物理课堂实验艺术分析

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一、高中物理实验教学的重要性

物理是高中理科基础科目之一，高中生不仅要学习物理知识，还要提高学习物理知识和应用物理知识的能力。而高中物理与初中物理相比，是螺旋式上升的，学习起来比较有难度。若是教学方式使用不合理，会直接影响学习效果。只有通过有效开展实验教学，才能使学生体验物理实验的独特魅力，并感受学习物理实验的重要性。开展实验教学的重要性在于：一方面，有助于培养学生科学严谨的学习态度。物理作为大众一致认可的紧密型科学课程，物理实验的设计与实践操作非常严密精细，若是其中某一环节出现问题，将直接影响实验结果。［1］在物理实验过程中，必须要保证学生注意力的高度集中，观察物质的微妙变化，并做好记录工作，从而得出正确的实验结论，这样可以于无形中培养学生科学严谨的学习精神。另一方面，有助于提升课堂教学质量。高中物理教材中蕴含许多抽象知识，若是教师仅采用讲授式的教学手法，很难吸引学生的学习兴趣。通过开展一些形式多样、简单易学的物理实验，不仅能够降低物理知识的学习难度，而且有助于提升学生的实验操作能力，激发学生的学习兴趣。

二、高中物理课堂实验教学不足及解决思路

1.轻视学生学习主体地位在高中物理教学中开展实验活动，旨在强化学生的实践操作能力、实验现象分析能力及创新思维能力。但是现阶段高中物理课堂实验教学工作的开展情况并不理想，普遍存在教师包办一切的情况，学生只是观察教师的演示操作，课堂教学忽略了学生的主体地位。而我们知道，旁观与实践参与是存在本质区别的，物理实验的旁观者很难感受到物理实验的趣味性，更谈不上形成学习兴趣，其学习效果更是差之千里。［2］基于此种问题，教师需要及时转换教育思想，在课堂教学中充分展现学生的主体地位，将学生吸引到课堂中来，鼓励学生在教师指导下自行动手自主探索，这无形中会强化学生的实验操作能力与感知能力。例如，教师在教学鲁科版高中物理必修一《牛顿第三定律》这一课时，为了得到作用力与反作用力的关系，可以将两只测力计挂钩钩在一起，分别用力拉两测力计，观察两测力计的读数，从而得到作用力与反作用力的关系。实验过程中，可以把同桌学生视为一组进行推移游戏，让学生亲身感受作用力与反作用力之间的关系。再如，教师在讲解有关重力的知识时，可以让学生站在椅子上，双手紧握一物体随后再放开双手，观察物体下坠过程的运动轨迹，亲身体验地球引力的神奇之处。2.实验材料过于老化从调查结果中得知，大部分高中物理实验器材都是陈旧的，并且数量不够，经常是小组三、四个人轮流实验，无法满足物理实验的教学需求，造成教学时间的极大浪费。高中物理教材中有许多实验是与学生现实生活息息相关的，教师需要善于从生活中提取素材，引导学生大胆想象，鼓励学生自主设计实验方案，亲手操作验证自己的猜想。利用简易的实验器材，深度探索物理知识的奥秘，对培养学生实验操作能力具有诸多帮助。例如，在学习《动量定理》这节课时，要求生鸡蛋从高处落下不破，引导学生按照自己设计的实验方案进行操作。有的学生说在底部垫上海绵，有的说底部用泡沫塑料做缓冲，有的说让鸡蛋掉到水中，有的说利用氢气球等，尽管做法五花八门，但都是围绕动量定理展开，通过延长作用时间和减小落地时鸡蛋的动量，从而减小地面对鸡蛋的作用力。教师此时需把握时机引入新课，为学生讲解动量定理相关知识，从而不断提升物理课堂教学质量。3.实验过程无亮点许多高中物理教师在开展实验教学活动时，仅是按照教材或是辅助材料上的实验操作方案进行讲解，且实验过程毫无亮点，很难激发学生的学习兴趣，时间一长，学生很容易产生弃学厌学情绪。［3］基于此种问题，在实验教学中，教师需要一改传统的授课方式，从前期准备环节入手进行创新，尽可能简化实验操作流程，增加实验活动的趣味性，从而使学生对物理实验产生浓厚兴趣。例如，教师在讲解鲁科版高中物理必修1牛顿第一定律这一知识时，可以为学生布置课下观察任务，观察汽车紧急刹车时汽车的状态，结合自己的生活经验如公交车突然刹车身体会不由自主前倾，使学生获得物理知识无处不在、与自己的生活息息相关的认知，从而调动学生的学习积极性。

三、高中物理课堂的实验艺术——魅力实验

1.理论与实验结合，激发学生创新思维在物理实验课堂中，教师需要依据学生的理解能力，将理论与实验教学结合起来，利用实验操作引导学生自主解析物理现象并总结实验原理，从而不断提升课程教学效率［4］。例如，教师在教学鲁科版高中物理必修1平抛运动这一知识时，因为平抛运动比直线运动复杂，不容易直接研究它的速度变化规律，需要将它分解成较简单的运动来研究。考虑到实验的难度，教师需要采取理论与实践相结合的授课方式，带领学生回顾之前所学的知识，引导学生利用运动合成分解知识将平抛运动分解成多个小实验，随后利用已有经验进行实验猜想，自主实验验证猜想，从而更直观地理解并掌握平抛运动这一知识。实验步骤：①利用教师提供的定有斜槽的木板，适当调整角度，同时检查木板是否水平；②将钉子竖直钉在木板上，用重锤线检查坐标的竖直情况，将斜槽末端所在的位置视作原点，自原点O绘制出竖直向下的y轴和水平向右的x轴；③选定某一位置，让球自由下滑，从原点开始做平抛运动；④观察并大致确定平抛运动小球在某一x值处的y值，随后用笔标出小球经过的位置，对应坐标纸进行记录，随后依次改变x值，确定其他各点的位置。为了保证实验精确度，教师需要适当进行语言指导。如：在操作中，需要保证记录面板处于竖直平面内等。如此一来，可以有效实现感性到理性的学习过渡，不仅符合学生的认知规律，且能激发学生的创新思维。［5］借助亲身体验实验操作活动，学生能够准确得出实验结论，从整体上提升课程教育质量。2.简易实验，激发探究兴趣在学习某些物理定理前，由于多种因素的影响，学生可能会对物理知识产生一些错误的认知。为了解决这一问题，教师在实验教学中需要巧用简易实验，激发学生的探究兴趣，调动学生参与的积极性。同时，围绕实验疑点设置多种问题，鼓励学生自主实验解析问题，强化学生的学习能力。［6］如：教师在教匀变速直线运动实例这一课时，为了让学生能够自主构建自由落体实验模型，教师可以采取对比实验的方式，帮助学生更好理解问题。例如，将一个乒乓球和一个网球同时从一个高度放手，结果表明网球的下落用时更少。学生依据实验得出，质量大的物体下落得更快。此时教师需要再继续提问：“这一理论具备全面性吗？”随后继续演示实验，拿出两张完全一样的纸，将其中一张纸揉成纸团，另一张不做处理，再次进行对比实验。结果学生发现纸团下落更快。此时不用教师提问，学生便会主动说出自己的疑惑，如：为什么两个实验所得的结论是相悖的？有些学生提出自己的猜想，即物体下落的速度与质量自身并无关联。通过这样的实验，无形中纠正了学生的学习问题，使学生对接下来的学习充满好奇。在此基础上，教师提问“为什么纸团比纸片要下落得快？”学生会立即联想到之前所学的阻力知识，回答说：“纸片在下落过程中受到的阻力比纸团大。”因此，借助简易实验，学生不仅能够掌握自由落体运动的条件，自主推导运动规律的三个公式，并且可以形成实验验证的好习惯。3.魅力之三：自主探究实验，强化学习能力高中物理课程教育标准指出：“物理教育的终极目标是学生能够灵活利用所学知识去解决实际问题。”在日常教学中，教师需要联合物理实验与现实生活，利用生活中多种有趣的现象，吸引学生的注意力，激发学习兴趣，使学生更快更好更牢地掌握物理知识［7］。例如，在学习有关“电学”方面的知识时，教师可以以实验室内灯管与走廊的灯管为例，使学生对串并联产生初步的认知，随后经过实验操作，从而深度体会电学方面的知识。如：利用简易的实验装置，引导学生分析物理串并联电路蕴含的原理，并鼓励学生解析声控灯的工作原理。在讲解理论知识后，教师可以带领学生动手制作简易的串并联电路，以加深学生对此原理的学习印象。经过实验体验学生得知，在串联电路中电流途径只有一条，整个电路只需一个开关控制，开关所在位置对电路控制没有影响，而在并联电路中电流途径有两条或两条以上，干路开关控制整个电路。借助实验探究，不仅可以加深学生对知识的理解，而且可以培养学生自主探究的实验意识，为日后学习发展奠定基础。

综上所述，在物理实验教学活动中，教师需要善于创新实验活动，激发学习兴趣，使实验教学变得简单而亮点不断，专业而不令人反感；需要通过巧设实验情境，展现实验魅力，引导学生应用所学知识去解决实际问题，从而真正达到物理知识学以致用的教学目的。

参考文献：

［1］张云山.高中物理实验教学中存在的问题及对策［J］.华夏教师,2017(14):83-84.

［2］来建林.提高高中物理实验教学有效性的实践与探索［J］.才智,2017(32):88-89.

［3］邓宝贞.高中物理实验课教学中存在的问题及对策［J］.西部素质教育,2017(19):231-232.

［4］张辉.新课改下高中物理实验教学模式的探索与评价研究［J］.教育现代化,2017(27):274-275.

［5］徐昊.高中物理实验资源的开发与利用研究［J］.读与写(教育教学刊),2017(5):139.

［6］李琼.高中物理实验资源的开发与利用［J］.科教导刊(下旬),2017(3):107-108.

［7］李庆明.高中物理实验探究教学的探索和实践［J］.读与写(教育教学刊),2017(3):107.

作者:张在焰 单位:福清第一中学