新課程背景下高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化策略

范彥雄

（隴西縣第一中學(xué) 甘肅 隴西 748100）

高中物理知識(shí)很多概念過于抽象，使得學(xué)生難以理解。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式可以在學(xué)生腦海中建立明晰的物理概念。物理學(xué)科本身就要求學(xué)生具備較強(qiáng)的理解能力、數(shù)學(xué)運(yùn)算能力、實(shí)踐能力。對(duì)于學(xué)生的要求頗高，而物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式可以將知識(shí)點(diǎn)可視化，將物理規(guī)律可視化，可以將物質(zhì)知識(shí)真切地展現(xiàn)在學(xué)生眼前，便于學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)與理解。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能夠幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)，在實(shí)驗(yàn)過程中還能鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力、探究能力、解決問題的能力，有效地促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。本文針對(duì)新課程背景下高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化策略提出幾點(diǎn)意見。

1.高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化意義

1.1 培養(yǎng)學(xué)生良好的批判性思維

物理實(shí)驗(yàn)在實(shí)施過程中，產(chǎn)生的很多結(jié)果往往與現(xiàn)實(shí)中自己的認(rèn)知有較大的出入，這是對(duì)學(xué)生世界觀的較強(qiáng)沖擊。因?yàn)?，物理?guī)則對(duì)事物本質(zhì)規(guī)則的總結(jié)，而我們常?？吹降闹R(shí)物質(zhì)的表現(xiàn)，我們誤以為是其本質(zhì)規(guī)則。但是我們要干預(yù)提出的疑問，因?yàn)槔蠋煹穆氊?zé)就是傳道、授業(yè)、解惑。學(xué)生提出疑問是學(xué)生的本分，老師解答疑問是老師的職責(zé)。老師也十分喜歡探究的學(xué)生。因此，在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生要養(yǎng)成批判精神，敢于對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果質(zhì)疑。運(yùn)用發(fā)散性思維、創(chuàng)新性思維，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行橫向或是縱向地?cái)U(kuò)展，研究不同條件下的物理表現(xiàn)。就像我們的認(rèn)知，雖然是表層，但是并不一定都是錯(cuò)的，需要實(shí)驗(yàn)過后才能了解自己是對(duì)是錯(cuò)。批判思維是學(xué)生進(jìn)行探究的動(dòng)力，是學(xué)生達(dá)成舉一反三思維的基礎(chǔ)。在教學(xué)過程中的舉一反三就是一個(gè)知識(shí)在不同情況下的使用。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，不僅僅是對(duì)物理學(xué)科有所幫助，而是提升了學(xué)生的整體素質(zhì)，完全符合教育部門推行的素質(zhì)教育。

1.2 培養(yǎng)學(xué)生敏銳的實(shí)驗(yàn)洞察力與探究能力

在實(shí)驗(yàn)過程中，有很多的實(shí)驗(yàn)存在一定的限定條件。而且每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都有很多的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，里面包含著物理規(guī)律的判斷條件等，需要學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行仔細(xì)地觀察。老師在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要有目的的引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，自己統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。將自己探究得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論與實(shí)際結(jié)論進(jìn)行對(duì)比，彌補(bǔ)自身的思維漏洞。在整個(gè)過程中鍛煉了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)洞察力與探究能力。學(xué)生會(huì)因?yàn)檫@兩種能力受益終身。首先實(shí)驗(yàn)觀察力，將其進(jìn)行拓展引申可以形成敏銳的觀察能力，是發(fā)現(xiàn)問題的重要能力。而探究能力可以用于解決發(fā)現(xiàn)的問題。兩者相互配合，相互促進(jìn)，總結(jié)起來就是發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力。這種能力不僅僅是高中階段可以用到，在今后的人生中方方面面都會(huì)用到。因?yàn)檎麄€(gè)人生有一大半是由問題組成，問題或大或小，都需要學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)并解決，特別是步入社會(huì)之后，沒有了老師與父母的指引，學(xué)生只能依靠自身的能力去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題。發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力的大幅提升會(huì)使學(xué)生受益終身，為學(xué)生的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展作出了極大的貢獻(xiàn)。

1.3 幫助學(xué)生形成系統(tǒng)的物理觀念

整個(gè)物理教學(xué)最終的目的就是幫助學(xué)生培養(yǎng)物理思維，建立物理知識(shí)體系。物理知識(shí)大多涉及物質(zhì)定義、運(yùn)動(dòng)定律、相互作用規(guī)律、物質(zhì)守恒等方面的內(nèi)容，在日常生活中很難有所涉及，除非是物理愛好者。像是數(shù)學(xué)語(yǔ)文等科目，學(xué)生平時(shí)接觸較多，對(duì)于知識(shí)體系與思維方式的建設(shè)較為簡(jiǎn)單。而物理科目沒有這樣的基礎(chǔ)，因此，在日常教學(xué)過程中老師的教學(xué)壓力較大。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式拉近了學(xué)生與物理之間的距離，通過一些簡(jiǎn)單的道具就能將物理知識(shí)清晰的展現(xiàn)在學(xué)生面前。學(xué)生可以在日常生活中復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)，對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行深度的思考。物理思維與其他科目的不太相同，因?yàn)樗械奈锢韺?shí)驗(yàn)最終都是要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，甚至是思維實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，才能被其他人所承認(rèn)。甚至有很多物理學(xué)家的實(shí)驗(yàn)儀器都是自己根據(jù)實(shí)驗(yàn)特性造出來的，其他地方無法得到。這也就要求學(xué)生具備足夠的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，才能?gòu)建出有效的物理思維。否則，學(xué)生形成的物理思維只是單純地解題思維，很難應(yīng)用到實(shí)際生活當(dāng)中。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程能夠科學(xué)地培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，幫助學(xué)生建立正確的物理知識(shí)體系。

2.新課程背景下高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化策略

2.1 借助先進(jìn)儀器與方法，對(duì)教材進(jìn)行深度挖掘

隨著技術(shù)的發(fā)展，使得實(shí)驗(yàn)設(shè)備得到了極大的改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)儀器越來越先進(jìn)越來越精密，實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以使用的載體也越來越多，極大地提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，使得物理教學(xué)可以正常地開展。物理實(shí)驗(yàn)儀器是開展教學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，在教學(xué)資源潰泛的年代，很難開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。老師可以根據(jù)教材內(nèi)容選擇合適的物理儀器，提高了教學(xué)的有效性。如在教授牛頓第二定律時(shí)，老師可以使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄小車的加速度與速度。實(shí)驗(yàn)過程中由砂子充當(dāng)小車的動(dòng)力，給予小車均勻的加速度。這樣的操作雖然存在一定的系統(tǒng)誤差，并且系統(tǒng)誤差是沒辦法消除的，只能減小。該實(shí)驗(yàn)有一個(gè)較大的缺陷就是當(dāng)砂桶及沙子的質(zhì)量小于小車時(shí)，小車就沒有辦法前進(jìn)，形成加速度。紙帶也可能會(huì)拉斷，實(shí)驗(yàn)精度較低。老師可以就小車無法前進(jìn)的問題進(jìn)行設(shè)問，安排學(xué)生進(jìn)行更深層的討論，學(xué)生可以小組討論，可以查看教材。使得學(xué)生對(duì)于教材內(nèi)容有更加透徹地了解。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，已經(jīng)有了更加精細(xì)的設(shè)備代替原來的實(shí)驗(yàn)方式?？梢允褂秒姽忾T測(cè)試小車的加速度，使用力傳感器測(cè)量小車的合外力，使用空氣導(dǎo)軌減少小車受到的摩擦力，這樣可以大大地降低系統(tǒng)誤差，測(cè)的數(shù)據(jù)也更加地符合教材中教授的內(nèi)容。數(shù)據(jù)收集方面也有更加新穎的方式如DIS實(shí)驗(yàn)技術(shù)，數(shù)據(jù)處理方面可以使用計(jì)算軟件制成圖表等方式，使得數(shù)據(jù)更加的直觀，便于學(xué)生分析。老師可以將兩種實(shí)驗(yàn)方式或的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，要求學(xué)生分析造成數(shù)據(jù)差異的原因。加深對(duì)于物理知識(shí)的理解，做到活學(xué)活用。后一種實(shí)驗(yàn)還提供了實(shí)驗(yàn)過程慢鏡頭回放的功能，可以供學(xué)生在課后進(jìn)行細(xì)致地觀察分析。而且回放過程還提供了鏡頭方法功能，為學(xué)生的深入探究提供了足夠的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.2 精心設(shè)置分組實(shí)驗(yàn)，探究合作化教學(xué)

學(xué)生因?yàn)槠涑砷L(zhǎng)環(huán)境、家庭教育等方面存在差異，造成了學(xué)生個(gè)體之間的差異性。差異主要表現(xiàn)在理解能力、知識(shí)總結(jié)能力、知識(shí)靈活運(yùn)用的能力等方面，每個(gè)學(xué)生有自己的長(zhǎng)處，也有自己的劣勢(shì)。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，老師可以按照學(xué)生的特長(zhǎng)進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。比如，有些學(xué)生思維活躍，可以提供新穎的實(shí)驗(yàn)思路，有些學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總能力較強(qiáng)，可以安排處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。讓各個(gè)學(xué)生相互搭配，順利地完成實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。在實(shí)驗(yàn)過程既能鍛煉自己的長(zhǎng)處，又能學(xué)習(xí)同學(xué)身上的長(zhǎng)處，取長(zhǎng)補(bǔ)短。還能鍛煉自身的合作意識(shí)，培養(yǎng)自己的實(shí)踐能力。有效地促進(jìn)了學(xué)生的全面發(fā)展。

如，在學(xué)習(xí)做功與速度的關(guān)系時(shí)，老師可以根據(jù)學(xué)生的特長(zhǎng)進(jìn)行分配，保證每個(gè)小組都能順利地完成物理實(shí)驗(yàn)。然后在實(shí)驗(yàn)開始之前，提出準(zhǔn)備好的教學(xué)問題，像是應(yīng)該如何對(duì)功進(jìn)行定量的測(cè)量、功的單位是怎么推導(dǎo)得出的、應(yīng)該怎么設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等問題。在探究開始之前，允許每個(gè)小組進(jìn)行討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，然后由老師進(jìn)行評(píng)判，及時(shí)的指出實(shí)驗(yàn)過程中的錯(cuò)誤。在方案明確之后，分別開展實(shí)驗(yàn)，協(xié)作完成實(shí)驗(yàn)，要保證每個(gè)學(xué)生都參與到了實(shí)驗(yàn)過程中。在實(shí)驗(yàn)過程中可以根據(jù)實(shí)際提供的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，靈活地調(diào)整實(shí)驗(yàn)方案。處理實(shí)驗(yàn)過程中盡可能的提取出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中的有用信息。老師在實(shí)驗(yàn)過程中要從旁指導(dǎo)，及時(shí)地解答學(xué)生提出的疑問。在完成實(shí)驗(yàn)之后，每組學(xué)生都要上臺(tái)講述自己的實(shí)驗(yàn)過程，包括設(shè)立實(shí)驗(yàn)使用到的原理、實(shí)驗(yàn)使用的儀器、實(shí)驗(yàn)最后得出的結(jié)論。每組上臺(tái)講述的時(shí)候，其他組的學(xué)生要認(rèn)真聽講，吸收其他組的有點(diǎn)，完善自己的物理思維。最后留出足夠的時(shí)間貢學(xué)生反思總結(jié)，這是學(xué)生迅速提高的有效方法。

2.3 有效利用課后趣味性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新拓展

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式是一種較為開放的教學(xué)方式，并不僅限于課堂上。在課后也可以安排學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。提高學(xué)生的創(chuàng)造力、結(jié)局問題的能力。開展課外探究可以使用多種方式?？梢詫?shí)際生活問題作為探究?jī)?nèi)容，使得學(xué)生使用課本學(xué)習(xí)的知識(shí)解決問題。如老師可以安排學(xué)生進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)。讓學(xué)生自主地查找資料，設(shè)計(jì)橋梁模型。設(shè)計(jì)材料可以限定為紙殼或者是樂高積木，需要保證材料簡(jiǎn)單易獲得。在設(shè)計(jì)過程中不僅拓展了學(xué)生的知識(shí)體系，還加深了學(xué)生隊(duì)伍里知識(shí)的理解。老師可以進(jìn)行一場(chǎng)橋梁承受壓力比賽，對(duì)班級(jí)中每位學(xué)生的橋梁進(jìn)行承壓測(cè)試，選出最為優(yōu)秀的同學(xué)，安排其講述設(shè)計(jì)過程，在課外了解到的物理知識(shí)。

將日常生活與物理探究實(shí)驗(yàn)進(jìn)行融合。如水火箭探究性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在日常生活中很容易獲得原料，學(xué)生可以自發(fā)地探究水火箭的原理，研究裝水量與發(fā)射高度之間的關(guān)系。這樣的探究式實(shí)驗(yàn)增添了實(shí)驗(yàn)的趣味性，可以程度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。物理實(shí)驗(yàn)鍛煉了學(xué)生動(dòng)手能力與邏輯思維能力，親身構(gòu)建物理實(shí)驗(yàn)之后，對(duì)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的處理得到增強(qiáng)，解決問題的水平得到發(fā)展。物理實(shí)驗(yàn)方式極大地促進(jìn)了學(xué)生全面的發(fā)展。除此之外，課外探究實(shí)驗(yàn)可以拓寬學(xué)生的知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理的熱愛。有這樣一句話，興趣是最好的老師，學(xué)生一旦對(duì)某件事物產(chǎn)生興趣，學(xué)習(xí)效率會(huì)得到極大地提高。

總結(jié)

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式具備了較多的優(yōu)勢(shì)，有效地促進(jìn)了學(xué)生的全面發(fā)展。在實(shí)施過程總要注意實(shí)驗(yàn)的靈活性，利用先進(jìn)的教學(xué)儀器深挖教材，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解；采用分組形式培養(yǎng)學(xué)生的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)劣勢(shì)。利用課后趣味實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生拓展知識(shí)面，形成對(duì)物理知識(shí)的熱愛。除了上述方式具備的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，其共性優(yōu)勢(shì)就是鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐能力、邏輯思維、創(chuàng)新能力等，為學(xué)生的全面發(fā)展貢獻(xiàn)了一份力量。