高中物理實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的影響

摘 要：物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)發(fā)展的源泉，也是學(xué)生認(rèn)識(shí)物理、學(xué)習(xí)物理的基礎(chǔ)。從高中物理教學(xué)的實(shí)際出發(fā)，簡(jiǎn)述了高中物理實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀，通過(guò)一學(xué)期的調(diào)查、統(tǒng)計(jì)和對(duì)比，從理論和實(shí)際兩個(gè)角度論證了高中物理實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀；對(duì)比分析；認(rèn)知發(fā)展；創(chuàng)造力

回顧物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程，實(shí)驗(yàn)始終占有重要的地位。物理規(guī)律建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，而人們提出的理論是否正確，也需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)。在高中物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)在提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)方面更是起著無(wú)可替代的作用。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高物理教學(xué)效果和開(kāi)發(fā)學(xué)生創(chuàng)造能力，在加強(qiáng)素質(zhì)教育的今天顯得更加重要。

為了真實(shí)反映高中物理實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀，探究實(shí)驗(yàn)在高中物理教學(xué)中的作用以及對(duì)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的影響，上個(gè)學(xué)期我們定期走訪了我市的幾所生源相仿的高中，定期調(diào)查并記錄他們的實(shí)驗(yàn)狀況，發(fā)現(xiàn)其教學(xué)理念、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)次數(shù)、教學(xué)效果參差不齊，差異較大。

一、高中物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀的對(duì)比分析

1.有的學(xué)校師生缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)重要性的認(rèn)識(shí)

由于應(yīng)試教育的影響，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)理解的偏差與局限，普遍存在著教師為“應(yīng)試”而教，學(xué)生為“應(yīng)試”而學(xué)的現(xiàn)象：只做高考要求的實(shí)驗(yàn)，其他實(shí)驗(yàn)，包括演示實(shí)驗(yàn)?zāi)苁【褪?，學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)時(shí)間少，用腦思考的時(shí)間少，變成了被動(dòng)接受的機(jī)器人，實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的應(yīng)有作用難以充分體現(xiàn)。

但有的學(xué)校則非常重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，做到了盡量進(jìn)實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，能分組的就不只演示，教材中出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)都盡量指導(dǎo)學(xué)生做，甚至包括一些教材中沒(méi)有的原創(chuàng)實(shí)驗(yàn)，把實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的作用最大化。

2.實(shí)驗(yàn)器材不足

這是很多中學(xué)普遍存在的問(wèn)題。由于重視程度不夠或資金不足，造成對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)施及實(shí)驗(yàn)器材投入不足，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)設(shè)備的老化和缺乏，嚴(yán)重影響了高中物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。但是有的學(xué)校則積極向上一級(jí)教育部門(mén)申請(qǐng)實(shí)驗(yàn)資金，購(gòu)置新的實(shí)驗(yàn)器材，包括一些先進(jìn)的數(shù)字實(shí)驗(yàn)儀器，甚至師生一起動(dòng)手制作實(shí)驗(yàn)儀器，使高中物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)得到保證。

二、教學(xué)效果的對(duì)比分析

在A校我們有幸參與了一次“同課異構(gòu)”教研活動(dòng)，課題為：牛頓第二定律的理解。單純從公式和內(nèi)容來(lái)看，牛頓第二定律的瞬時(shí)性、因果性等性質(zhì)是抽象而枯燥的，傳統(tǒng)的授課方式導(dǎo)致學(xué)生積極性不高，課堂氣氛很沉悶，課堂效果大打折扣。但有一位老師卻利用數(shù)字試驗(yàn)設(shè)備——傳感器設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：利用力傳感器和加速度傳感器得出了力和加速度的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系（如下圖所示），并由圖像引發(fā)學(xué)生積極討論，課堂氛圍很活躍，學(xué)生參與度很高，理解也更加深刻，其課堂達(dá)標(biāo)訓(xùn)練的完成質(zhì)量相對(duì)其他班級(jí)也更高。因此，對(duì)一節(jié)課來(lái)說(shuō)，有無(wú)實(shí)驗(yàn)，教學(xué)效果的差別是比較大的。

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對(duì)于實(shí)驗(yàn)題這部分，我們做了多次班級(jí)對(duì)照，如“探究影響加速度的因素”這個(gè)實(shí)驗(yàn)，A班只是課堂講解練習(xí)，B班則講解后進(jìn)行了分組實(shí)驗(yàn)。課后分別測(cè)試了兩套練習(xí)題。第一套為非開(kāi)放性的基本考點(diǎn)，第二套為開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)題（設(shè)計(jì)類似裝置測(cè)桌面的摩擦因數(shù)）。結(jié)果顯示，對(duì)于非開(kāi)放性題目，兩班差異不大；而對(duì)于開(kāi)放性較強(qiáng)的題目，B班則完成質(zhì)量較高。這說(shuō)明動(dòng)手實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生思維的拓展是有促進(jìn)作用的，而高考中的實(shí)驗(yàn)往往是開(kāi)放性比較強(qiáng)的。

僅僅是一節(jié)課，有無(wú)實(shí)驗(yàn)，教學(xué)差異尚且如此，那么累積到一個(gè)學(xué)期會(huì)如何呢？從學(xué)校這個(gè)層面，我們調(diào)取了全市期中、期末統(tǒng)一考試成績(jī)，就其中兩所學(xué)校進(jìn)行了對(duì)比分析：A校一直重視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，其分組實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)，包括原創(chuàng)實(shí)驗(yàn)都做得非常充分，其及格率、優(yōu)秀率相對(duì)高出許多，如下表所示。

市直單科試卷分?jǐn)?shù)段統(tǒng)計(jì)表（物理）

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除成績(jī)以外，學(xué)生思維的開(kāi)拓性、創(chuàng)造性也有差異。A校學(xué)生開(kāi)展了一系列社團(tuán)活動(dòng)，學(xué)生都積極參與。有的學(xué)生還參加了一些不同級(jí)別的科技發(fā)明比賽，并獲得了一定的獎(jiǎng)項(xiàng)，這里就不做一一展示了。

由此可見(jiàn)，實(shí)驗(yàn)在高中物理教學(xué)中的作用是非常大的，對(duì)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展也起到了明顯的促進(jìn)作用。其實(shí)在中學(xué)物理新課程教學(xué)大綱中已明確指出：“觀察現(xiàn)象、進(jìn)行演示和學(xué)生分組探究實(shí)驗(yàn)，能夠使學(xué)生對(duì)物理事實(shí)獲得具體的、明確的認(rèn)識(shí)，這是理解物理概念和物理規(guī)律的必要基礎(chǔ)。通過(guò)觀察和自身動(dòng)手實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ囵B(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，具有不可代替的重要作用?！蔽锢韺?shí)驗(yàn)作為物理教學(xué)的基本手段，有著其特殊的教學(xué)功能：

（1）實(shí)驗(yàn)可以使物理規(guī)律與生活實(shí)際聯(lián)系更緊密，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。尤其分組探究實(shí)驗(yàn)可以有效地引導(dǎo)學(xué)生發(fā)掘問(wèn)題，激發(fā)其求知欲望，最終通過(guò)自身的探索和研究找到解決問(wèn)題的方法，從而調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)物理的主動(dòng)性和積極性。

（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)不僅可以增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，而且可以使學(xué)生進(jìn)一步理解物理規(guī)律在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立起來(lái)的過(guò)程，從而有效地幫助學(xué)生形成概念，導(dǎo)出規(guī)律，掌握理論。

（3）實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手能力、思維能力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力以及探索創(chuàng)新能力。

（4）實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，科學(xué)的思維方法，進(jìn)而學(xué)會(huì)物理研究中的基本方法。

鑒于上述實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位和作用以及實(shí)驗(yàn)在教學(xué)實(shí)踐中的良好效果，我們應(yīng)當(dāng)更加重視實(shí)驗(yàn)，在教學(xué)中以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神為目的，將實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的地位提高到一個(gè)新的高度。

參考文獻(xiàn)：

許崇文.“有效教學(xué)”的探索與實(shí)踐[J].當(dāng)代教育科學(xué)，2009（6）.

？誗編輯 趙飛飛