)象，透徹地掌握物理知識(shí)和原理。由此可見，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)非常重要，物理學(xué)習(xí)離不開學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的理解。本文試圖就新課程標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出的要求加以思考，為教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出一些更好的建議，以供參考。

高中階段；物理課堂；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

有效地開展高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，需要教師利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法，增強(qiáng)學(xué)生的思維能力，幫助其理性地分析問題和解決問題。對(duì)高中生而言，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠從多個(gè)方面入手，采用多樣化的教學(xué)手法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，只要能夠讓物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)充滿趣味性且更有條理性，學(xué)生就能更積極地嘗試?yán)斫馕锢韺?shí)驗(yàn)，以便于更容易地理解物理知識(shí)。

一、影響高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要問題

雖然隨著現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的教學(xué)理念已經(jīng)有了一定的進(jìn)步。當(dāng)前，由于傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)理念仍然影響著物理課堂教學(xué)，教師雖然意識(shí)到了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，但是卻仍然不能完全擺脫對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的固有印象，導(dǎo)致新的教學(xué)理念并未完全“落地”，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然存在著一定的問題。

（一）對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視停留在宏觀層面

目前高中教師對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視程度正在日益提升，也對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)本身有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，很多教師意識(shí)到了實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該呈現(xiàn)出立體化的教學(xué)效果。但是仍有部分教師對(duì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程重現(xiàn)不夠重視，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要方式還是應(yīng)該以知識(shí)的掌握為主，尚未意識(shí)到從思想和邏輯上對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入剖析的意義。

正是因?yàn)楹芏嘟處煂?duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“重視”，仍然停留在宏觀層面，沒有一個(gè)可行性的執(zhí)行計(jì)劃。因此，大部分教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中仍然采用的是“教師做實(shí)驗(yàn)、學(xué)生觀察”或者“直接給學(xué)生講述實(shí)驗(yàn)步驟，讓學(xué)生記憶或背誦”的方式。這樣的方式導(dǎo)致高中生在物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的過程中，主要把精力投入到理論學(xué)習(xí)之中，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的過程、實(shí)驗(yàn)的步驟、實(shí)驗(yàn)的目的和初衷并未完全認(rèn)識(shí)到位，投入的精力不夠，自然也會(huì)忽略物理實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新性發(fā)展。

（二）缺乏現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)需求

增加課堂趣味性，以生動(dòng)活潑的課堂形式把學(xué)生的專注力拉入課堂之中，才能提升課堂的效果。相對(duì)于其他的物理學(xué)習(xí)內(nèi)容來說，物理的實(shí)驗(yàn)更有意思，很容易吸引更多的人進(jìn)入到課堂當(dāng)中。然而隨著時(shí)間的推移，高中生們對(duì)物理的興趣也會(huì)越來越小，這就導(dǎo)致了他們對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣下降。而且教師們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)候，往往會(huì)忽略學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣，導(dǎo)致了他們的注意力無法集中在課堂之上，從而降低了高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率。

（三）實(shí)驗(yàn)器材難以滿足學(xué)生的實(shí)驗(yàn)要求

當(dāng)前，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨的又一問題是很多學(xué)校的實(shí)驗(yàn)器材難以滿足學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需要，這是由于很多實(shí)驗(yàn)器材比較老舊，這些舊的實(shí)驗(yàn)器材采購時(shí)間較長(zhǎng)、有的已經(jīng)不能使用。但是由于高中物理教師對(duì)學(xué)生親自做實(shí)驗(yàn)的重視程度不足，長(zhǎng)期以來，即使是部分器材無法滿足教學(xué)需求，教師也沒有引起足夠重視，或者說會(huì)在課堂上讓學(xué)生“兩兩一組”，完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這樣做雖然節(jié)省了實(shí)驗(yàn)器材，但是卻大大降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，很多原本應(yīng)該由學(xué)生親自操作完成全過程的實(shí)驗(yàn)，因此而變得不太連貫。實(shí)驗(yàn)器材的短缺使學(xué)生在進(jìn)行具體實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，可能會(huì)對(duì)具體的實(shí)驗(yàn)操作步驟比較陌生，或者不知道實(shí)驗(yàn)器材具體應(yīng)該怎么使用。很多實(shí)驗(yàn)器材的缺乏導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力下降，到真正需要做實(shí)驗(yàn)或者探究物理知識(shí)的時(shí)候，學(xué)生反而不知道從何入手、一頭霧水。

二、高中物理課堂上開展有效實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法

（一）鼓勵(lì)學(xué)生渴求知識(shí)，在快樂中學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)

在以往的高中物理實(shí)驗(yàn)中，教師僅僅讓他們按照既定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來做，并沒有注意到自主探究的興趣對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)是多么重要，學(xué)生完成教學(xué)實(shí)驗(yàn)常常是在教師的授意之下完成的，對(duì)實(shí)驗(yàn)的收獲不多，理解也不夠深入，這并不符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)要求。而事實(shí)上，新課程背景下的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)需激發(fā)學(xué)生的求知欲，讓學(xué)生在快樂的氛圍之內(nèi)學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的必要操作規(guī)則。為了能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師可以讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多次演練，在頭腦中模擬實(shí)驗(yàn)過程，在現(xiàn)實(shí)中動(dòng)手操作物理實(shí)驗(yàn)中要求的步驟，從而能夠提升實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效率，并且能讓學(xué)生在物理學(xué)習(xí)的過程中不斷地思考，自主地探究實(shí)驗(yàn)步驟具體需要完成哪些，思考學(xué)習(xí)進(jìn)程，并預(yù)想實(shí)驗(yàn)完成之后所能夠達(dá)到的實(shí)際學(xué)習(xí)效果。

比如，在學(xué)習(xí)“實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”時(shí)，本實(shí)驗(yàn)的目的是能夠練習(xí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用，知道如何處理在紙帶上點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并且能夠?qū)W會(huì)求瞬間速度的方法。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理較抽象，需要算出某點(diǎn)瞬時(shí)速度，即，相鄰兩點(diǎn)之間的平均速度。教師為了能夠引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可以在課堂上先以情境教學(xué)的方式，將學(xué)生們帶入實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程。由于本實(shí)驗(yàn)會(huì)需要利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定后釋放小車，讓小車?yán)垘н\(yùn)動(dòng)，于是教師請(qǐng)學(xué)生們想象：自己現(xiàn)在來到了小人國(guó)，小人國(guó)在運(yùn)送物品的時(shí)候需要小車推動(dòng)，以什么樣的方式接通電源，最后才能使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和小車正常運(yùn)轉(zhuǎn)？最終，學(xué)生總結(jié)的實(shí)驗(yàn)步驟為：應(yīng)該把一端有定滑輪的木板固定，按照一定的順序接通裝置，釋放小車，讓小車?yán)垘н\(yùn)動(dòng)，然后選擇最清晰的紙帶，選擇連續(xù)相隔0.1秒的若干計(jì)數(shù)點(diǎn)，計(jì)算每點(diǎn)的瞬間速度，然后做出v-t圖像。

（二）采用多媒體教學(xué)，使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)

在高中物理的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中，教師們采用了講授、板書、親身示范等方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而在課堂上，由于實(shí)驗(yàn)步驟的講授和板書等形式相對(duì)單一，而教師的親身示范又常常缺少必要的規(guī)范性，從而造成實(shí)驗(yàn)課的效率低下，甚至實(shí)驗(yàn)過程不規(guī)范，不滿足新課標(biāo)的要求。新課標(biāo)要求教師們?cè)谡n堂教學(xué)中要熟練地使用各種形式的多媒體演示，使他們能夠進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)驗(yàn)，在標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)驗(yàn)中感受到科學(xué)的嚴(yán)格之美和科學(xué)之美。多媒體教學(xué)總是能夠起到很好的教學(xué)效果，有一些實(shí)驗(yàn)確實(shí)在課堂上很難直接演示，教師可以利用微課的形式，把每一步的實(shí)驗(yàn)步驟錄下來，然后給學(xué)生進(jìn)行逐個(gè)講解，還可以在電子白板上以批注的形式，點(diǎn)明為什么這個(gè)實(shí)驗(yàn)要這樣做，讓學(xué)生的理解速度更快，理解也更透徹。

比如，在學(xué)習(xí)“實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的時(shí)候，本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖悄軌蛱骄考铀俣扰c力、質(zhì)量之間的關(guān)系，知道如何利用控制變量法探究物理規(guī)律，教師在大屏幕上把實(shí)驗(yàn)?zāi)康那逦亓谐觯缓笞寣W(xué)生們做好思想準(zhǔn)備，最終將利用圖像技術(shù)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。利用多媒體講解和演示的方式，教師幫助學(xué)生們明白實(shí)驗(yàn)原理，為了能夠利用控制變量方法控制物體的質(zhì)量，如果m不變，測(cè)量物體在不同力場(chǎng)時(shí)，分析a和F之間的關(guān)系，從而能夠得出：控制物體所受的力F不變的情況下，分析a與m之間的關(guān)系。由于這些變量之間的關(guān)系相對(duì)比較復(fù)雜，在測(cè)量需要的物理量時(shí)，學(xué)生們可能會(huì)比較疑惑，于是教師利用多媒體技術(shù)列出相應(yīng)的關(guān)系，做出本堂課的思維導(dǎo)圖，讓學(xué)生清晰地看出每一種不同的物理量應(yīng)該用什么方式測(cè)量。比如，質(zhì)量m用托盤天平測(cè)量，合力F即重物的重力，加速度a是通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶上的點(diǎn)計(jì)算出來的。對(duì)于本實(shí)驗(yàn)的步驟進(jìn)行分析，大概有9-10步之多，因此，教師在課堂上以圖示的形式，展示多媒體課件中物體加速度與物體所受合外力之間的關(guān)系，并且列出每一個(gè)步驟的必要性，緩慢多次地演示實(shí)驗(yàn)步驟，讓學(xué)生們對(duì)本實(shí)驗(yàn)有更加深入的理解。

（三）培養(yǎng)高中生核心素養(yǎng)，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)成效

核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是高中物理教學(xué)中非常重要的任務(wù)，也是多學(xué)科融合背景下對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵之所在，學(xué)生只有提升了學(xué)科核心素養(yǎng)，才能夠從物理的角度思考問題和理解問題，也可以和其他同學(xué)一起，自主地合作，有創(chuàng)新精神。為了增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解能力，教師常常會(huì)盡量拓展化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，盡可能地使物理各單元的知識(shí)串聯(lián)在一起，從而能夠使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程更加順利，對(duì)知識(shí)的掌握也更加全面。當(dāng)高中學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)有所提升，學(xué)生就能夠“舉一反三”，更容易理解一些看似復(fù)雜的物理問題。

（四）突出演示實(shí)驗(yàn)的示范作用，把握教學(xué)導(dǎo)向

在高中物理課上，為了提高學(xué)生對(duì)課本中的理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)，教師常常采用演示實(shí)驗(yàn)。在演示實(shí)驗(yàn)中，要重視學(xué)生的情緒感受、理解速度等，讓他們能夠主動(dòng)地投入到教學(xué)實(shí)踐中去，從而加深對(duì)教學(xué)效果的理解。在演示實(shí)驗(yàn)中應(yīng)強(qiáng)調(diào)本單元的學(xué)習(xí)要點(diǎn)，以減少枯燥乏味的教學(xué)觀感。在高中物理學(xué)習(xí)實(shí)踐中，教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)的現(xiàn)實(shí)情況，系統(tǒng)地選用替代性的實(shí)驗(yàn)作為演示對(duì)象，以提高實(shí)驗(yàn)的可見度和可用性，使高中物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)指導(dǎo)起到指導(dǎo)作用。

（五）發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)主體作用，引導(dǎo)學(xué)生積極思考

教師應(yīng)充分結(jié)合借助學(xué)生的主觀能動(dòng)性，使學(xué)生在課堂上積極參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，改進(jìn)傳統(tǒng)的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)程。教師先向?qū)W生講解實(shí)驗(yàn)的理論、方法和效果，但是不能讓學(xué)生只是被動(dòng)地接收和思考，而是要考慮本課程的目標(biāo)和新課程標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)聯(lián)性，盡量在物理實(shí)驗(yàn)中調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。在新的物理課程體系背景下，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以給學(xué)生機(jī)會(huì)，讓其自己探索每一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的產(chǎn)生原因，分析物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)意圖，并且把握實(shí)驗(yàn)實(shí)施環(huán)節(jié)中的一些細(xì)節(jié)。如果是演示實(shí)驗(yàn)教師，還可以讓學(xué)生自己思考“為什么這個(gè)步驟應(yīng)該這樣演示”，從而能夠培養(yǎng)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)探究能力。

（六）開展小組協(xié)作方式，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分組研討

在以往的高中物理實(shí)驗(yàn)中，教師們總是注重讓學(xué)生看著自己完成物理實(shí)驗(yàn)，雖然也兼顧了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)未能達(dá)成具體的實(shí)驗(yàn)效果。學(xué)生如果盲目地學(xué)習(xí)，這個(gè)過程中會(huì)使高中生的思想受到很大的局限性，如果出現(xiàn)具體問題，很有可能不會(huì)在第一時(shí)間得到解答，學(xué)習(xí)效率比較低。在新的教學(xué)模式下，教師要讓學(xué)生進(jìn)行集體討論，讓他們參與到一個(gè)小組合作的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)氛圍之中，積極研究物理現(xiàn)象，嚴(yán)格總結(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)果。通過小組合作的方式，高中生可以在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中廣泛地吸取別人的長(zhǎng)處，完成自己的思考過程，還能夠彼此啟發(fā)，從而有效地完成自己小組的實(shí)驗(yàn)，從而大大地提升了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率。

比如，在學(xué)習(xí)“實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”的時(shí)候，本實(shí)驗(yàn)的主要目的是能夠通過實(shí)驗(yàn)，探究“平拋運(yùn)動(dòng)”的規(guī)律。這是一種運(yùn)動(dòng)的合成與分解方法，具體實(shí)踐應(yīng)用的過程，教師首先要求學(xué)生能夠在復(fù)習(xí)舊知識(shí)的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)什么叫平拋？什么叫物體的平拋運(yùn)動(dòng)？了解必要的實(shí)驗(yàn)條件。然后，以四個(gè)小組為單位完成這一實(shí)驗(yàn)過程。第一個(gè)小組觀察斜向上拋出的粉筆運(yùn)動(dòng)軌跡，第二個(gè)小組觀察水平桌面上小球被碰之后，以一定水平初速度離開桌面所做的運(yùn)動(dòng)軌跡。第三個(gè)小組負(fù)責(zé)記錄和總結(jié)平拋運(yùn)動(dòng)的物體在運(yùn)動(dòng)過程中受力的情況，以及物體的軌跡為什么是曲線等問題？第四個(gè)小組的學(xué)生和其他小組成員共同探討交換知識(shí)，得出最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并加以記錄。本實(shí)驗(yàn)需要小組內(nèi)的成員分析應(yīng)該怎樣把微分運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)的關(guān)系把握清楚，如何才能得出平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，然后做好實(shí)驗(yàn)記錄，記錄實(shí)驗(yàn)軌跡描繪方式。

（七）立足實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)差異性，實(shí)施有效的分層教育

很多學(xué)生在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，常常會(huì)覺得這些實(shí)驗(yàn)比較枯燥，或者非常抽象，這主要是因?yàn)橛械膶?shí)驗(yàn)相關(guān)理論知識(shí)需要學(xué)生在平時(shí)提前預(yù)習(xí)，否則，就會(huì)在處理實(shí)驗(yàn)的時(shí)候理解較慢。因此，為了能夠達(dá)成良好的學(xué)習(xí)效果，教師應(yīng)該考慮到，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中可能會(huì)存在著一些學(xué)習(xí)動(dòng)力不足或?qū)W習(xí)結(jié)果有差異的情況。由于學(xué)生的學(xué)習(xí)能力不同，那么在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)候，也應(yīng)該劃分不同的層次展開教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生有效地將課堂中的知識(shí)轉(zhuǎn)化成自己已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)，同時(shí)還要在分層教學(xué)中體現(xiàn)“因材施教”的教學(xué)理念。教師還應(yīng)對(duì)教材的內(nèi)容審視得更加仔細(xì)，應(yīng)該分析為什么有的學(xué)生學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)速度比較快，有的學(xué)生則對(duì)實(shí)驗(yàn)“一頭霧水”，這與學(xué)生的具體動(dòng)手能力和邏輯思維能力有什么樣的關(guān)系。然后教師可以在課堂上適當(dāng)?shù)卣疹櫼恍┨厥獾耐瑢W(xué)，引導(dǎo)其科學(xué)進(jìn)步，不斷提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作水平。

三、結(jié)論

綜上所述，教師為了能夠高效率地開展高中物理教學(xué)，需要嘗試從不同的角度入手，給學(xué)生自主實(shí)現(xiàn)和理解物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)的機(jī)會(huì)。由于高中物理知識(shí)的學(xué)習(xí)確實(shí)有一定的難度，學(xué)生如果不能從內(nèi)心深處認(rèn)知物理學(xué)科的價(jià)值，就很難實(shí)現(xiàn)良好的學(xué)習(xí)效果，因此，教師有必要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，采用不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)的強(qiáng)烈動(dòng)機(jī)。教師利用先進(jìn)的多媒體教學(xué)技術(shù)，在鼓勵(lì)和尊重的前提之下，組織學(xué)生學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行延伸的思考，從而能促進(jìn)學(xué)生物理專業(yè)素質(zhì)的進(jìn)一步發(fā)展，并能體現(xiàn)出良好的教學(xué)創(chuàng)新效果。

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