邱仁和

摘 要：物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，傳統(tǒng)的高中物理實驗教學(xué)是“截流”式的，學(xué)生對物理實驗的理解是片面的、膚淺的和零散的?！吧尽苯逃砟钕碌摹霸戳鳌笔轿锢韺嶒灲虒W(xué)強調(diào)物理實驗知識的整體和聯(lián)系，“源流”式物理實驗教學(xué)策略，旨在讓學(xué)生了解物理實驗的本源，深刻理解物理實驗原理，加強實驗各方面的聯(lián)系與比較，從高度和整體上把握物理實驗，提高物理實驗教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞：高中物理；實驗教學(xué)；策略研究

1 高中“源流”式物理實驗教學(xué)符合新課程理念

郭思樂指出：對教師來說，灌輸知識比產(chǎn)生知識、強調(diào)知識過程要容易得多 [1 ]，截流式教學(xué)就是這樣的一種灌輸教育，而源流式教學(xué)旨在引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生知識，讓他們有“制造”的體驗和成功的喜悅。

以往高中物理實驗教學(xué)總是截斷本源，“掐頭尾燒中段”的“截流”式教學(xué)。教師為什么熱衷于“截流”式教學(xué)？其一是，灌輸知識比追尋知識的本源要容易得多；其二是，功利思想，直接教給學(xué)生結(jié)論，然后通過大量的練習(xí)，能迅速解決常見的題型，短時間內(nèi)即可見到成效。具體表現(xiàn)在教學(xué)過程中，教師講授和灌輸較多，學(xué)生思考和討論較少；演示實驗較多，探究實驗較少；關(guān)注實驗步驟和注意事項較多，關(guān)注實驗原理較少；實驗操作較多和實驗設(shè)計較少。學(xué)生沒有參與物理實驗的設(shè)計，沒有參與物理實驗知識的產(chǎn)生過程，學(xué)生對物理實驗的來龍去脈和內(nèi)在實質(zhì)一無所知，物理實驗的各方面知識是零散而無序的，對物理實驗許多方面也是知其然而不知其所以然，對物理實驗只能采用死記硬背的辦法。

學(xué)生如果不能對物理實驗有整體的了解，對實驗探究討論不夠充分，對實驗原理的理解不夠深刻，缺少再實驗和反思，就無法體會物理實驗的物理思想和科學(xué)研究方法。離開由具體到抽象的歸納，就失去本源。須知對事物發(fā)生學(xué)的了解幾乎是科學(xué)研究的最基本的一步，只有把握了事物本源的人才能徹底理解事物，才能有最大的幅度去開拓深奧 [1 ]。所以只有采用“源流”式高中物理實驗教學(xué)，才能夠最大程度地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，提高物理實驗教學(xué)的效率。新課程的理念就是“以人為本”，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程，關(guān)注學(xué)生知識的構(gòu)建。所以“源流”式物理實驗教學(xué)，既符合新課程的要求，也符合學(xué)生認知規(guī)律。

2 “源流”式物理實驗教學(xué)策略

“源流”式高中物理實驗教學(xué)的策略必然是加強物理實驗各部分的聯(lián)系，從整體上把握物理實驗，努力讓學(xué)生參與實驗的每一個過程，探究每一個物理實驗的本源。只有讓學(xué)生了解到物理實驗的本源，體會物理實驗設(shè)計的精巧，領(lǐng)會物理實驗的美，感悟物理實驗的物理思想和哲學(xué)思想。學(xué)生對物理實驗才能產(chǎn)生濃厚的興趣和刻骨銘心的愛，對物理學(xué)習(xí)有持久的動力，達到事半功倍的效果?！霸戳鳌笔轿锢韺嶒灲虒W(xué)策略就是把握好下面幾個方面的關(guān)系：

2.1 物理實驗操作與實驗設(shè)計相結(jié)合

物理實驗的操作如果離開了實驗設(shè)計思想，那么他的操作只能是工人式的機械操作，再熟練也只能是縮短實驗時間而已，如果能夠先了解實驗設(shè)計思想，學(xué)生的操作就會有目的性，成為工程師的操作，所以在高中物理實驗教學(xué)中要特別重視讓學(xué)生參與物理實驗的設(shè)計，充分理解物理實驗的原理，這時學(xué)生的操作不再是“冷酷”的，而是富有感情的，學(xué)生在實驗操作中才會加入思考，學(xué)生在操作過程中才會充滿愛，實驗操作才能富有生命力。學(xué)生的熟練操作才能轉(zhuǎn)化為操作能力。

反過來，如果物理實驗設(shè)計離開了實驗操作的經(jīng)驗支持，就會變成干癟的教條，缺乏生命力。有充分考慮實驗操作的實驗設(shè)計才能內(nèi)容充實，富有人性，而且實驗操作反過來才會對實驗設(shè)計進行反思和評價，為進一步優(yōu)化設(shè)計方案打下基礎(chǔ)。比如牛頓第二定律實驗的實驗操作中要求平衡摩擦力，此時小車要不要掛空的砂桶？小車后面要不要拖紙帶？如何才能認定小車是勻速運動？不接通打點計時器電源，可以么？許多的問題，如果你告訴學(xué)生要記住實驗操作步驟，學(xué)生如果沒有參與實驗設(shè)計，他又能記多久呢？

新課程高中物理強調(diào)科學(xué)探究，在探究過程中學(xué)生自主確定物理實驗的思想方法，設(shè)計實驗方案，學(xué)生科學(xué)探究過程中的實驗操作都是在實驗原理指導(dǎo)下進行的，學(xué)生在實驗操作過程中能做到“手腦并用”，就能高效培養(yǎng)學(xué)生實驗操作能力和實驗設(shè)計能力。

2.2 物理實驗方法與物理思想相結(jié)合

物理實驗是在一定科學(xué)理論指導(dǎo)下進行的 [2 ]。物理實驗方法有許多，常見的有直接比較法、等效替代法、控制變量法、累積法、模擬法、留跡法、轉(zhuǎn)換法、外推法、放大法、理想化法等等。物理實驗方法的選取，必須在物理思想的指導(dǎo)下進行，才能準確高效，不會誤入歧途。在物理教學(xué)過程中要讓學(xué)生一起欣賞一些經(jīng)典的物理實驗，體會其中實驗方法的精妙之處，領(lǐng)悟其中的物理思想。比如伽利略斜面實驗是如何測時間（沒有秒表）？根據(jù)什么判斷小車在做勻變速直線運動？如何推理到自由落體運動也是勻加速直線運動？

物理思想必須通過實驗方法來體現(xiàn)。對稱的思想可以通過累積法來體現(xiàn)；連續(xù)的思想可以通過外推法來體現(xiàn)；等效的思想可以通過等效替代法來體現(xiàn)；可逆的思想可以通過逆推法來體現(xiàn)。比如邁克爾遜測光速的方法充分體現(xiàn)了對稱、連續(xù)、可逆的物理思想。愛因斯坦稱贊這一實驗的優(yōu)美和方法的精湛時說“邁克爾遜是科學(xué)的藝術(shù)家” [3 ]。在物理實驗教學(xué)過程中要關(guān)注實驗方法所含的物理思想，關(guān)注每一個實驗設(shè)計蘊含的物理思想和實驗方法，這樣才能從高度上把握物理實驗。

2.3 物理實驗知識與實驗技能相結(jié)合

物理實驗知識包括物理實驗的原理、方法、步驟及儀器的工作原理和使用方法，實驗技能包括動作技能（實驗操作技能）和智慧技能（猜想、假設(shè)、數(shù)據(jù)分析）。而如何更好地使用實驗儀器，采用什么實驗方法較好，如何使實驗結(jié)論更正確，誤差更小，則是一種實驗?zāi)芰Α?/p>

物理實驗知識是實驗技能的基礎(chǔ)，學(xué)生在對物理實驗知識深入理解的前提下，實驗技能的發(fā)揮就可以達到充分。比如對某個實驗不了解，一到實驗室就按照實驗步驟一步一步地做，實驗操作技能就無法提高，不理解物理實驗的原理，就無法發(fā)揮你的智慧技能，實驗技能無法對實驗?zāi)芰Φ奶岣弋a(chǎn)生影響。反過來實驗技能可以讓實驗更加順利，對物理知識的深入理解提供幫助，只有對物理實驗知識深刻理解，對實驗技能熟練掌握，才能提高物理實驗?zāi)芰ΑＨ绻處熌苓x取一些靈活性、變通性大的問題，積極創(chuàng)設(shè)情境，鼓勵學(xué)生發(fā)散思維，進行多方位、多角度觀察，思考、探索、想象，就可提出多種設(shè)想和解決問題的方案。在此基礎(chǔ)上，再引導(dǎo)學(xué)生進行收斂思維，確定解決問題的最佳方案。這不僅能培養(yǎng)學(xué)生的基本操作技能，而且能訓(xùn)練學(xué)生思維的流暢性、變通性和獨創(chuàng)性（發(fā)散思維的三個難度），從而激活創(chuàng)造性思維 [4 ]。

2.4 物理實驗理論與生活實踐相結(jié)合

在學(xué)習(xí)實驗理論過程中盡量結(jié)合生活中的例子，使學(xué)生學(xué)習(xí)的理論生動而具體，對理論的理解有很大幫助，也能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。比如研究自由落體運動時，我們可以用鋼珠自由下落研究鋼珠的加速度，也可以用尺子自由下落研究反應(yīng)時間，還可以用水龍頭的水滴下落測重力加速度?？傊屛锢韺嶒炞呦蛏睢?/p>

在日常生活中也要善于發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象，學(xué)會用物理規(guī)律來解釋自然現(xiàn)象，生活中的一些問題能夠想到用物理理論來思考，對有些問題會想辦法用實驗來探究，使生活走向物理。比如《兩小兒辯日》中早晨的太陽更紅更大，這是為什么？能否設(shè)計一個光學(xué)實驗來探究？積極開展課外探究性實驗和落實教材中的“小實驗”，“小實驗”大多數(shù)來自日常生活，具有取材方便、方法簡單、趣味性強，效果明顯等特點。比較好的將物理實驗理論與生活實際相聯(lián)系，通過物理實驗來驗證或探究一些生活現(xiàn)象，能夠培養(yǎng)學(xué)生物理實驗意識，提高物理實驗?zāi)芰?，樹立正確的物理思想。

2.5 物理實驗結(jié)論與物理實驗過程相結(jié)合

物理實驗過程中學(xué)生體驗，學(xué)生間的交流，學(xué)生獨立思考，學(xué)生遇到許多問題通過許多途徑和方法用實驗加以解決，這一過程中學(xué)生學(xué)會思考、學(xué)會交流、學(xué)會設(shè)計、學(xué)會求助、學(xué)會探究。實驗過程中的收獲遠比實驗結(jié)論本身重要得多。學(xué)生對自己經(jīng)歷的實驗過程而得到的結(jié)論會更親切、更熱愛，“因為愛總是帶有是生產(chǎn)性的”。實驗過程中的問題提出、猜想和假設(shè)對物理實驗結(jié)論的得出有激勵的作用。

反過來物理實驗結(jié)論能夠促進學(xué)生對實驗過程進行反思，就有可能找到更簡潔有效的實驗方案，從而可以更新實驗過程。比如驗證牛頓第二定律實驗中我們先讓M不變，改變鉤碼m的大小測出不同的加速度a，看看a與F=mg是否成正比。得到結(jié)論后我們認為實驗操作可以改為鉤碼個數(shù)從多到少，每次減少的鉤碼都放在小車上，這時再做a-F圖象線性更好。

有過程的結(jié)論是鮮活的，有了結(jié)論再看過程是明晰的，過程和結(jié)論相結(jié)合是豐富的，能夠幫助學(xué)生更好地掌握物理實驗，提升物理實驗?zāi)芰Α?/p>

總之，高中物理實驗的內(nèi)容很多，只有讓學(xué)生從高度上，從整體上把握物理實驗，學(xué)生對物理實驗中的思想方法和設(shè)計理念才能有深刻的理解，學(xué)生才能從物理實驗中領(lǐng)悟物理實驗的精髓，學(xué)生對物理實驗有深入的思考和持久的動力，就能高效培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰Α?/p>

參考文獻：

[1] 郭思樂.教育走向生本[M].北京：人民教育出版社，2011：25-26

[2] 張憲魁.物理科學(xué)方法教育[M].北京：中國海洋大學(xué)出版社，2000：50

[3] 愛因斯坦.愛因斯坦文集 （第I 卷）[M].上海：上海商務(wù)印書館

[4] 王丕廣.高考物理實驗與高中物理教學(xué)[D]：[碩士學(xué)位論文].山東師范大學(xué)，2009：24