卜方

摘 要：本文借鑒多元化理論來提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，具體對實(shí)驗(yàn)取材的多元化、實(shí)驗(yàn)手段的多元化、實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)方式的多元化、實(shí)驗(yàn)主體的多元化等方面進(jìn)行實(shí)踐和探索，以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：多元化；物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)；有效性

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2015）8-0004-3

實(shí)驗(yàn)在高中物理教學(xué)中有著舉足輕重的地位，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是物理教學(xué)的重要組成部分?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)》[1]明確給出了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)：使學(xué)生較為深入地學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的有關(guān)理論、方法和技能；進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的興趣；增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識；培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度；養(yǎng)成交流與合作的良好習(xí)慣；發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐能力。

然而在現(xiàn)實(shí)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往流于形式，甚至被忽視?！昂诎迳现v實(shí)驗(yàn)，學(xué)案上練題目”成為一些教師上實(shí)驗(yàn)課的常態(tài)，這樣做既不利于知識技能的傳授，也不利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣摺?/p>

為了解決上述問題，充分調(diào)動一線物理教師的積極性，筆者借鑒多元化理論，并把其精髓移植到高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來，力爭通過多元化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想、實(shí)驗(yàn)開發(fā)方式來豐富物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式，充實(shí)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

1 實(shí)驗(yàn)取材的多元化

1.1 人教版高中《物理（選修3—1）》第二章《恒定電流》第10節(jié)《測電池的電動勢和內(nèi)阻》

在導(dǎo)入新課時，教師演示用多個小番茄并聯(lián)制成的水果電池讓小LED燈發(fā)光的實(shí)驗(yàn)，如圖1、2所示。學(xué)生通過觀察，思考現(xiàn)象背后可能的原因，課堂里會有一些小聲的商量等。這時教師不要阻止學(xué)生思維的延續(xù)，而要趁熱打鐵，用一組問題來引導(dǎo)學(xué)生思考產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因。由于學(xué)生已有一些知識的儲備（初中已接觸過水果電池），所以有能力從理論上給出回答。教師在引導(dǎo)后給出發(fā)光的原因，原來水果和蔬菜（如蘋果、馬鈴薯、小番茄、橙子等）中含有豐富的水果酸，是一種很好的電解質(zhì)，將不同的金屬材料做成電極插入水果中，用導(dǎo)線將電極與用電器相連，就會有電流通過。

1.2 分析與反思

實(shí)驗(yàn)取材的多元化指器材可取自于實(shí)驗(yàn)室傳統(tǒng)的成品儀器、教師自制的低成本實(shí)驗(yàn)儀器、生產(chǎn)生活中的物理實(shí)驗(yàn)資源等。利用日常器具做實(shí)驗(yàn)，不但具有簡便、直觀等優(yōu)點(diǎn)，而且有利于學(xué)生動手，發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。在進(jìn)行“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”的教學(xué)時，許多教師都會習(xí)慣性地選擇干電池。這是因?yàn)楦呻姵乇容^穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)操作也較簡單方便。實(shí)際上水果電池取材方便、貼近生活、變化豐富，所以更能激起學(xué)生探究的熱情。筆者借助于多元化理論，引導(dǎo)學(xué)生對水果電池進(jìn)行了深入研究，收到了很好的教學(xué)效果。

2 實(shí)驗(yàn)手段的多元化

2.1 人教版高中《物理（選修3—2）》第五章《交變電流》第3節(jié)《電感電容對交變電流的影響》

在教授本節(jié)內(nèi)容時，筆者首先利用自制的教具板進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)。本自制教具板把不同規(guī)格的電感和電容元件接入同一個電路，利用單刀多擲開關(guān)切換，用小燈泡的亮暗變化說明電感、電容對交流電的確存在作用，如圖3所示。在探究“電感電容對交流電的影響與哪些因素有關(guān)”時，筆者提供不同規(guī)格的電感器、電容器和其他實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生設(shè)計(jì)電路，并進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，小組合作開展探究。在學(xué)生得出定性結(jié)論后，筆者借助數(shù)字化實(shí)驗(yàn)（又稱DIS實(shí)驗(yàn)）系統(tǒng)，對影響因素進(jìn)行了定量分析（如圖4所示），從而得出了感抗、容抗的公式。

2.2 分析與反思

實(shí)驗(yàn)手段的多元化指教師演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)并重，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)手段和現(xiàn)代技術(shù)手段交互使用。通過閱讀教材不難發(fā)現(xiàn)，本節(jié)內(nèi)容較為抽象且遠(yuǎn)離學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生對知識的建構(gòu)存在一定困難。這時，就需要我們教師為學(xué)生搭建臺階，降低難度，幫助其完成建構(gòu)。

筆者在進(jìn)行教學(xué)時，加入了演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)，把抽象的物理知識變成形象的物理現(xiàn)象，把枯燥的電學(xué)理論變?yōu)橛腥さ碾妼W(xué)實(shí)驗(yàn)，從而為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)鋪設(shè)臺階。通過多元化的實(shí)驗(yàn)手段，既可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生主動參與、積極思考，又能鍛煉學(xué)生的觀察能力和歸納能力，讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題，得出結(jié)論，更重要的是讓學(xué)生親歷科學(xué)家的活動，在探究過程中逐步建構(gòu)起知識的“大廈”。

3 實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)方式的多元化

3.1 人教版高中《物理（選修3—2）》第六章《傳感器》第2節(jié)《傳感器的應(yīng)用》

筆者教授本節(jié)內(nèi)容時，在參考教科書中實(shí)物圖、原理圖、結(jié)構(gòu)圖、電路圖的基礎(chǔ)上，利用生產(chǎn)生活中可以找到的設(shè)備和裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如應(yīng)變片、雙金屬片、感溫鐵氧體（如圖5所示）、光敏電阻等。在講解一些靈敏元件時借助課件、動畫等多媒體手段全方位、立體化展示其工作原理，使知識能生動形象地展示在學(xué)生面前。筆者還把一些無法進(jìn)行學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、時間較長且操作較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)錄制成微視頻，在上課時呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生通過觀看視頻來學(xué)習(xí)傳感器的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，從而更加深刻地體會科技的魅力。

3.2 分析與反思

實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)方式的多元化指以課件、動畫、微視頻等形式對物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行呈現(xiàn)，并借助網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行資源共享。本節(jié)內(nèi)容通過分析電子秤、電熨斗、電飯鍋、火災(zāi)報(bào)警器這四個常見電器的工作原理， 讓學(xué)生充分認(rèn)識傳感器的作用。許多學(xué)生由于缺乏生活經(jīng)驗(yàn)，對這部分內(nèi)容很不熟悉。這時就需要教師加以引導(dǎo)，努力讓學(xué)生體驗(yàn)傳感器與現(xiàn)代生活和科技的密切關(guān)系。由于所涉及到的元件較多，所以實(shí)驗(yàn)的呈現(xiàn)方式也各不相同。多元化的實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)方式，不但可以讓枯燥的知識變得生動形象，而且能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，學(xué)習(xí)效果也會更好。隨著教育的不斷變革，以微視頻為載體的微課將逐步成為高中物理教學(xué)的重要組成部分。作為一線教師，假如平時能把一些繁、難的實(shí)驗(yàn)錄制成微視頻并進(jìn)行網(wǎng)上共享，必將豐富物理教學(xué)資源，推動實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展。

4 實(shí)驗(yàn)主體的多元化

4.1 校本課程 、校園科技節(jié)

由于國家課程強(qiáng)調(diào)統(tǒng)一性和普適性，加上高中階段文理分科的現(xiàn)實(shí)情況，平時的授課難以考慮到學(xué)生個體之間的差異，難以適合不同學(xué)生的需要。這時，就需要依靠開發(fā)校本課程來滿足不同學(xué)生的需求。筆者針對物理基礎(chǔ)好、動手能力強(qiáng)的學(xué)生開發(fā)了一門校本課程——“高中物理微型實(shí)驗(yàn)”。微型物理實(shí)驗(yàn)具有體積小、時間省、效果好、易操作、較安全、動手操作機(jī)會多、趣味性高、材料易得等特點(diǎn)，更適合學(xué)生自主探究和進(jìn)行開放性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、創(chuàng)造。例如，向?qū)W生提出“給你一個圓柱、大頭針、刻度尺，測出一張紙的厚度”的課題，然后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，最后得出計(jì)算表達(dá)式。這樣通過學(xué)生自己的探討和研究，消除了學(xué)生認(rèn)為用毫米刻度尺測量一張紙的厚度，必須取一百張紙的固定思維模式。

我?？萍脊?jié)上專門開設(shè)了水火箭比賽。學(xué)生們依據(jù)反沖原理，利用生活中的常見物品制作水火箭。比賽時，將水火箭灌入一定數(shù)量的水，利用打氣筒充入空氣到達(dá)一定的壓力后便能發(fā)射。學(xué)生們小組合作，奇思妙想，反復(fù)試驗(yàn)，制作出形態(tài)多樣的水火箭，在展示時取得了理想的效果。

4.2 分析與反思

實(shí)驗(yàn)主體的多元化指教師、學(xué)生、研究性學(xué)習(xí)小組、科技社團(tuán)等都可以作為實(shí)驗(yàn)的主體，借助物理實(shí)驗(yàn)室資源進(jìn)行相關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)。

高中物理實(shí)驗(yàn)校本課程的開發(fā)充分考慮到學(xué)生才是實(shí)驗(yàn)的主體，在課程內(nèi)容的設(shè)置上體現(xiàn)了自主選擇性，讓學(xué)生自由選擇感興趣的課題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。由于校本課程的時間靈活，地點(diǎn)就在本校開放實(shí)驗(yàn)室，所以能有效地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，更好地發(fā)展自己的興趣和特長。實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)施也有助于增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，激發(fā)學(xué)生科學(xué)探索的興趣，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)物理知識和科學(xué)探究方法解決實(shí)際問題。同時，還可以使學(xué)生養(yǎng)成敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新的科學(xué)品質(zhì)。

校園科技節(jié)活動則鼓勵研究性學(xué)習(xí)小組、科技小社團(tuán)等實(shí)驗(yàn)主體在業(yè)余時間有目的、有計(jì)劃、有組織地合作完成想做的實(shí)驗(yàn)，教師現(xiàn)場進(jìn)行指導(dǎo)的研究活動。這種做中學(xué)的學(xué)習(xí)方式既可以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的習(xí)慣，又能鍛煉學(xué)生的動手能力，更重要的是能促進(jìn)學(xué)生在自主選擇中多元發(fā)展，為今后投身于科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。

5 結(jié) 語

把多元化理論運(yùn)用到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，是一項(xiàng)創(chuàng)造性的系統(tǒng)工程。本文從多個方面入手，通過對實(shí)驗(yàn)取材、實(shí)驗(yàn)手段、實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)方式、實(shí)驗(yàn)主體四要素進(jìn)行多元化實(shí)踐和探索，并希望借助筆者的研究，能豐富物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式，充實(shí)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，從而提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）[S].北京：人民教育出版社，2003.

（欄目編輯 趙保鋼）