例談高中物理教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)分類

江蘇省南通市海安縣李堡中學(xué)(226631)

柯厚紅●

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例談高中物理教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)分類

江蘇省南通市海安縣李堡中學(xué)(226631)

柯厚紅●

物理學(xué)的發(fā)展源于人類對(duì)自然現(xiàn)象不斷認(rèn)識(shí)和概括的過程，其中物理實(shí)驗(yàn)作為物理學(xué)的固有組成發(fā)揮了舉足輕重的作用，它不僅是人類認(rèn)識(shí)規(guī)律的基本手段，更是科研探究的根基所在，實(shí)驗(yàn)還是理論正確性檢驗(yàn)的唯一標(biāo)準(zhǔn).實(shí)驗(yàn)同樣也是高中物理教學(xué)的重要組成，為了幫助學(xué)生以最為直接的方式構(gòu)建認(rèn)知，高中物理以生活中的常見物品或?qū)嶒?yàn)室常見儀器，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)并理解物理概念和規(guī)律，實(shí)現(xiàn)著物理知識(shí)與方法的傳承.

高中物理實(shí)驗(yàn)；物理現(xiàn)象；物理教學(xué)

高中物理教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)一般被分為演示實(shí)驗(yàn)(教師操作為主)、分組實(shí)驗(yàn)(學(xué)生操作為主)兩類形式.隨著教育理念的革新，當(dāng)前的教學(xué)倡導(dǎo)學(xué)生在師生對(duì)話和互動(dòng)中推進(jìn)認(rèn)知的構(gòu)建，現(xiàn)在又催生出形式更為靈活，師生協(xié)同操作的隨堂實(shí)驗(yàn).

一、演示實(shí)驗(yàn)

所謂演示實(shí)驗(yàn)，即為了將物理現(xiàn)象展示出來(lái)，凸顯相關(guān)過程的發(fā)生和發(fā)展，由教師向?qū)W生進(jìn)行示范性、表演性的實(shí)驗(yàn)操作.在實(shí)驗(yàn)的演示過程中，教師要有意識(shí)地定格自己的操作，輔以語(yǔ)言講解和提醒，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注操作要點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行方法總結(jié)和實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)觀察，從而讓學(xué)生對(duì)整個(gè)物理過程形成清晰明了的認(rèn)識(shí).這是物理教學(xué)過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生理解概念、構(gòu)建規(guī)律的常用做法，也是對(duì)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行培養(yǎng)的基本手段之一.為了強(qiáng)化演示實(shí)驗(yàn)在操作規(guī)范性和現(xiàn)象直觀性等方面的特點(diǎn)，教師可根據(jù)需要將實(shí)驗(yàn)放置于實(shí)物展臺(tái)上進(jìn)行處理，例如讓學(xué)生學(xué)習(xí)多用電表的結(jié)構(gòu)和讀數(shù)方法，就可以將多用電表投影在屏幕上，讓每個(gè)學(xué)生都能看清看懂.下面以三組實(shí)例說明演示實(shí)驗(yàn)在實(shí)際教學(xué)中的使用及用途.

1.適用于新課導(dǎo)入的實(shí)驗(yàn)演示.在進(jìn)行新課教學(xué)之前，教師安排一些演示實(shí)驗(yàn)?zāi)芗て饘W(xué)生的問題意識(shí)，從而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激活學(xué)生的思維，激起他們的求知欲.例如，在引入“向心力”的概念教學(xué)時(shí)，教師用一根細(xì)線栓著小球使之轉(zhuǎn)動(dòng)，并不斷加大轉(zhuǎn)速，當(dāng)速度達(dá)到一定程度時(shí)，細(xì)線被拉斷.生活中習(xí)以為常的事例如果以演示實(shí)驗(yàn)的形式呈現(xiàn)在課堂上，學(xué)生不由自主地就會(huì)開始思考繩子拉斷的原因.

2.適用于物理概念、規(guī)律的建立和理解.學(xué)生的認(rèn)識(shí)構(gòu)建需要豐富的感性素材，而這恰恰是實(shí)驗(yàn)所能提供的，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的分析過程中，能夠建立概念和規(guī)律，并進(jìn)一步提升理解.例如，在引導(dǎo)學(xué)生對(duì)“平拋運(yùn)動(dòng)”的有關(guān)規(guī)律進(jìn)行探索時(shí)，讓學(xué)生觀察水平飛出的小球在空中的運(yùn)動(dòng)軌跡，進(jìn)而在感性層面構(gòu)建平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡特點(diǎn)，然后在進(jìn)一步的研究中分析其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和規(guī)律.

3.適用于所學(xué)知識(shí)的拓展性運(yùn)用.新課學(xué)習(xí)之后或是復(fù)習(xí)階段的教學(xué)過程，教師依然要通過某些演示實(shí)驗(yàn)的課堂呈現(xiàn)，喚醒學(xué)生已有認(rèn)知和經(jīng)驗(yàn)的回憶，讓他們拓展應(yīng)用所學(xué)的物理知識(shí).在講授新課之后或者是在復(fù)習(xí)課中，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解釋可以進(jìn)一步鞏固所學(xué)，并深化理解.當(dāng)然更有意義的是，學(xué)生結(jié)合已有認(rèn)知來(lái)重新認(rèn)識(shí)和描述實(shí)驗(yàn)時(shí)，更能夠培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)際問題分析和解決的能力.例如，在學(xué)生已經(jīng)了解“離心現(xiàn)象”之后，演示體溫計(jì)使用之前的甩動(dòng)過程，讓學(xué)生分析其中的物理原理.

二、分組實(shí)驗(yàn)

所謂分組實(shí)驗(yàn)其實(shí)就是學(xué)生實(shí)驗(yàn)，考慮到中學(xué)實(shí)驗(yàn)條件的限制，現(xiàn)在大多數(shù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)都是以分組的形式來(lái)進(jìn)行.當(dāng)然，這樣做也是考慮到學(xué)生在個(gè)體操作時(shí)可能因?yàn)槟芰ο拗频仍驘o(wú)法完成實(shí)驗(yàn)，以小組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生將不再是孤軍奮戰(zhàn)，他們能在相互協(xié)作中完成更加復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)操作，他們?cè)诒舜伺浜现袑?duì)現(xiàn)象進(jìn)行觀察時(shí)能克服個(gè)體觀察的片面性.在實(shí)驗(yàn)室中，有計(jì)劃地選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，能夠系統(tǒng)化地對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和操作技巧進(jìn)行訓(xùn)練，同時(shí)學(xué)生能夠通過對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的切身體驗(yàn)，獲取更為直接的素材，從而有助于他們對(duì)探究?jī)?nèi)容本質(zhì)的認(rèn)知.他們還會(huì)在實(shí)驗(yàn)過程中積累豐富的探究方法和經(jīng)驗(yàn)，他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)也會(huì)因此而加強(qiáng).此外教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中，要充分關(guān)注學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的形成，要注意引導(dǎo)學(xué)生敢于面對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的困難和障礙，鼓勵(lì)學(xué)生開動(dòng)思維克服困難，培養(yǎng)他們勇往直前的開拓精神.

三、隨堂實(shí)驗(yàn)

所謂隨堂實(shí)驗(yàn)，實(shí)際是根據(jù)課堂教學(xué)的需要，為幫助學(xué)生更加形象地理解物理問題的實(shí)質(zhì)、更為容易地突破學(xué)習(xí)難點(diǎn)，教師將一些小巧的實(shí)驗(yàn)穿插于課堂，此類實(shí)驗(yàn)的引入目的只是針對(duì)性理解某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)或解決某一個(gè)問題，因此呈現(xiàn)方式較為隨意，不像演示實(shí)驗(yàn)或是分組實(shí)驗(yàn)，需要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)器材選擇、實(shí)驗(yàn)操作以及現(xiàn)象記錄，隨堂實(shí)驗(yàn)往往不受這些框架的限制，它一般表現(xiàn)為教師邊講邊做或?qū)W生邊聽邊做.在某些時(shí)候，隨堂實(shí)驗(yàn)的出現(xiàn)甚至是因?yàn)閷W(xué)生中偶然出現(xiàn)的某個(gè)問題，教師進(jìn)行動(dòng)態(tài)生成時(shí)臨時(shí)設(shè)計(jì)并進(jìn)行的實(shí)驗(yàn).隨堂實(shí)驗(yàn)的操作者可能是教師，也可能是學(xué)生，它的出現(xiàn)能有效避免教學(xué)過程滿堂灌的場(chǎng)面，能夠提高學(xué)生課堂的參與度，更能提供針對(duì)性的感性素材，幫助學(xué)生進(jìn)行理解和認(rèn)知.隨堂實(shí)驗(yàn)以其靈活性和隨機(jī)性的特點(diǎn)，在以下情形中得以廣泛應(yīng)用：

1.對(duì)簡(jiǎn)單儀器的認(rèn)識(shí)和使用.例如通過平拋豎落儀來(lái)研究平拋運(yùn)動(dòng)，該儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，原理也并不復(fù)雜，適合以隨堂實(shí)驗(yàn)的形式呈現(xiàn)給學(xué)生；

2.可見度較差，又不適合進(jìn)行演示的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn).例如提供學(xué)生兩個(gè)彈簧秤，讓他們?cè)诒舜藢?duì)拉的過程探索作用力與反作用力之間的關(guān)系；

3.臨時(shí)遇到一些學(xué)生難以理解的抽象問題，教師可以隨機(jī)生成，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中進(jìn)行體會(huì)和領(lǐng)悟.例如當(dāng)學(xué)生對(duì)離心運(yùn)動(dòng)的理解存在困難時(shí)，筆者讓學(xué)生從一卷塑料膠帶中拉出一個(gè)抽頭，然后抓住這一端頭，使膠帶卷轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，當(dāng)轉(zhuǎn)速逐漸加快時(shí)，膠帶卷就開始發(fā)生離心運(yùn)動(dòng)，讓學(xué)生體會(huì)其中的物理原理，從而深刻理解離心現(xiàn)象的產(chǎn)生條件.

總之，上述任何一類實(shí)驗(yàn)主體都應(yīng)該是學(xué)生，教師只有引導(dǎo)學(xué)生積極參與到實(shí)驗(yàn)過程中，讓他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中操作、觀察、思考和討論，他們才能更加深刻地了解物理原理的根本，他們的能力才會(huì)得到切實(shí)提升.

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