物理课堂“实验触角”的培养策略

胡良英

摘 要：现代高中物理课堂上，任课教师的教学目标是改变学生的物理学习方式，让学生学习变被动为主动，变模式传授为动态接受，最终提高学生的课堂学习效果。本文从物理实验的特性出发，探讨了高中物理实验课堂的几项教学策略。

关键词：物理实验教学；设计策略；实践研究

自然界中，很多昆虫都有触角，它们利用触角认识这个世界，完成它们一生中无数重要的事情，如觅食，交配等。可见触角的作用非常强大。笔者将以高中物理“实验触角”为切入点，与大家共同探讨一下实验教学的策略。

一、物理实验的特性

物理实验对于物理学科的发展具有基础性的推动作用，相应地，其在高中物理教学中也起着非常重要的作用。因为相对于其他教学方法来讲，实验更加直观、形象，更易于引起学生的学习兴趣。在教学中，教师必须注重通过实验给予学生对物理现象和规律进行感性认知的机会，以强化学生对概念形成和规律运行的理解。与此同时，还可以训练学生科学地设计、操作、观察、分析以及处理实验数据等各方面的综合能力。这些本身就是学生整体素质水平的反映，为使学生能自主地对实验实施设计和把控，达到物理实验课程的最好效果，下面笔者总结了在实验的各个阶段可以实施的各项策略。

二、实验各阶段的课堂安排策略

1.课堂实验方案的设计策略

课堂教学中，物理实验方案的设计是最能突显设计者创造性思维的环节。教师要多方面引导学生研究实验方法，让学生不但可以了解实验的设计思想和实施手段，更能牢牢把握实验所证实的概念的规律，强化课堂教学效果。

（1）教师可以引导学生通过对基本原理、具体教学要求或使用要求、仪器制作或装置搭配中的一些工艺和选材等问题的考虑，对即将进行的实验设计思想进行分析和归纳，从而明确实验所要解决的重、难点以及关键方法。要做到这一点，首先要判断出实验所能解决的问题和有待解决的问题，这是评价设计思想优劣的实际根据。如：在讲解“简谐振动”概念实验前，教师可以引导学生考虑选择水平弹簧振子、单摆、竖直弹簧振子等实验器材中的一个或几个作例子。选择器材的关键是能否反映出简谐运动的主要特点，上述这些都可以作为例子帮学生建立“简谐振动”概念，但其中水平弹簧振子简谐振动的关键特征（F=-KX）相对而言比较突出，所以领会到这一点，才能更抓住实验重点来选择器材。

（2）教师可以引导学生通过对已有实验的基础物理知识和结构的研究，设计出相应的实验方式。如：力学实验中涉及的主要问题是对于位移、质量等基础变量的测定和力大小的测量及显示，所以实验装备中一定要有这几种变量的测量仪器。

（3）教师可以引导学生通过对某个有多种实验方案的实验进行分析，分析出共同特征，以便进而设计出更多的实验方案。以“测定电池的电动势和内电阻”的实验为例：现在有一节普通干电池，要想测出这节电池的电动势和内电阻，如何进行？

如图1，改变电阻的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，根据闭合电路的欧姆定律求出几组、r值，最后分别算出它们的平均值。除此之外，还可以来处理数据时可用作图法。以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出U-I图象（见图A）所得直线跟纵轴的交点即为电动势值，图线斜率的绝对值即为内电阻r的值。

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如图2中没有电压表，但有电阻箱，教师可以引导学生自己根据=IR+I设计出测e、r步骤。

只要学生充分了解闭合电路欧姆定律的实质，对于公式I=/（R+r）及其变形进行研究，就可以设计出上面两种甚至更多实验方案。

2.课堂实验方案的操作策略

实验操作是实验设计方案的具体实施过程，其具体步骤并不是任意确定的，毎一步的设定都有相应的理由存在。因此，教师都需在教学中督促学生对于每一步骤的操作能够了解清楚，明白因为什么、为了什么、怎么做。而且，即便是面对相同的器材，不同的人做出的实验成果都会有所不同，如在平滑的地面上放一张条纸，拿一支铅笔竖直压在纸上，实验者能否将纸条取出但又不移动铅笔呢？这不但涉及到是实验者的技巧问题，还关系到实验者对实验原理是否真正理解、对于操作步骤明确了多少。下面我们来做具体分析。

（1）明确课堂实验的操作依据。操作步骤的设定是在物理实验原理的基础上进行的，否则会直接导致操作失误，影响实验成败。以静电实验为例：将玻璃棒用丝绸布包住再来回不断地摩擦较长时间所起的电荷量，与将丝绸布紧握在手中，迅速地抽出玻璃棒一次所带的电荷量相比，可能会比较少。

（2）强调实验操作的分步要求。教师应要求学生实验操作要准确规范，不拖泥带水。像称重时砝码不能用手拿；温度计在使用时其玻璃泡不能用手握；电表使用前指针要指向零；进行天平调节时要先调底座，将游码拨至左端后再调整横梁。

（3）注意引导学生分析、辨别不同操作方法的优劣。让学生在明确实验操作原理及步骤的同时，还要了解各步的优缺点。像静电实验中需要让验电器带电，一般有接触法、感应法和尖端放电法三种，通过具体操作比较，可以发现第二种方法更易于操作。

3.课堂实验方案的观察策略

教师在实验教学中，要注意让学生在既定条件下，对于实验中出现的物理现象和整个物理过程进行观察。

此项也包括两个方面：第一，观察实验的物理过程和其中出现的物理现象。只有时时注意观察实验中出现的物理现象有没有随时空条件变化，才能记录下实验发生、发展的条件及规律。以水的沸腾实验为例，学生在观察中，如果只看到水表面的剧烈汽化，那么只能得出沸腾的一般特点。只有注意到汽化在水内部与表面同时发生，才算看到了沸腾的主要特点。当然，如果可以观察到汽化同时产生气泡的数量、上升速度等细节特征，该实验观察质量则相当高。

第二，培养学生在实验观察中，提出在自己的知识范围内不能解释的问题。由于这种提问的发生关键在于观察者，正确的质疑往往能够启发学生下一步的学习，所以教师要鼓励学生在物理实验观察中勇于并且善于提问，还要对其反复琢磨，进而反映到观察结果中。

4.课堂物理实验结果的处理策略

教师要有意识地提高学生对于实验结果信息的处理能力，使其能够在物理实验中有效地选择对于实验结果有利的信息，以便准确获取、运用并总结出新的规律。那么，从哪几个方面对学生进行实验信息处理的引导呢？笔者认为可从以下两个方面入手：

（1）引导学生正确认识和处理实验误差。误差理论是进行误差分析的基本理论，对于教学中大部分的确定性实验而言，它可以为实验结果是否正确提供标准，也能为进一步对实验进行深入研究提供依据，所以要重视误差理论在信息处理中的有效运用。

（2）培养学生较好地处理实验数据的能力。在高中物理课堂实验中，数据处理是否准确是学生能否正确理解物理概念和规律的前提。教师应授予学生常见的数据处理方法，如列表、逐差、图示等。

5.通过实验开展高中物理课堂探究式教学，培养学生的课堂学习能力

在高中物理课堂实验教学中，实施探究式教学有利于学生的全面发展，有利于学生主动学习的实现，最终提高学生的学习能力。教师从探究式实验教学出发，要想进而实现物理课堂学习中学生主观能动性的积极发挥，就必须重视学生在整个教学过程中的各种活动。所以，教师不仅要注重在实验教学中培养学生的认识能力，还要重视激发学生在整个物理课程进行中的兴趣和信念，让学生能够不怕挫折，不怕失败，发扬坚韧不拔的刻苦探究精神。

在多年的具体教学实践中，笔者经常与物理学习方面比较吃力的学生交流，从中得知他们一开始都是积极伸展出求知的“触角”，去探索、去了解物理世界的，都是带着浓厚的兴趣去触碰物理这个新鲜、奇妙的世界的。然而令人沮丧的是，在探知这个世界的时候，一部分学生经常碰壁，触角回馈的信息让他们觉得物理“真的好难学”，“物理知识真的晦涩难懂”……久而久之，学生就越学越不会，越学越痛苦。究其原因，还是在于没有掌握好学习的方法。事实上，教师在教学过程中可以采用多样化的教学方式，培养学生的探索“触角”，鼓励学生用自己的眼去观察，用自己的手去创造，用自己的头脑去创新、思考。只有通过自己的“触角”去了解自己究竟学的是什么、究竟学到了什么，学生才能够及时明了自己当前的学习现状，合理调整学习节奏，从而尽可能地提高成绩。

参考文献：

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[2]李良.高中物理学习策略探析[J].新课程导学，2011，（21）.

[3]曼拉太.高中物理学习策略的实施[J].读写算（教育教学研究），2011，（31）：67-68.