高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的探究

　　高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的探究

　　繆國忠

　�。ㄕ憬�省臨安市昌化中學(xué)）

　　摘 要：高中物理課程已不再滿足于僅是課堂授課的教學(xué)形式，對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的開展也有一定的要求。通過學(xué)生自己動(dòng)手去做，充分體驗(yàn)理論知識(shí)得出的過程，使其對(duì)理論知識(shí)的理解更加透徹，記憶更加深刻。通過對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，在教學(xué)理念、物理實(shí)驗(yàn)方式改善等方面提出些許看法，望能夠?yàn)樵鰪?qiáng)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性帶來幫助。

　　關(guān)鍵詞：高中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；問題；對(duì)策

　　物理學(xué)起源于物理實(shí)驗(yàn)，可以說所有的物理學(xué)理論都是在一次次對(duì)生活、生產(chǎn)中遇到的問題進(jìn)行解決的過程中得出的結(jié)論，因此，物理教學(xué)的起源也應(yīng)當(dāng)歸于實(shí)驗(yàn)教學(xué)。面對(duì)物理學(xué)科抽象化的學(xué)科特征，物理實(shí)驗(yàn)課程的開展無疑是理論教學(xué)最好的幫手，運(yùn)用物理實(shí)驗(yàn)的方式將抽象的知識(shí)進(jìn)行形象化表述，不僅能夠幫助學(xué)生理解理論知識(shí)的內(nèi)容，還可以提高學(xué)生的動(dòng)手能力，使學(xué)生的物理思維更加靈活，為學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)提供展現(xiàn)的平臺(tái)，提高學(xué)生解決綜合性問題的能力。

　　一、高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

　　1.對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不夠重視

　　對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視程度不高的現(xiàn)象普遍存在于各所高中之中，學(xué)校與教師并沒有對(duì)物理實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行具體的安排。由于高中學(xué)業(yè)較為繁重，課堂時(shí)間較為緊張，很多課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)都變成了傳統(tǒng)課堂中口頭傳達(dá)式的實(shí)驗(yàn)。教師進(jìn)行物理教學(xué)的過程中，將某個(gè)物理實(shí)驗(yàn)用語言進(jìn)行表述，要求學(xué)生記住實(shí)驗(yàn)結(jié)論的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，而并非是讓學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行具體的實(shí)操練習(xí)。隨著科技的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平的提高，運(yùn)用多媒體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)展示的現(xiàn)象也是屢見不鮮。多媒體的運(yùn)用是對(duì)教學(xué)的輔助，為教學(xué)活動(dòng)提供了很大的便利，但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中使用多媒體展示的方式，實(shí)在說不過去。

　　2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備不完善

　　有些學(xué)校雖然開放了實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生提供了進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的方便，但很多實(shí)驗(yàn)器材的數(shù)量都與學(xué)生數(shù)量不符，實(shí)驗(yàn)器材遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于學(xué)生的數(shù)量，使得很多情況下學(xué)生只能進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。在大型實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用這種方式還可以接受，但在那些易操作的簡單實(shí)驗(yàn)中，再運(yùn)用這種分組實(shí)驗(yàn)的方式就很難讓學(xué)生在操作中得到滿足，也不利于學(xué)生自主能力的培養(yǎng)。還有就是許多實(shí)驗(yàn)設(shè)備都存在年久失修的情況，實(shí)驗(yàn)設(shè)備的精確度滿足不了實(shí)驗(yàn)的需求，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中得不出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，進(jìn)而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使實(shí)驗(yàn)課的開展失去意義，甚至對(duì)學(xué)生造成誤導(dǎo)，使學(xué)生對(duì)物理知識(shí)產(chǎn)生疑問。

　　3.機(jī)械式的實(shí)驗(yàn)過程

　　高中物理實(shí)驗(yàn)課程的開展強(qiáng)調(diào)學(xué)生的動(dòng)手能力，但對(duì)于實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)目標(biāo)并非只是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力這樣簡單，還要注重對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，對(duì)學(xué)生解決綜合性問題能力的提升，但有些學(xué)�？偸呛鲆曔@些方面，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)就是學(xué)生單純地去動(dòng)手操作。因此，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)在許多物理實(shí)驗(yàn)課上存在著這樣的現(xiàn)象：教師為學(xué)生準(zhǔn)備好本實(shí)驗(yàn)需要用到的實(shí)驗(yàn)器材，教師為學(xué)生制訂實(shí)驗(yàn)方案，教師為學(xué)生寫明實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，然后學(xué)生按照老師給出的實(shí)驗(yàn)步驟完成具體實(shí)驗(yàn)的操作，這樣，就將本來具有創(chuàng)新意義的實(shí)驗(yàn)課程變成了機(jī)械化的操作課程，整堂課下來完全沒有為學(xué)生留出思考的時(shí)間和思維拓展的時(shí)間，這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式無疑是對(duì)學(xué)生思考能力的一種扼殺。

　　4.以試題代替實(shí)驗(yàn)

　　為了節(jié)約時(shí)間，有些教師就會(huì)使用編寫實(shí)驗(yàn)試題的形式來代替學(xué)生親自進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程的開展。例如，針對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟的填空試題，針對(duì)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)的簡答試題等。這種用筆做實(shí)驗(yàn)的形式可以說是應(yīng)試教育下的產(chǎn)物，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)科的熱情造成了損傷，嚴(yán)重打擊了學(xué)生物理學(xué)習(xí)的積極性，并且使學(xué)生的課業(yè)壓力增大。

　　二、實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的途徑

　　1.更新物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念

　　告別過去教師在課堂上“講實(shí)驗(yàn)”“展示實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)方式，讓學(xué)生真正參與到實(shí)驗(yàn)課堂中，鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，讓學(xué)生能夠真正掌握實(shí)驗(yàn)的方法。放手讓學(xué)生自己去做，杜絕教師將一切都安排好的實(shí)驗(yàn)課堂，讓學(xué)生自己去選擇適合實(shí)驗(yàn)操作的設(shè)備，自己確定實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的方案，自己對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)加強(qiáng)關(guān)注。只有在實(shí)驗(yàn)課堂中實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生更深刻的認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生明白物理不僅僅只是公式與概念的集合，而是需要我們動(dòng)手操作才能弄清楚、搞明白的一門學(xué)科。只有這樣，才能不枉費(fèi)學(xué)生一堂課寶貴的時(shí)間。

　　在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，教師應(yīng)時(shí)刻站在學(xué)生的立場上思考問題。物理實(shí)驗(yàn)的開展要結(jié)合學(xué)生的動(dòng)手能力與知識(shí)掌握程度，不要讓難度過大的物理實(shí)驗(yàn)打擊學(xué)生進(jìn)行物理知識(shí)學(xué)習(xí)的積極性，也不要開展過于簡單的實(shí)驗(yàn)課程使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)潛能得不到激發(fā)，要堅(jiān)持“踮起腳能夠到”的實(shí)驗(yàn)課程開展原則，設(shè)定學(xué)生經(jīng)努力能夠完成的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。

　　2.讓探究實(shí)驗(yàn)代替驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

　　改變以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師事先將實(shí)驗(yàn)結(jié)論對(duì)學(xué)生進(jìn)行交代學(xué)生進(jìn)行驗(yàn)證的方式，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生運(yùn)用自身掌握的知識(shí)對(duì)新問題進(jìn)行探究，嘗試運(yùn)用不同的實(shí)驗(yàn)方法來解決問題。例如，“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)：

　　（1）在水平放置的木板上，墊一張白紙，把橡皮筋的一端固定在板上P點(diǎn)，用兩條細(xì)繩連接在橡皮筋的另一端，通過細(xì)繩同時(shí)用兩個(gè)測力計(jì)互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O，并記下此位置，如下圖所示。

　�。�2）記下兩個(gè)測力計(jì)F1和F2的讀數(shù)和它們的方向；在白紙上按比例畫出兩個(gè)力F1和F2的圖示。

　�。�3）只用一個(gè)測力計(jì)，通過細(xì)繩將結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O；記下測力計(jì)的讀數(shù)F和方向，按同一比例畫出這個(gè)力的圖示，觀察合力F和力F1、F2的共同作用點(diǎn)O與這三個(gè)力圖示的箭頭端的位置，看它們構(gòu)成了什么圖形，若不夠明顯的話，可以用虛線將合力F的箭頭端分別與F1、F2的箭頭端連接再觀察。

　　（4）改變兩測力計(jì)拉力的大小和方向，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，看看結(jié)論是否相同。

　　對(duì)于新問題進(jìn)行探究的過程也是對(duì)于學(xué)生思維進(jìn)行拓展的過程。探究實(shí)驗(yàn)不僅只是讓學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行探究，還要對(duì)實(shí)驗(yàn)中各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行探究。探究實(shí)驗(yàn)課程的開展既對(duì)學(xué)生物理基礎(chǔ)知識(shí)的掌握進(jìn)行了強(qiáng)化，又對(duì)其進(jìn)行了檢測。另外，學(xué)生在自主探究實(shí)驗(yàn)的過程中很容易出現(xiàn)不知下一步要如何走的問題，這時(shí)就需要教師對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行耐心的指導(dǎo)，幫助學(xué)生順利完成探究實(shí)驗(yàn)。

　　3.設(shè)置創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)

　　設(shè)置創(chuàng)新型的實(shí)驗(yàn)來調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，教師可以將實(shí)驗(yàn)器材加以改進(jìn)，將實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行改變，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行改變，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中得到全新的體驗(yàn)。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生運(yùn)用自己儲(chǔ)備的物理知識(shí)，運(yùn)用不同的物理實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，且達(dá)到不同的實(shí)驗(yàn)效果；遵循新的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)于不同條件下實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異性進(jìn)行歸納；運(yùn)用新數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使得不同數(shù)據(jù)間能夠形成對(duì)比，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生更深刻的理解。此外，教師還可以運(yùn)用豐富的生活資源，開展貼近生活的物理實(shí)驗(yàn)課程，讓物理知識(shí)從生活中來，經(jīng)過學(xué)習(xí)與實(shí)踐，再將知識(shí)運(yùn)用到生活中去，讓物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)變?yōu)閷W(xué)生解決生活難題的有利幫手。

　　例如，我們可以運(yùn)用細(xì)塑料管和塑料瓶作器材來研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律。水從細(xì)管口流出，水線形成拋物線形狀，從而能看到平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，用這個(gè)拋物線來定性和定量地研究平拋運(yùn)動(dòng)。但在實(shí)驗(yàn)的過程中由于水位下降后水壓減小，水線的射程變小，這樣變化太快影響了研究，學(xué)生開始想辦法令水壓在一段時(shí)間內(nèi)保持恒定，使得水柱形狀不變。小組討論后采用水管進(jìn)水口與浮標(biāo)相連的方法。當(dāng)水位下降浮標(biāo)也下降，這樣就使得水壓可以在一定時(shí)間內(nèi)保持不變了。學(xué)生還為計(jì)算出水口速度想出了兩種方法：（1）根據(jù)拋物線的形狀來計(jì)算；（2）用量筒測出一定時(shí)間內(nèi)流出水的體積，再測出出水管的直徑，算出水柱的速度。

　　4.開展拓展性實(shí)驗(yàn)

　　在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，既要忠實(shí)教材，使學(xué)生全面理解實(shí)驗(yàn)的原理和實(shí)驗(yàn)的方法，同時(shí)又要結(jié)合學(xué)生的實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)一些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拓展，使學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神得到充分培養(yǎng)；學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性和主動(dòng)性得到充分發(fā)揮。例如，在學(xué)生完成“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)后，為學(xué)生安排“探究橡皮筋彈力與其伸長量的關(guān)系”“探究彈簧的勁度系數(shù)與其圈數(shù)之間的關(guān)系”等實(shí)驗(yàn)。如“探究彈簧的勁度系數(shù)與其圈數(shù)之間的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)可利用一均勻長彈簧豎直懸掛，7個(gè)指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點(diǎn)0、10、20、30、40、50、60圈處；通過旁邊豎直放置的刻度尺，讀出指針的位置的實(shí)驗(yàn)方式進(jìn)行探究，如右圖所示。

　　5.改善實(shí)驗(yàn)設(shè)施

　　學(xué)校應(yīng)加強(qiáng)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)課程的重視，將物理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行開放，使學(xué)生能夠運(yùn)用課下時(shí)間開展物理實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生提供物理難題隨時(shí)解決，物理實(shí)驗(yàn)隨時(shí)做的可能，加大學(xué)校對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的資金投入，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課堂上能夠?qū)崿F(xiàn)人人有實(shí)驗(yàn)器材可用，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)器材的配置是一切物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的基礎(chǔ)，只有為學(xué)生提供好課程的物質(zhì)保障，學(xué)生才能更好地進(jìn)行物理課程的學(xué)習(xí)，才能提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

　　總而言之，在高中物理學(xué)科學(xué)習(xí)階段，開展物理實(shí)驗(yàn)課程對(duì)于學(xué)生的物理學(xué)習(xí)來說是非常必要的。學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)的過程中能充分體驗(yàn)自己動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論、解決問題的快感，進(jìn)而能增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于物理學(xué)科的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生解決綜合性物理問題的能力，開拓學(xué)生的物理思維。希望通過此篇文章對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀與提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的途徑的分析，能夠?yàn)楦咧形锢韺?shí)驗(yàn)課堂的開展提供幫助。

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