让实验回归高中物理课堂

方伟岩

[摘   要]高中物理是一门注重實验的自然科学，帮助学生从物理学的视角认识自然，理解运动规律;引导学生经历科学探究过程，体会科学研究方法，养成科学思维习惯，增强创新意识和实践能力。文章主要从重设引入实验，激发学习热情与兴趣;重构演示实验、创设物理情境，培养学生物理学科核心素养;开放学生分组实验，培养学生的探究能力和科学态度三个方面阐述让实验回归高中物理课堂的必要性。

[关键词]实验;回归;高中物理;课堂

[中图分类号]    G633.7        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2019）26-0053-02

高中物理教学，旨在落实立德树人的根本任务，进一步提升学生的物理学科核心素养，为学生的终身发展奠定基础。现在，高中一线教师偏重概念原理的生硬灌输式教学、学生解题能力提高教学以及考试能力培养教学，反而忽略了有效培养学生物理学科核心素养的实验探究教学。在实际教学中，导致学生在各个环节的实验探究能力不容乐观，令人担忧。不少一线教师因为急功近利、追求成绩而遗忘教育教学的初心，放弃了物理教学的本源。因此，笔者认为实验必须回归高中物理课堂。

一、重设实验，激发学习兴趣

众所周知“兴趣是最好的老师”。那么教师在课堂教学中，应当如何重设实验来激发学生的学习兴趣呢？

如在鲁科版高中物理必修2中第二章第三节《能量守恒定律》的新课教学中，教材直接用一幅“骑自行车下坡时，不蹬踏板也能加速下滑”的图，引入机械能转化与守恒的概念。这样的引入显得单薄无力、不够生动，无法激发学生的学习热情与兴趣。对此，我们可以重设引入实验，导入新课。把一个单摆的小球换成一个学生用的实心球，用结实的细绳系牢。说明实验过程，“挑衅”式地刺激学生：谁敢上来挑战鼻子碰实心球实验。当实心球拉开平衡位置，至刚刚好碰到学生的鼻子时，释放。实心球来回一趟，在往回摆即将碰到学生的鼻子时，下面的学生不禁大声尖叫。而实心球却乖乖仔式地在碰到这位学生鼻子前停住了，学生发出了惊奇的叫声，也引出了一堂精彩的课。

这样一个精彩的实验，给学生一个形象、直观，更刺激的新课引入，相对教材中的图片引入，更能够激发学生的学习热情与兴趣，引发学生源自内心的动力。同时，这个实验本身也蕴含了机械能转化与守恒的规律，会引起学生不由自主地进行更深层次的思考。在课堂教学中，教师只要因势利导，充分利用引入实验，就可以使学生深刻理解重力势能与动能转化与守恒的规律。

二、重构实验，培养学科核心素养

在课堂教学中，我们不仅可以通过重构实验引入新课，以激发学生的学习热情，还可以在此基础上，创设恰当的物理情境，引发学生的探索兴趣。教师在教学设计和教学实施过程中重视情境创设，重视情境教学，对培养学生的物理学科核心素养具有关键作用。

如鲁科版高中物理必修2第三章第三节《平抛运动》的教学中，于“讨论与交流”环节，教材使用一幅“平抛运动示意图”要求学生直接讨论平抛运动的规律，这样是很难引起学生的探究欲望和学习共鸣的。在这里，教师可以重构一个有参与性的演示实验：类似古代的一种投掷游戏——投壶。课前准备好两个竹筒与20根长竹筷。在“讨论与交流”环节，让每个小组选派3到4名同学来参与投壶比赛。这时我们要用到控制变量法，让每位学生保持相同的出手高度，分别在3米与5米的水平距离上各投掷5个竹筷。最后统计看哪个小组投中的最多，这样就大大提高了课堂实验氛围。同时，趁机向观看的学生提出问题：通过观察比赛过程，在相同高度时，平抛物体的水平位移与什么因素有关？来引起大家思考。这才是我们重构演示实验的最终目的。当然，参与探究的学生更有体会，更有发言权。把这个问题弄清后，我们就利用器材进一步探究：平抛物体的飞行时间与什么因素有关？

这样就会引导学生去猜想，去设计实验，真正搞清楚探究的思路和环节。学生通过主动参与实验探究，获得了对平抛运动的两个分运动特征的认识。这样重构实验、创设情境，当然会激发学生的学习兴趣，引发学生不由自主地思考平抛运动的规律，也使得学习效率更高，进而有效培养了学生的物理学科核心素养。

三、分组实验，培养探究能力

在高中物理教学中，应注重科学探究，尤其应注重物理实验，这在培养学生的探究能力方面具有重要作用。

笔者长期从事高中物理一线教学工作，深知高中物理教学时间紧迫，实验器材与场地不足，以及教师、学生在思想上对探究实验不够重视，因而造成探究实验教学无法有效开展。实验教学中，教师只关注课本上的实验目标是否达成，而对实验过程中产生的其他有意义的问题通常一笔带过。教学目标太过单一，教学内容比较单薄。同时，在实验教学过程中，教师也喜欢“包办”式教学，生怕学生不懂设计实验，不理解实验步骤，不清楚如何分析实验数据。在教学中全程“包办”，实行“一条龙”服务。这样的实验教学，使得学生的探索空间大大缩小，无法激发学生的学习热情，使得分组实验课变得索然无味。因此，笔者认为分组探究实验就应该解放思想，放开手脚，以学生自主探究为主，教师合理引导为辅，开展实验教学。

又如在鲁科版高中物理必修2第二章第三节《能量守恒定律》这节课的实验与探究中，笔者就进行了一次与教研组课题研究相关的尝试。在正式探究实验前，先用一个课时让学生了解动能与势能相互转化的相关知识。提出问题：利用自由落体运动，如何验证机械能的转化与守恒？在整个预备课上，引导学生理解：若研究对象下落高度为h，此时的瞬时速度为v，则满足[gh=v22]即可验证动能与势能相互转化与守恒。那么，同学们利用手头的器材（如米尺、手机等），能否在课外和其他同学组成实验小组进行探究与验证呢？

在第二课时，回到实验室正式探究机械能守恒定律。先调查学生是否成功验证动能与势能相互转化与守恒定律。结果，还真的有几个小组学生成功算出[gh=v22]。其具体过程是：用米尺测定高度h，然后用手机秒表功能测量物体下落高度h所用的时间t。而自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，则落地的末速度v=2 h/t。这样就巧妙间接地测量出末速度v，再验证出[gh=v22]即可。改变几次高度h，测出不同的t，计算出相应的v。唯一的缺陷就是时间t不好测，导致误差比较大。

这次尝试让我感到非常震撼。当我们放开手脚，把课堂的探究实验拓展为课外探究实验时，这种放开实验的时间和空间的尝试，让学生有机会施展身手自行探索。学生在自主探究中获得感性的直观认识，让实验更加贴近生活。同时深深地激发了学生的求知热情，锻炼了学生的探索精神，提升了学生的探究能力，培养了学生主动探究的科学态度与责任。

实验回归物理课堂，是一线物理教师努力追求的目标。目前，也许一些学校的物理实验教学还存在这样或那样的不足。但是物理教师应当坚定信心，坚持让实验教学重放光彩，重归课堂。

[   参   考   文   献   ]

[1]  中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]  成效.重构物理教材实验    提升实验教学质量[J].实验教学与仪器，2017（1）：9-11.

[3]  陆亚东.例说开放式物理实验教学的特点、策略与思考[J].中小学教师培训，2017（5）：65-68.

（责任编辑 易志毅）