于江浩 張勇

【摘要】實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ)。在物理學(xué)的發(fā)展史中，經(jīng)典物理和現(xiàn)代物理都因?yàn)槟承?shí)驗(yàn)的成功完成而取得巨大進(jìn)步。實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證理論的真?zhèn)危瑹o(wú)數(shù)次物理的進(jìn)步都是經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)推動(dòng)的。物理知識(shí)有很多是抽象和復(fù)雜的，這些知識(shí)是很多實(shí)驗(yàn)的總結(jié)。因此，有必要在課堂上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，把復(fù)雜難懂的抽象知識(shí)變成直觀的體驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】物理教學(xué)?物理實(shí)驗(yàn)?重要性

物理核心素養(yǎng)是新課程改革的重點(diǎn)。物理教育要緊緊圍繞學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，學(xué)生的物理核心素養(yǎng)如何培養(yǎng)，這個(gè)問(wèn)題的意義很大。物理核心素養(yǎng)包括“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個(gè)方面，如果物理學(xué)是一顆大樹(shù)，那么物理實(shí)驗(yàn)就是這棵大樹(shù)的樹(shù)根，學(xué)生的物理核心素養(yǎng)就是這棵樹(shù)的果實(shí)。物理實(shí)驗(yàn)（教師演示實(shí)驗(yàn)、模擬演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)等）在課堂上幫助學(xué)生學(xué)習(xí)理解物理知識(shí)有重要的作用，它可以把抽象枯燥無(wú)趣的物理知識(shí)變成生動(dòng)有趣豐富多彩的課堂。同時(shí)，也能發(fā)展學(xué)生觀察、思維、創(chuàng)新實(shí)踐等方面的能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式來(lái)提高學(xué)生的核心素養(yǎng)有巨大的前景。作為教師，要探究如何利用實(shí)驗(yàn)來(lái)提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的效果。

一、實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的作用

物理學(xué)與生活密切相關(guān)，學(xué)生在生活中有很多認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，這些認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)也叫做前概念。前概念是指學(xué)生在進(jìn)行學(xué)習(xí)新課前，對(duì)相關(guān)知識(shí)已有的了解與認(rèn)識(shí)。很多前概念就是對(duì)生活的直接觀察，有正確的也有錯(cuò)誤的。那么，如何糾正學(xué)生錯(cuò)誤的前概念呢？如果僅僅讓學(xué)生去讀書(shū)去死記硬背，那么等到學(xué)期結(jié)束時(shí)學(xué)生又能記住多少呢？愛(ài)因斯坦說(shuō)：“在物理學(xué)中實(shí)驗(yàn)應(yīng)該作為首要的學(xué)習(xí)課程”。如果讓學(xué)生親自參與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，直觀的觀察，會(huì)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到之前積累的錯(cuò)誤的前概念，形成正確的知識(shí)。

可能有人會(huì)說(shuō)教材中或者一些資料上面有實(shí)驗(yàn)的圖片，讓同學(xué)們看一看圖片不是也可以么。對(duì)此，我想舉一個(gè)生活中的例子，來(lái)對(duì)比觀看圖片和親自做實(shí)驗(yàn)的區(qū)別，讓學(xué)生看圖片，學(xué)生是一個(gè)旁觀者。讓學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，學(xué)生是一個(gè)參與者。旁觀者對(duì)圖片不需要很多注意力，因?yàn)榻Y(jié)果對(duì)旁觀者并沒(méi)有什么好壞，而參與者與實(shí)驗(yàn)緊密聯(lián)系在了一起，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果對(duì)他的影響很大。所以，他就會(huì)努力去控制實(shí)驗(yàn)影響實(shí)驗(yàn)。旁觀者就像是呆在配備空調(diào)的屋子里看著窗外在炎炎烈日下行走的路人，外面的高溫與陽(yáng)光對(duì)他而言并沒(méi)有什么感覺(jué)，但是在外面行走的路人就不會(huì)這樣，曝曬與高溫會(huì)影響他的前進(jìn)，這對(duì)他的影響是很直觀的。所以，實(shí)驗(yàn)參與者會(huì)對(duì)過(guò)程付出努力并且對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果很關(guān)注。所以他會(huì)控制過(guò)程進(jìn)而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)者的參與性就非常好。這樣，不僅學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中會(huì)獲得物理知識(shí)，而且學(xué)生對(duì)物理的興趣也會(huì)隨著參與度的提高而提高，興趣是最好的老師。

現(xiàn)在的學(xué)生大多是獨(dú)生子女，他們?cè)诩抑袀涫軐檺?ài)，在家里過(guò)著皇帝一般的生活。他們的性格會(huì)有一些缺點(diǎn)，如自私自利、做事情以自己為中心。這些缺點(diǎn)如果不改正，等到學(xué)生進(jìn)入社會(huì)，是不可能承擔(dān)更大的責(zé)任的。而物理實(shí)驗(yàn)是以小組為單位，合理分配小組的成員使這個(gè)小組里面的組員每個(gè)人都有各自的優(yōu)點(diǎn)，在這個(gè)小組里每個(gè)組員都可以展現(xiàn)出自己的閃光點(diǎn)，這里的組員每個(gè)人都是平等的，都為這一個(gè)共同的目標(biāo)而努力。教師的任務(wù)不僅僅是教授學(xué)生知識(shí)，在學(xué)生的社交能力性格培養(yǎng)方面也要給予重視，而這些能力都可以通過(guò)小組實(shí)驗(yàn)來(lái)培養(yǎng)。

二、實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的地位

近年來(lái)，為了培養(yǎng)更多符合時(shí)代發(fā)展的人才，對(duì)物理學(xué)的教授也要得以改變，過(guò)去以教授課本為主實(shí)驗(yàn)為輔的模式應(yīng)該改變，物理實(shí)驗(yàn)的地位應(yīng)該進(jìn)一步提高。應(yīng)該以實(shí)驗(yàn)為主，通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行物理知識(shí)的講解，在探究中學(xué)習(xí)物理，所以既要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)的方法，又要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和實(shí)踐能力。

在這樣的背景下，必須要改變物理的教學(xué)方式以達(dá)讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)。物理教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)也會(huì)不斷發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)生動(dòng)有趣，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的性格。而且物理實(shí)驗(yàn)組織形式多樣，可分為教師演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生參與學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)等類(lèi)型。也可創(chuàng)造將各種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ浇Y(jié)合在一起的實(shí)驗(yàn)類(lèi)型，發(fā)揮各類(lèi)型的優(yōu)點(diǎn)。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)以后一定能成為物理教學(xué)的重點(diǎn)之一。

三、國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

應(yīng)試教育是我國(guó)教育的主要形式之一，在“填鴨法”“灌輸式”的教學(xué)方法下，學(xué)生死記硬背、機(jī)械記憶。出現(xiàn)了許多高分低能的學(xué)生。例如，在以前的課堂上，教師只是口頭講授物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果，并不現(xiàn)場(chǎng)演示物理實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生的知識(shí)是死板的，并沒(méi)有帶來(lái)更多的感性知識(shí)。

當(dāng)前，各個(gè)學(xué)校都在推行探究式物理教學(xué)，但是許多學(xué)校仍然沒(méi)有落實(shí)新的物理教學(xué)觀，主要表現(xiàn)如下：（1）教師通過(guò)口述，結(jié)合黑板解釋實(shí)驗(yàn)或者通過(guò)播放實(shí)驗(yàn)視頻代替了學(xué)生直接操作實(shí)驗(yàn)。（2）在學(xué)生親手做實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師提前講解原理并把實(shí)驗(yàn)步驟完全固定好，讓學(xué)生重復(fù)做實(shí)驗(yàn)，得出千篇一律的答案。而不給學(xué)生機(jī)會(huì)思考，為什么要這樣做。（3）教師能力不足，在課堂上開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)，對(duì)教師也相應(yīng)的提出了很高的要求，它要求教師具有專(zhuān)業(yè)的素質(zhì)和能力。

而在國(guó)外，如在美國(guó)，教師鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)探索和研究來(lái)自主學(xué)習(xí)。將實(shí)驗(yàn)過(guò)程細(xì)化，而結(jié)果卻顯得不那么重要，這和我國(guó)的教育理念恰恰相反。在探索和研究的過(guò)程中學(xué)會(huì)相對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)和思維方法。重視實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備，不惜在準(zhǔn)備上花費(fèi)大量的時(shí)間。在一個(gè)輕松的氛圍中講解實(shí)驗(yàn)，發(fā)揮一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的積極作用。在日本，學(xué)校提倡學(xué)生多進(jìn)行各科實(shí)驗(yàn)，在進(jìn)行各學(xué)科實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，培養(yǎng)學(xué)生的自然科學(xué)觀。

以這種方式培養(yǎng)出的學(xué)生相對(duì)我國(guó)學(xué)生而言，具有更強(qiáng)的創(chuàng)新性、實(shí)踐性、觀察能力。因此，在基礎(chǔ)物理教學(xué)過(guò)程中，我們要發(fā)現(xiàn)自身的缺點(diǎn)，學(xué)習(xí)國(guó)外的優(yōu)點(diǎn)，在教育理念以及教育模式上進(jìn)行提升，使我國(guó)的教育更適合人才的發(fā)展。

四、物理實(shí)驗(yàn)發(fā)展方向

在數(shù)字化的今天，已經(jīng)有很多數(shù)字化物理實(shí)驗(yàn)器材，如美國(guó)的PASCO、中國(guó)的DISLAB，這些試驗(yàn)系統(tǒng)有靈敏的傳感器，傳感器與電腦相連接，在電腦的軟件上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和計(jì)算。通過(guò)計(jì)算結(jié)果，來(lái)觀察物理原理是否得以驗(yàn)證。數(shù)字化物理實(shí)驗(yàn)具有實(shí)驗(yàn)精度高、實(shí)驗(yàn)效果好，可以節(jié)約計(jì)算時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)。可以將學(xué)生的注意力集中在實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)上，并且利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。同樣的物理原理可以通過(guò)不同的實(shí)驗(yàn)方案來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證，給學(xué)生更大的探究空間，也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。

五、總結(jié)

在物理教學(xué)過(guò)程中，以實(shí)驗(yàn)為主，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性與參與性，是提升學(xué)生物理核心素養(yǎng)的主要方法之一。采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)會(huì)使傳統(tǒng)物理教學(xué)的一些缺點(diǎn)得到改善，它在教學(xué)中的地位是非常重要的。因此，我們要在目前的基礎(chǔ)上，在更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念、提高實(shí)驗(yàn)效果、提高學(xué)生的動(dòng)手能力方面加以研究，優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，給學(xué)生更好的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]冉龍江.淺析如何提高高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性[J].亞太教育，2015，（02）：69.

[2]李玉春，車(chē)?yán)^馨.物理實(shí)驗(yàn)在中學(xué)物理教學(xué)中的地位和作用[J].教育文化，2013，（01）：124.

[3]楊功立.如何提高高中物理新課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性[J].新課程，2013，（04）：183.

[4]王永成.提高高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的研究[J].中學(xué)生數(shù)理化，2014，（11）：11.

基金項(xiàng)目：吉林省高等教育教學(xué)改革研究課題，課題名稱(chēng)：人工智能背景下的物理師范生教學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)機(jī)制研究;吉林師范大學(xué)高等教育教學(xué)研究課題（重點(diǎn)），課題名稱(chēng)：物理學(xué)科背景下大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)研究與實(shí)踐。