淺談新課程改革下的高中物理實驗教學(xué)

楊沛勇

【摘 要】物理學(xué)起源于物理實驗，可以說所有的物理學(xué)理論都是在一次次對生活、生產(chǎn)中遇到的問題進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)當歸于實驗教學(xué)。

【關(guān)鍵詞】新課標 高中物理 實驗

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2017.04.171

高中物理實驗是物理教學(xué)中的重要組成部分，是提高高中生各方面能力的主要環(huán)節(jié)與過程。隨著新課標的提出，對于高中物理實驗教學(xué)也提出了新的要求，高中物理教師應(yīng)該把握新課標精神，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生制定試驗計劃、設(shè)計實驗的能力。在這一環(huán)節(jié)，學(xué)生要根據(jù)實驗的內(nèi)容設(shè)計有效的實驗方法，并合理選擇實驗儀器和材料。實驗教學(xué)素質(zhì)教育的要求，是培養(yǎng)學(xué)生探究能力和動手能力等各方面能力的精神的體現(xiàn)。

一、高中物理新課程實驗教學(xué)的特點

（一）對學(xué)生實驗?zāi)芰Φ囊蟾用鞔_

高中物理課程標準對學(xué)生的探究能力做出了詳細而明確的要求：“能夠發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問題，對解決問題的方式和問題的答案提出假設(shè)，能夠根據(jù)實驗?zāi)康暮鸵延袟l件，制定計劃與設(shè)計實驗方案，進行物理學(xué)實驗的操作和用多種方式收集數(shù)據(jù)，會對實驗數(shù)據(jù)進行分析處理，嘗試分析假設(shè)與實驗結(jié)果間的差異，能寫出實驗探究報告。”同時，明確提出了物理實驗?zāi)芰Φ木唧w要求，其中確定研究問題、設(shè)計選擇實驗方案、數(shù)據(jù)測量、定量分析、探究創(chuàng)新等方面的要求比初中階段都有顯著提高。

（二）實驗的數(shù)量和類型大幅度增加

高中物理新課程實施后，物理課程中的實驗教學(xué)內(nèi)容大量增加。以現(xiàn)行的人教版高中物理教材為例：必修1、必修2的演示實驗20個，學(xué)生探究實驗7個；選修2系列（包括2-1、2-2、2-3）和選修3系列（包括3-1到3-5）的演示實驗共計73個，學(xué)生探究實驗25個；必修1、2和選修3系列共設(shè)課堂實驗17個、“做一做”51個；同時，還在附錄中設(shè)置了“物理實驗專題”模塊，有14個實驗示例供學(xué)生選擇，原則上實驗數(shù)量不少于8個，給學(xué)生留有充分的選擇余地?？梢钥闯觯咧形锢硇抡n程實驗的數(shù)量在急劇增加，實驗方式更加靈活。各項實驗活動共同的特點就是注重“實踐”、“觀察”、“思考”、“討論”、“拓展”，有的還明確要求學(xué)生“表達與交流”，為學(xué)生搭建了探究的階梯，突出了學(xué)生的主體地位與個性發(fā)展。實驗活動類型的拓展和變化反映了物理新課程在轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方式、培養(yǎng)學(xué)生探究能力等方面的要求，使學(xué)生的思維與創(chuàng)造力始終處于被激發(fā)的積極狀態(tài)。

（三）實驗內(nèi)容與現(xiàn)代科技緊密結(jié)合

在物理新課程中，數(shù)字化的教學(xué)裝備被大量引進物理實驗室，如基于各種傳感器和計算機的數(shù)據(jù)測量和數(shù)據(jù)處理、微電腦數(shù)字計時器的廣泛應(yīng)用、用數(shù)碼相機研究自由落體運動、對汽車變速器的了解等。在選修教材中，涉及了綠色能源的開發(fā)、用激光筆進行光的干涉和衍射實驗、觀察變電站和高壓輸電線路、利用溫度傳感器和光敏傳感器等制作一些簡單的自動控制電路等。注重加強課程內(nèi)容與學(xué)生生活以及現(xiàn)代社會和科技的緊密聯(lián)系，重視學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動機的培養(yǎng)和強化。

二、實驗教學(xué)的策略

（一）變驗證實驗為探究實驗

牛頓曾說過：沒有大膽的猜想，就做不出偉大的發(fā)現(xiàn).高中物理實驗教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生探究，激發(fā)學(xué)生的探究欲，讓學(xué)生經(jīng)歷實驗探究過程，不僅觀察實驗現(xiàn)象，還了解實驗的本質(zhì).隨著新課改的推進，高中物理教材中的實驗由原來的驗證性實驗為主更多的向探究性實驗轉(zhuǎn)變.驗證性實驗注重的驗證過程，是對已有知識的驗證其程序是問題、原理、結(jié)論、實驗，而探究性實驗注重培養(yǎng)學(xué)生的探究與創(chuàng)新能力，其程序是問題、實驗、討論、結(jié)論，由此可見，驗證性實驗是教師做、學(xué)生看的方式，學(xué)生主動性得不到凸顯；探究性實驗是讓學(xué)生自己觀察，用所學(xué)的知識解決新問題，有助于調(diào)動學(xué)生的參與積極性，這與新課程的目標相符合。因此，物理實驗教學(xué)中教師可以結(jié)合實際變驗證性實驗為探究性實驗，變結(jié)論為設(shè)問，讓學(xué)生問題的引導(dǎo)下探究，找出解決問題的方法，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。如教學(xué)“探究磁場對電流的作用”時，雖然做了驗證性實驗，但學(xué)生還是覺得難學(xué)，沒有深入理解相關(guān)的知識。為了提高實驗教學(xué)效果，教師可以變驗證性實驗為探究性實驗，讓學(xué)生準備一些廢料、磁鐵等，用鋁絲進行探究性實驗。學(xué)生在探究的過程中教師提出問題：保持鋁絲長度和磁感應(yīng)強度不變，如果電流大小發(fā)生變化，鋁絲的運動軌跡會有什么變化？學(xué)生在這些問題的引導(dǎo)下進行探究，積極性很高。再如教材中驗證牛頓第二定律的實驗可以變?yōu)樘骄考铀俣扰c力的關(guān)系的實驗。這樣變“驗證性實驗”為“探究性實驗”，學(xué)生獲得的不再是死記硬背的實驗原理，能很好的激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)生的探究能力。

（二）關(guān)注物理實驗創(chuàng)新精神

每一個實驗也都有著自身的設(shè)計思想，包含著對已有知識的運用和創(chuàng)造性的構(gòu)思，物理實驗教學(xué)中教師可以引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會前人的設(shè)計思想，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。如“驗證牛頓第二定律”時，為什么要使長木板傾斜來平衡摩擦力呢？學(xué)生在思考的過程中，會領(lǐng)會到實驗中的創(chuàng)新思想。高中物理教材中有很多演示實驗，這為教師提供了實驗演示的機會，但這些演示實驗從器材、步驟等都有固定的模式，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng).實驗教學(xué)中教師可以創(chuàng)造條件，將演示實驗變?yōu)殡S堂實驗，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，隨堂實驗形式靈活，學(xué)生參與的積極性比較高，有助于培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰ΑＨ缃虒W(xué)“摩擦力”時，可以讓學(xué)生做隨堂實驗：同桌將一樣的兩本物理教材依次疊放起來，用力壓一壓書頁，然后讓學(xué)生提起其中任意一本物理教材，會發(fā)現(xiàn)另外一本并沒有滑落下來。這樣學(xué)生在直觀實驗中感受到了摩擦力的存在，從而引導(dǎo)學(xué)生深入思考問題。另外，教師也可以進行實驗變式訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生把握物理規(guī)律，提高實驗?zāi)芰?教師可以對器材“變式”，引導(dǎo)學(xué)生用新器材創(chuàng)造性的進行實驗；教師可以對實驗條件“變式”，讓學(xué)生重新確定實驗方案等。

（三）重視開發(fā)物理實驗資源

高中物理實驗資源是非常豐富的，教師可以充分利用學(xué)校實驗室資源和社會資源，構(gòu)建物理家庭實驗，給學(xué)生提供更多的實驗機會。高中物理新課標指出：物理教學(xué)要貼近學(xué)生生活和社會實際，引導(dǎo)學(xué)生主動參與、探究。物理是一門最貼近生活的學(xué)科，實驗器材可以從生活中來選擇，如廢電池、彩紙、塑料瓶等，還可以引導(dǎo)學(xué)生運用身邊的材料探究實驗，使學(xué)生成為實驗教學(xué)資源的開發(fā)者，讓學(xué)生認識到物理實驗就在生活中。如教學(xué)“摩擦起電”時，教師可以讓學(xué)生用塑料吸管做這個實驗，讓學(xué)生從生活中找實驗器材，用食指和中指摩擦新的塑料吸管，會發(fā)現(xiàn)吸管能吸在手心；再摩擦另一根吸管，兩根細管靠近時，會出現(xiàn)相互排斥或吸引現(xiàn)象.然后讓學(xué)生思考為什么會有這樣的現(xiàn)象，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

總之，教育課程改革呼喚創(chuàng)新，新課程要求教師要由課程規(guī)范的復(fù)制者變?yōu)樾抡n程的創(chuàng)造者，而我們物理教師在實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生能力的開發(fā)與設(shè)計方面有著廣闊的創(chuàng)新天地。