开发物理小实验提高民族地区高中物理课堂教学质量的研究

陈 明

（甘孜州九龙县九龙高级中学 四川 九龙 626200）

物理这门课程主要采用科学实验的手法探索物质的基本构造形态及其它相互作用的基本规律。虽然物理教学和数学学习都有着相同的性质，这两个课程也都有着很强的逻辑性。但因为高中物理所涉及的知识很多，内容也相当宽泛，这就给学生学习物理知识造成了很大的困难。所以，针对此类现象，教师应通过采用课堂教学小实验的形式让学生掌握物理基础知识，培养其对于学习物理的浓厚兴趣。与此同时，小实验的课堂教学对于增强高中物理课堂教学实效性方面有很大的效果。

1.开发物理小实验对民族地区高中物理课堂教学的意义

1.1 有利于调动学生的物理学习积极性

兴趣是学生学习物理知识的最终根源，在兴趣的驱使下，更能够激发出学生学习这门课程的动力和热情。但由于高中物理这一学科有其自身的复杂性和特殊性，难以带动起学生的学习兴趣。此外，教师所采用的传统教学模式落后且枯燥，这就使得物理学科的教学难度更加突出。基于此，需要高中物理教师通过开发小实验的方式开展理论知识讲解，不仅能够激发起学生们对物理学习的强烈兴趣，同时也使原来枯燥、乏味的传统课堂教学更加生动、有趣。实践也证明，假如教师在上课时单纯使用“满堂灌”的教学方式，学生常常无法集中注意力，而当运用将教学理论和实践结合的教学方式时，学生便更加积极地投入到了课堂教学的每一环节当中。

例如，在介绍“恒定电流”中闭合电路的欧姆定律这一教学内容时，教师应该先把学生带入物理实验室，然后引导学生根据教科书上的教学内容进行具体的物理实验，并利用书中所例举的实验内容，来掌握各个方程式的推理步骤。例如，讨论路端电压和负载的关系后，学生以小组为单位根据课本中的案例探究出U=E-Ir的关系式。这些方法把原来乏味的内容形象化，让学生的好奇心被真正地调动起来。

1.2 有助于加深学生对物理知识的理解

高中阶段的物理学习已经具有相当的难度和深度，物理知识点通常相当抽象，高中物理所涉及的大部分内容都可以借助想象能力来掌握。根据这种教学情况，老师在开展课堂教学活动的整个过程中，往往通过总结教材或小实验现象就能够使学生将抽象的事物系统化，学生也能够通过实验现象更进一步地掌握有关物理知识。而一旦学生对所学的物理知识有了一定的认知与了解，就能够对物理知识建立完善的认知系统，而这个认知系统不但有助于学生在今后更好地掌握物理课程，而且还能够提高他们在从方面分析物理问题的能力。

1.3 有利于巩固学生的课堂所学

课堂小实验的研究和运用，从某种程度上能够充分调动学生进行高中阶段物理知识学习的主体积极性，从而提升学生对物理知识点的掌握程度。另外，小实验也有助于培养学生自主探究的意识，从而帮助他们更深入地巩固学习物理知识点。学生在参加小实验的过程中，通过参照教材中的相关实践内容亲自动手进行实践的过程，正是其独立思考和学习的过程，而其实际的运用也是对以往学习知识经验的一种巩固与提高。通过采用小实验的方式充分锻炼学生的思考能力与实践能力，这并不仅仅是一次思维的训练和提高，也为训练学生探究能力和创新能力而踏出的关键第一步。

1.4 利于提高学生的合作探究能力

随着新课改教学进程的进一步推进，当前高中物理课程的教学更加注重学生协作研究意识的养成，而课堂小实验作为小组协作的主要形式，并日益受到教师的青睐。通过在实际课堂中使用课堂小实验的教学方法后表明，这种方法能够积极调动学生团队协作。为得到有关研究成果，组里的所有组员都尽自己最大可能地和其他学生配合协作，而每个人也都表现出了自身最强的技能协助其他同学合作解决问题。所以，通过课堂上小实验的物理教学方法能提高学生们合作研究的能力。

例如，在讲解“电流的磁场”这节课时，教师可以借助实验室的器材组织学生开展合作探究活动，各组通过观察通电导线周围小磁针的变化情况来总结电流磁场的变化规律。通过这样一种小组合作探究的形式开展小实验教学，为学生提供了动手实践的机会，不仅有助于锻炼他们的合作探究素养，而且也强化了他们对本节课知识点的理解与记忆。

2.开发物理小实验提高民族地区高中物理课堂教学质量的路径

2.1 创设小实验教学情境，导入新课

2.1.1 利用小实验引起学生的学习兴趣

教师在实验情境设计中必须要紧扣课本内涵，切忌舍本逐末，背离课堂宗旨。这就需要教师在平时必须要独立钻研和剖析课本，以理解教学大纲。另外，在实验情境的设计中必须要坚持竞技性的原则，因为即使学科知识可以以实验情境为媒介，迅速转变为学生的知识内容。而在课堂开篇阶段的实验情境设计中必须主要考虑兴趣，因为丰富多彩的小实验更易于触动学生的情感需求。另外，教师必须注意学生“走马观花”般的社会实践活动，而要按照学校课程目标的要求，在社会实践的进行过程中安排好相应课题，且设题具体内容必须切合学生实践，如有多个课题时，也必须要以递进式推进，同时本着循序渐进的原则，要引导学生认真阅读、积极思考，将他们的视野往纵深的方向引导。

例如，在学习“探究感应电流产生的条件”一课时，首先教师可以提出问题：“小灯泡不插电会亮吗？”然后为学生演示实验：变压器接上电源之后，桌子上透明塑料盒内的小灯泡不亮；之后，接着提问：“那么将透明塑料盒放在变压器两个线圈的中间呢？大家猜一下小灯泡会亮吗？”再进行演示，学生发现小灯泡竟然亮了。随后，教师又将加满水的透明塑料盒放在变压器两个线圈之间，让学生动手操作一下，看小灯泡会不会亮。此时学生对这一实验产生了浓厚的兴趣，兴趣高涨地参与到实验当中。问题的提出激发了学生的积极思考意识，而这时，教师可以因势利导地引入新课，便能够大大提高学生的课堂注意力。

2.1.2 利用小实验激起学生思维的火花

思维能力主要包括认识、分类、综合、对比、归纳、抽象、演绎、推论等基本能力，是激发学生创新素养的核心内容。学生思维品质的发展主要在于调动学生的思考积极性，并借助物化形式达到思维击撞的效果。物理小实验活动的开展营造了多维度的学习空间，促使学生手脑并用，以此来促使他们进行思维活动和交流活动，这也是打开学生思想之窗的钥匙。在高中物理教学中，教师需要结合本课程教学目标和课程特点开展启发性小实验活动，以此来到导入新课，能够开启学生的独立思考模式，促使其在追问与交流的过程中点燃思维的活动，并推动其思维品质的提升。

因此，在“牛顿第一定律”一课教学中，一改以往对物理史讲解的传统设计方式，将以下两个非常简单的小实验当作学生思考的着力点，展开教学活动。a.由学生拉动坐在椅子上的字典，并让字典往前运动，后撤去重力，看其能否继续运动，并由此得出力与运动关系。b.由学生拉动摆在桌面上的玩具小车，将小车往前移动，向后撤去重力，看其能否持续运行，并据此得到力与运行时间的关联。然后，又提出问题：“两种情况下得到的力和运行的关联一致吗？如若不一样，哪种实验结果准确呢？为何呢？”学生在仔细观察和剖析实验现象的基本上，得到“物体的运行需要力来维持”和“物体的运行不需要力来维持”两个完全相反的实验结果。但究竟何种结果更准确呢？因此，学生经过对实验情况的考察、提炼、辨识、总结等活动，又经过观点的举证与争论，再外加教师的补充与完善，终于产生了有效的思考活动，并引燃了思考的火花。

2.2 妙用小实验开展教学，破解难点

2.2.1 引入小实验，强化学生对抽象概念的理解

高中物理概念往往比较抽象复杂，是课程的重难点，同时又是学生学习的难点之处。教师可以借助物理教材上的实验内容设计操作简单、灵活巧妙的小实验，让学生在动手操作的过程中自然而然地突破学习难点，在此过程中，老师在上课时必须要仔细分析学生的认知功能失调情况，并根据教学的实际特点，对课本上的实验进行加工处理，开发易操作的小实验，达到教材内容优化的目的，以便于完全释放小实验中的物理现象；另外，还要充分调动学生的能动性，由学生亲自参加，能够促使学生全身心投入其中，探索出适合自己的物理学习方式，进而高效完成实验过程，也达到对课本知识理解与消化的目标。

例如，在“力的分解”教学过程中，为了强化学生对本节课知识点的理解，教师可以设置以下问题：倾角为兹斜面上物品的重量怎样按力的作用效应分配呢？实验方法：首先，教师引导学生用手托住一本书，然后将手指缓缓倾斜，以重点感受手心的感觉。通过这样一种小实验的方式让学生直观感受力的存在与分解，强化学生对抽象概念的理解。

2.2.2 引入小实验，改变学生原有知识结构

根据建构主义观念，学习是学生根据自身的认知经历产生意义、建立认知的过程。学生在学习以前总是带着前概念来的，而这些前概念根据学生认识经历的局限常常是出错的，但它们却会先入为主地出现在学生大脑中，对教师课堂思维产生重大影响。所以，怎样消除学生出错的前概念，使其产生科学观点，并训练其科学思想是现代物理教学的一个难题。笔者以为，既然前定义有隐蔽性，教师在科学地讲授定义前，必须对我们的前定义有更充分的理解与认知，并在此基础上根据内容精心设定诊断性问题。抛出问题后教师先不进行回答，而是指导学生根据自身已知的前概念加以推导，然后由教师利用简短的小实验（通常为演示实验且需要实验现象澄清）检验学生前面的推导。同时教师还可以利用小实验，创造出学生错误的前概念或与实验现象不符的教学情景，指导学生通过对比释理、表达错误，从而积极地调适心理、改变自身的认知结构，并以此克服课堂教学困惑。

例如，在组织“用直尺测定反应时间”这一知识点的教学时，刚开始，学生做下来整个实验的时间比较长，而且时常握不紧直尺，经过多次操作与练习之后反应的时间也变短了。当学生看到一定的成果之后，训练的热情更大，也积攒了更多的兴趣与勇气，通过不断操作达到熟练操作的目的，并从实验结果中来分析反应时间的规律。再如，为了让学生更深刻地理解单摆周期，教师组织了学生自行拼装的小实验，在自行操作中学会灵活控制摆球运动的方向、调节单摆长至适当的高度、通过设计实验去证明自己的猜想等，并在动手动脑的过程中，体验到探究知识的快乐。另外，在教学小实验的影响下，学生可以将回答物理问题时的单纯地苦思冥想，转化为用自己所设想的小实验加以辅助讲解，不仅提高了学生的动手实践的能力，还有助于改变他们的原有知识结构，对于其物理知识体系的构建大有裨益。

2.3 开发多样性的小实验，巩固提升

学习者在熟悉了一般定义和规则之以后，还必须通过课后的实践练习阶段加以强化，从而针对性锻炼学生知识运用的能力。在此过程中，教师可以结合教学任务组织物理小实验互动，将所学知识与熟悉的生活实际相融合，达到理实结合的目的，同时，也让学生通过课后实验训练的方式巩固课堂所学，实现知识的升华。

2.3.1 展现物理知识的生动性

表征物理学内容的图像、符号、图表往往是抽象乏味的，而物理学内容本身却是活泼的。这就需要教师在课堂中不仅让学生牢记干巴巴的文字符号，而且还要学生通过这种文字符号将它所代表的实质信息想明白，从而复原学生认识事物本质的生动形态。而物理小实验就是复原学生认识实质特征的最有效方法。笔者认为，老师在进行课程设计上必须高屋建瓴，从新课内容布置到下课后的练习安排，都要经过全面策划、周密安排。具体来说，就是由老师们通过针对这些典例创造性地进行了一系列启发性、引导性极强的物理小实验教学活动，让孩子们从小实践中掌握物理基础知识的生动性，把数字符号以及与之有关内容整合起来，并以此达到活学活用的效果。

因此，对于胡克定律F=KX，为了还原定律中K的实际含义，笔者让学生在课后练习中通过使用不同的拉力器，对公式中的K即弹簧软硬做出了认识，并给出如下题目。接着笔者又在课后规定学生使用自身的橡皮擦展开仿真实验，即学生首先在橡皮擦一侧匀称地画上了三层虚网，之后再动手模仿楼层与阳台高度的变化，并对比了虚网的不同状况。很显然，当楼板变形时，上部被压缩了，下部也被拉伸了，但中间部分却既不压缩又不拉伸。所以，应该在楼板下部加铺设防拉伸的建筑材料——钢材，或在阳台上面铺设钢材。

2.3.2 突出物理教学的实践性

课堂是教授学生基本物理知识的主阵地，而课外活动则是课堂的延续与扩展。在物理课堂上，教师们应尽量开展课内活动与课外运动融合的小实践，跳出课程规定的演示实验和小组实验，发挥自身的教学组织作用，指导学生挖掘那些基于自身感受和认识的创新小实验，并要注重实验的针对性，以巩固他们所学到的基本理论知识；与此同时，还要兼顾实验的开放性，不要把课外的小实验变成简单的“批发”游戏，应注重锻炼他们的创新精神和实验意识。另外，教师还需要充分考虑学生个人的能力差异，并根据不同学生个人的实际状况，布置满足各个层次学生所需的课外小实验。

例如，在学习“感应电流产生条件”这一课之后，教师应指导学生在课后使用实验室里提供的仪器制造一种既能够生成感应电流，又能够探测其方位的电路设备。从学生实验的完成情况分析，基础一般的学生主要是完成课本中原电路图的创作，但有些电子爱好者却想到用两个发光二极管完成创作。学生们在亲手实验的过程中，不仅巩固了所学的理论知识，也展示出了令人惊奇的创造性思维。

结语

综上所述，通过小实验组织物理课堂不仅有助于培养学生物理知识的浓厚兴趣，同时能够提升他们对物理知识点的掌握程度，让学生们在学习过程中逐渐构建起一个更适合于自身的学习系统。当物理小实验的全新课堂教学模式真正进入学生的内心里之后，学生们便会越来更积极地去掌握物理学的基础知识，从而不再觉得高中物理是一个枯燥乏味的课程。如果这种学习的思想观念在学生的认知中产生良性循环，那它将从很大程度上解决高中物理课堂教学中所面临的诸多问题，对于学生物理核心素养的提升大有裨益。