新课程背景下高中物理实验教学优化策略

沈 坚

(江苏省常熟市王淦昌高级中学 215531)

从教学的角度分析，传统的物理实验教学，侧重于印证理论知识，实验教学成为了理论教学的分支.而为了提高实验教学的有效性，教师为学生们提前准备好了实验器具、实验方案，学生们遵照教师的指导，按部就班即可轻松完成实验内容.由于缺乏自主设计，缺少交流互动，实验课堂上很少有学生提出问题和质疑，至于实验拓展，则更加鲜有发生.从学习的角度分析，出于物理学科的属性，想要学好物理，学生们不但需要认真听讲，及时完成作业，还需要在学习中做到眼、耳、脑、手、口五位一体.对理论知识倒背如流，能够轻松解答物理难题，并非高中物理学习的全部.新课程改革大环境下，物理教学需重视培养学生们的探究能力、学习能力及合作能力.引导学生们理论、实践双向并举，强化学生们的核心素养，才能推动物理教学的深入发展.

1 学生主体

高中物理教学中，学生们对物理课程学习存在明显的两极分化现象.学生们对物理学习的分化，不仅体现于学习态度、学习成绩、学习能力这几个方面，而更为重要的是，学生们在物理课程学习中的主观情感大相径庭，正所谓好之者甘之如饴，恶之者退避三舍.兴趣是最好的老师，是甜蜜的牵引.新课程教学改革背景下，优化高中物理实验教学，应循其本，从学生们的学习兴趣培养切入.一成不变且机械式、重复式的物理实验操作，显然不能激发学生们的学习热情.物理学习，尤其是物理实验，在不同的环境下，不同的操作者，实验结果各不相同.教育不是批量生产，学生们是不同的个体，因而物理实验教学需打破教师设计和主导的局面，提高学生们的主体地位，将实验室还给学生们.作为教师，在物理实验教学中，当为学生们引出实验主题，并说明注意事项后，应及时的后退和沉默，鼓励学生们自主开展实验.

首先，尊重学生们的意愿，让学生们自由搭建学习小组，以确保各小组在实验学习中的凝聚力、向心力.营造民主的氛围，组员们轮流担任组长，这样有利于培养学生们的归属感、责任感.其次，围绕实验主题，让各小组自行设计实验方案.大道至简，殊途同归.学生们自行设计实验方案，不仅深化了对知识点的理解，也在交流中思维得以相互碰撞，有利于培养学生们的创新能力.

2 演示实验

演示实验是高中物理实验教学的重要组成部分.实验教学中，简单易操作，效果显著的演示实验，能有效的活跃课堂氛围，集中学生们的学习注意力，快速点燃学生们的求知欲.不言而喻，好奇心与求知欲，是引导学生们开展物理实验的动力引擎.学生们需要深入实验，先决条件之一即是让学生们对实验主题充满探究的热情.从认知心理学角度出发，一项事物与学生们的生活经验、常识相互违背，以此引发的认知冲突是吸引学生寻找谜底，消除困惑的内在因素，而作为教育者，在物理实验教学中，应当为学生们创设更多的“奇怪”现象.值得一提的是，演示实验要尽可能做到简洁明了，如麦克斯韦所言：“一项演示实验，使用的材料越简单，学生越熟悉，就越想透彻的获得所验证的结果.”实验无需过繁过杂，鼓励学生们设计步骤简单，中心突出，成本较低的实验方案，便于学生们开展实验，同时利于推动实验至学生们的现实生活中.

比如说，在教学“超重与失重”的实验时，我鼓励各小组的学生搜集生活中有关超重或失重的资料，鼓励学生们在课堂上演示超重、失重的小实验.教学开始后，有一个小组的学生别出心裁，将体重秤带到了实验室.实验开始后，该小组学生先选出一名组员，在平地上测量出体重.然后，走进电梯，在上、下电梯的过程中测量该学生的体重秤示数变化情况.通过这样简单易行，一目了然的方法，探究物体在变速运动过程中对支持物压力大于或者小于物体本身所受重力的情况.还如，有的学生想到了漏瓶不漏的场景：一个装满水的矿泉水瓶子，用锥子刺进瓶子，瓶子没有发生渗漏.看到这里时，有学生说道：“不漏水是因为锥子没有取出来.”接着，学生将锥子取出，但除了轻微的渗漏外，瓶子内的水依然没有如想象中发生大量的渗漏.最后，学生将瓶盖扭开，孔口处立刻喷出一股水流，而将瓶子自高处放手，使其自由下落时，原本喷水的孔洞却停止了喷水.

3 严谨客观

严谨客观，是学生们开展物理实验学习的必要条件，实事求是，是物理学科的魅力所在.在高中物理实验教学中，优化教学方法，应还原实验的本色，不将就，不自欺，正视实验，才能真正走入实验.传统的物理实验教学中，毋庸置疑，不少学生在实验操作中得出的数据，与理论期望相去甚远.而为了实验“圆满”，学生们不反思实验方案，不思考实验步骤，不检查实验器具和实验程序，而是想当然的更改实验结果，以确保实验结果符合心中预定.如此一来，实验教学的本质流逝，实验的价值也就不复存在.

引导学生们养成良好的学习习惯，逐一检查实验器材，确保其质量过关，能够稳定工作.实验结果出来后，瑕疵与偏差之处，并不会影响到实验学习的目标，而不尊重实验，失去了严谨客观的学习品质，才是违背了实验教学的初衷.基于此，在当前的实验教学中，教师应引导学生们科学的开展实验，不走过场，不务空名.在“自感现象”的实验教学中，如图1所示，连接好电路图.理论上来说，当断开开关后，由于电路中电流变小，自感线圈将产生电势能，小灯泡将继续发亮.可是，在实际操作中，断开开关后，小灯泡的亮度一瞬间变得微乎其微，这与理论原理相互背离.我鼓励学生们发言，有学生提出，视觉感官不明显，是否可以从触觉的角度感受电势能的存在？于是，换掉小灯泡，学生们手握着导线的两端，在断开开关后，学生们感受到了电流经过身体.实验教学中，严谨客观是培养学生们从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系认识的必要条件.

图1

4 数学推理

高中物理教学中，力学知识贯穿教学始终，渗透于教学主题的各个分支与角落.学生们在物理实验学习中，关于力学的知识及原理，以及运用到力学知识的地方俯拾皆是，处处可见.力学实验本身就是高中实验教学中的重点，且由于应用频率极高，因而需要学生们深入研究并牢牢掌握.物理学科具有多学科交叉合并属性，涉及如数学、化学、生物、地理、工程等等.物理学中的许多知识要点，可从物理的角度“就事论事”，也可切换视角，从其他学科的角度展开分析.从其他学科，尤其是数学的角度出发开展物理实验，一方面，可借助学生们已学数学知识，通过转化与化归的数学思想，将陌生抽象的物理实验变为熟悉的，了解的数学原理，帮助学生们一举攻克实验中的难点；另一方面，逻辑严密的数学推导，也利于学生们加深实验学习印象，提高物理实验的学习效率.比如说，在“验证力的平行四边形定则”这一实验中，就可以结合数学知识开展实验.

5 拓展延伸

新课程教学改革背景下，优化实验教学，提高学生们在物理学习中的探究能力、实践能力等，应积极构建“大实验课堂”.众所周知，高中学生学习时间紧，任务重，压力大，物理仅仅是学生们众多学习科目中的一科，而实验学习也仅仅是物理学习的其中之一.在具体的教学活动中，物理教师需要面对全班数十名学生，即便学生们以小组为单位开展实验学习，各小组在实验中遇到的问题，产生的质疑，以及在实验操作时亟需克服的障碍也是数量大观，让人应接不暇.

拓展实验学习的宽度，即是结合物理教学活动，丰富实验主题.高中物理教学中，每一个章节的教学内容，都能够转化为独立的实验主题.同理，每一个分项的知识点，也可以转化为对应的小实验.比如说，在教学“圆周运动”时，我将若干个乒乓球放在讲台上，接着问学生：“同学们，在不用手触摸的情况下，有什么方法可以拿取乒乓球？”富有趣味性、游戏性的小实验，让学生们跃跃欲试.有学生主动上台，拿出一个纸杯罩住乒乓球，摇晃纸杯使其做顺时针运动.速度加快后，学生一边摇晃纸杯，一边提高手臂，乒乓球在纸板内部快速旋转，离开了原有位置.又如，在教学“反冲运动”时，我问学生：“火箭的发射原理是应用了反冲运动，生活中也有许多反冲运动的场景.同学们可以动手制作“小火箭”吗？”以问题驱动学生行动起来，开动大脑，加深学生们的学习印象.实验主题扩展后，需要的实验器具随之增多，此时，可鼓励学生们集思广益，将生活中常见的物品，如玻璃瓶、硬纸板、废电池、笔筒、文具盒、小木棍、毛巾等搜集起来，经过简单的组装、修剪和加工后变废为宝，作为实验扩展的器具和材料.

学习是逆向的过程，需要学生们全力以赴，主动出击，积极思考，勤于动手.优化高中物理实验教学，应提高学生们的主体地位，鼓励学生们自主设计和操作.引导学生们尊重实验，不唯书，保持严谨客观的求知精神.拓展实验，丰富实验主题，将实验与物理学习、现实生活融合起来，实现理论与实践的知行合一.