雷曉玲

【內容摘要】物理實驗教學是高中物理課堂的重要組成部分，也是培養(yǎng)學生思維能力的關鍵實施手段。物理實驗與物理思維兩者相輔相成，在高中物理教學中都有著十分重要的地位。文章選取多種物理實驗教學手段，闡述了其在教學活動中的運用以及對物理思維的影響。

【關鍵詞】實驗探究? 高中物理? 實驗教學

前言

物理學科是一門集抽象性與實用性為一體的基礎學科，它蘊含著深奧的科學內涵，也蘊藏著生活中非常普遍的現象原理。隨著新課改的不斷推進，物理學科的教學目標更加傾向于學生思維能力以及應用能力的培養(yǎng)。尤其是在高中階段，學生面臨繁重的課業(yè)壓力，同時也面臨著培養(yǎng)社會化素質的要求，而物理實驗是學生深入理解理論知識、提升實踐應用能力的重要手段，可以廣泛應用于物理課堂的教學環(huán)節(jié)。

一、物理思維與物理實驗之間的聯系

物理實驗是目前高中物理教學過程中常用的教學手段，它是以物理理論為基礎，通過各種實驗方式或手段，在觀察和探究的基礎上，對物質世界或自然規(guī)律進行探索的活動。而物理思維是人腦對于客觀事物中展現的物理現象所形成的一種精煉、深入以及相互關聯的反應狀態(tài)，是一種抽象而又立體的感覺和認知。

物理思維的形成有賴于現實實踐的探索，在探索中總結分析，探尋客觀事物或現象的本質特征，繼而在頭腦中繼續(xù)加工，形成對于事物規(guī)律的直觀的、理性的認知。物理實驗是物理思維形成和完善的必經環(huán)節(jié)，沒有物理實驗的支持，物理思維就只能建立在空泛的理論基礎上，無法形成立體豐富的思維宮殿。

同樣，物理實驗的有效開展也依賴于物理思維的完善程度，全面的物理思維是成功驗證物理理論或探索物理原理的助推因素。物理思維不僅涵蓋思維的寬度，還包括思維的廣度和深度，是一個三維立體的概念，物理思維能夠從多角度引導物理實驗的實施與推動，將物理實驗引向可能的寬泛面、深度面，從而促進物理實驗更加合理有效的開展。

“實踐是檢驗真理的唯一標準”，物理實驗是檢驗物理的重要方法，通過不斷的物理實驗，能夠檢驗物理理論的真實與正確性，從而引導物理思維的發(fā)展，而思維的不斷提升，亦能促進物理實驗的有效實施，物理實驗與物理思維相輔相成，對高中物理課程的學習有著十分重要的促進作用。

二、依托物理思維，有效實施物理實驗教學策略

物理是一門以實驗為基礎的自然科學。高中物理教學過程不僅是物質基本結構、相互作用、運動規(guī)律的研究過程，也是物理實驗手段和思維方法的研究過程。教師在日常教學中，不僅要注重理論知識的傳導，還要以實驗推動物理思維的培養(yǎng)，落實實驗探究手段，全面地活躍物理思維，幫助學生建立良好的科學思維體系。

1.情境模擬實驗，強化邏輯思維

情境模擬實驗是集情境創(chuàng)設與過程演示為一體的實驗手段，創(chuàng)設多樣的、趣味性的教學情境，能夠提升學生的學習熱情，同時在情境展示的過程中開展物理實驗過程演示，以理論性的內容觸發(fā)實驗演示的結論探尋，學生在情境與演示的雙重影響中，能夠豐富思維脈絡，在不斷的歸納與總結中逐步加強自身的邏輯思維能力。因此教師在日常教學中可以充分運用情境模擬實驗，以活躍的、極具吸引力的實驗手段，改善學生思維模式，提升學生思維能力。

以人教版高中物理《平拋運動》教學內容為例，平拋運動及自由落體運動是日常生活中非常常見的情境，教師在實驗教學時可以改單純的演示實驗為情境模擬演示實驗，首先創(chuàng)設一個有趣的教學情境，即讓學生分組猜測自由下落的小球和平拋的小球哪個先落地，而后以比賽情境安排學生分組探究，其中有的學生負責記錄小球下落的時間，有的學生記錄小球下落的路線以及觀察小球下落的位置等，通過多次的實驗和分析，各個小組會產生不同的或相似的結論，有的小組可能會發(fā)現兩個小球幾乎同時著地，而有的可能會發(fā)現著地有先后，但差別十分微小。而后教師再以多媒體演示平拋運動與自由落體運動的實際場景，讓學生對于理論有個直觀又形象的感受。在有趣的情境模擬實驗中，學生通過討論與自發(fā)探究，不僅能夠逐步發(fā)現平拋運動與自由落體運動的規(guī)律，還能夠逐步細化和豐富自己的思維，學會歸納和總結，強化邏輯思維能力。

2.多元化實驗，促進發(fā)散性思維

多元化實驗是激發(fā)學生多樣思維的重要方式，多元化實驗可以以同一個實驗結果為目標，由學生分組選取不同方式開展實驗探究過程，也可以以同樣的方式選取不同的實驗載體，對實驗結果進行科學探究。在探究的過程中，學生需要全面地去分析解決各類問題，極大地促進了學生發(fā)散性思維的形成和發(fā)展。教師在日常教學中要靈活運用多元化實驗教學，以多樣靈活的實驗手段，引導學生開展物理理論的探究，助力發(fā)散性思維的形成。

以高中物理《自由落體運動》教學為例，在學習自由落體運動相關理論之前，對于“兩個鐵球同時著地”的現象可能會引發(fā)很多質疑，學生也會產生諸多疑惑，教師應當利用學生的質疑思想，開展多元化的實驗，探究物理現象的本質。比如教師鼓勵學生改變鐵球的大小后再開展自由落體實驗，學生會發(fā)現鐵球仍然同時著地，如果換成兩塊尖銳的石頭，也會得到相同的結果。此時，教師再鼓勵學生將自由落體的實驗材料換成不同的羽毛或其他較輕的物質，分別在有空氣環(huán)境下自由掉落或在真空環(huán)境下自由掉落，通過實驗能夠發(fā)現真空環(huán)境下是同時著地的，而正常環(huán)境下落地有先后。通過這樣的多元化實驗，從各個不同角度出發(fā)進行探究，學生能夠多方位的思考問題，逐步輻射廣闊的思維領域，不斷促進發(fā)散性思維的形成。

3.開放型實驗，塑造創(chuàng)新性思維

開放型實驗是近年來物理實驗教學的創(chuàng)新手段，有別于傳統(tǒng)的按部就班的實驗方式，開放型實驗以實驗模式開放和實驗過程方法的創(chuàng)新為主要特征，塑造自由的實驗過程。在開放型實驗教學中，留給學生獨立思考的環(huán)節(jié)很多，極有利于學生克服思維定勢，形成靈活多樣的思維方式，在靈活的思維方式中不斷觸發(fā)創(chuàng)新點。教師在日常教學中應當靈活運用開放型實驗教學手段，以合理的實驗課題培養(yǎng)學生開放型實驗探究能力，提升思維的創(chuàng)新性。

以高中物理《生活中的圓周運動》教學為例，教師可以引導學生開展開放型實驗，如設置開放式的問題“鐵軌、高架橋等轉彎時路面是水平的還是傾斜的？”學生可能通過生活觀察發(fā)現鐵軌、橋面轉彎處都是傾斜的，而后教師可以激發(fā)學生去探索“為什么設置成傾斜的呢？”由學生分組開展實驗探究，通過提出假設、驗證、分析等方式，探究小組則能夠發(fā)現路面或鐵軌的傾斜角度設置與離心力和向心力有關，繼而引發(fā)學生對于力的探索和分析。開放型實驗往往以開放式的問題作為切入點，激發(fā)學生自主探究和思考的能力，教師避免提前講述原理，而是讓學生自由思考、假設和論證，使得學生的思維受到最深層的沖擊，從而激發(fā)出創(chuàng)新點，塑造學生的創(chuàng)新性思維。

4.假設性實驗，活躍極限思維

假設性實驗是基于大膽假設的基礎上，結合已有的知識和理論，合理開展的探究性實驗。假設性實驗以一種“極限思維”方式開展實驗探究，不僅能夠提升學生大膽研究科學的動力，還能夠活躍大腦深層的極限思維領域，為物理學習增添創(chuàng)新的可能性。在日常教學中，教師可以引導學生合理開展假設性實驗，以期活躍學生的物理思維。

例如再以高中物理《自由落體運動》教學為例，自由落體運動的條件是除了重力作用外不存在其他的阻力影響，然而現實條件下很難達到這樣的實驗要求，教師可以鼓勵學生采取極限思維，加重物體的重量來最大限度的減少阻力的影響，同時可以采用不同材質的物體在不同介質中開展自由落體實驗，如水銀、水里和空氣。學生就能發(fā)現在物體體積相同的情況下，下落的速度差別與介質的密度相關，密度越小速度差別越小，進而采用極限思維，可以提出假設，在真空中自由落體速度相同，不存在差別，然后引導學生開展相關的探究實驗，則能夠論證和理解物理原理。通過極限思維來開展假設性實驗，鼓勵學生大膽假設，能夠不斷深化學生的思維，讓學生的思維更加深刻和廣闊。

5.實踐型實驗，培養(yǎng)應用性思維

實踐型實驗要求物理實驗要以生活實際為基礎，以解決實際問題為要求，由學生實施自主探究實驗。實踐性實驗將物理理論與實際生活緊密聯系，強化了學生理論聯系實際的思想，并在實驗過程中培養(yǎng)學生運用科學的手段解決實際問題。教師在日常教學中應當多多聯系實際，帶領學生自主探究，以實踐性實驗提升學生的物理應用思維。

例如高中物理《機械能守恒定律》內容中，動能與勢能的相互轉化理論較為空泛，僅憑演示實驗學生只能從理論上了解動能和勢能能夠相互轉化，但卻不易將物理理論真正轉化與吸收，因此教師可以在實驗教學環(huán)節(jié)采取實踐型實驗的方式，聯系生活實際，在生活中選取實驗素材，譬如以“彈性勢能轉化為動能”為題，組織學生在生活中探尋運用該原理的實例，有的學生可能會發(fā)現彈弓運用了這樣的原理，也可能發(fā)現有些柜子鉸鏈也與該原理相關，還有可能發(fā)現單元門禁的自動回彈也運用了這樣的原理……同時，教師還可以學生探尋總結的基礎上，鼓勵學生動手操作，制作一個由彈性勢能轉化為動能的物理模型，讓學生在探尋、動手探究、總結分析的過程中不斷拓展對生活的探索，進而增強解決實際問題的能力，培養(yǎng)物理應用性思維體系，讓物理知識達到“學以致用”的效果。

結束語

總而言之，物理實驗教學方法各式各樣，在物理教學過程中靈活運用實驗教學手段，不僅能夠提高學生的實驗探究能力，還能夠促進學生物理思維的發(fā)展，讓學生在未來的學習和生活道路上，擁有完善的思維助力，從而形成良好的思想品德和思維品質。作為高中物理教師，應當創(chuàng)新教學方式方法，創(chuàng)造合適的教學情境，以多樣化、開放型、假設性、實踐型的物理實驗，帶領學生探究和領略科學的魅力，培養(yǎng)學生活躍的物理思維。

【參考文獻】

[1] 劉文義. 高中物理實驗課創(chuàng)新思維培養(yǎng)策略分析[J]. 中學物理教學參考，2019（05）：32-33.

[2] 徐東. 高中物理教學中培養(yǎng)學生抽象思維能力的策略研究[J]. 課程與教學，2019（12）：31-32.

[3] 陳建華. 基于核心素養(yǎng)的高中物理實驗教學探究[J]. 科學咨詢（科技·管理），2019（29）：167.

（作者單位：陜西省西安市昆侖中學）