沈 堅(jiān)

(江蘇省常熟市王淦昌高級中學(xué) 215531)

從教學(xué)的角度分析，傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，側(cè)重于印證理論知識，實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為了理論教學(xué)的分支.而為了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，教師為學(xué)生們提前準(zhǔn)備好了實(shí)驗(yàn)器具、實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生們遵照教師的指導(dǎo)，按部就班即可輕松完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容.由于缺乏自主設(shè)計(jì)，缺少交流互動，實(shí)驗(yàn)課堂上很少有學(xué)生提出問題和質(zhì)疑，至于實(shí)驗(yàn)拓展，則更加鮮有發(fā)生.從學(xué)習(xí)的角度分析，出于物理學(xué)科的屬性，想要學(xué)好物理，學(xué)生們不但需要認(rèn)真聽講，及時完成作業(yè)，還需要在學(xué)習(xí)中做到眼、耳、腦、手、口五位一體.對理論知識倒背如流，能夠輕松解答物理難題，并非高中物理學(xué)習(xí)的全部.新課程改革大環(huán)境下，物理教學(xué)需重視培養(yǎng)學(xué)生們的探究能力、學(xué)習(xí)能力及合作能力.引導(dǎo)學(xué)生們理論、實(shí)踐雙向并舉，強(qiáng)化學(xué)生們的核心素養(yǎng)，才能推動物理教學(xué)的深入發(fā)展.

1 學(xué)生主體

高中物理教學(xué)中，學(xué)生們對物理課程學(xué)習(xí)存在明顯的兩極分化現(xiàn)象.學(xué)生們對物理學(xué)習(xí)的分化，不僅體現(xiàn)于學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)成績、學(xué)習(xí)能力這幾個方面，而更為重要的是，學(xué)生們在物理課程學(xué)習(xí)中的主觀情感大相徑庭，正所謂好之者甘之如飴，惡之者退避三舍.興趣是最好的老師，是甜蜜的牽引.新課程教學(xué)改革背景下，優(yōu)化高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，應(yīng)循其本，從學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣培養(yǎng)切入.一成不變且機(jī)械式、重復(fù)式的物理實(shí)驗(yàn)操作，顯然不能激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)熱情.物理學(xué)習(xí)，尤其是物理實(shí)驗(yàn)，在不同的環(huán)境下，不同的操作者，實(shí)驗(yàn)結(jié)果各不相同.教育不是批量生產(chǎn)，學(xué)生們是不同的個體，因而物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)需打破教師設(shè)計(jì)和主導(dǎo)的局面，提高學(xué)生們的主體地位，將實(shí)驗(yàn)室還給學(xué)生們.作為教師，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，當(dāng)為學(xué)生們引出實(shí)驗(yàn)主題，并說明注意事項(xiàng)后，應(yīng)及時的后退和沉默，鼓勵學(xué)生們自主開展實(shí)驗(yàn).

首先，尊重學(xué)生們的意愿，讓學(xué)生們自由搭建學(xué)習(xí)小組，以確保各小組在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中的凝聚力、向心力.營造民主的氛圍，組員們輪流擔(dān)任組長，這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生們的歸屬感、責(zé)任感.其次，圍繞實(shí)驗(yàn)主題，讓各小組自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案.大道至簡，殊途同歸.學(xué)生們自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，不僅深化了對知識點(diǎn)的理解，也在交流中思維得以相互碰撞，有利于培養(yǎng)學(xué)生們的創(chuàng)新能力.

2 演示實(shí)驗(yàn)

演示實(shí)驗(yàn)是高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要組成部分.實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，簡單易操作，效果顯著的演示實(shí)驗(yàn)，能有效的活躍課堂氛圍，集中學(xué)生們的學(xué)習(xí)注意力，快速點(diǎn)燃學(xué)生們的求知欲.不言而喻，好奇心與求知欲，是引導(dǎo)學(xué)生們開展物理實(shí)驗(yàn)的動力引擎.學(xué)生們需要深入實(shí)驗(yàn)，先決條件之一即是讓學(xué)生們對實(shí)驗(yàn)主題充滿探究的熱情.從認(rèn)知心理學(xué)角度出發(fā)，一項(xiàng)事物與學(xué)生們的生活經(jīng)驗(yàn)、常識相互違背，以此引發(fā)的認(rèn)知沖突是吸引學(xué)生尋找謎底，消除困惑的內(nèi)在因素，而作為教育者，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)為學(xué)生們創(chuàng)設(shè)更多的“奇怪”現(xiàn)象.值得一提的是，演示實(shí)驗(yàn)要盡可能做到簡潔明了，如麥克斯韋所言：“一項(xiàng)演示實(shí)驗(yàn)，使用的材料越簡單，學(xué)生越熟悉，就越想透徹的獲得所驗(yàn)證的結(jié)果.”實(shí)驗(yàn)無需過繁過雜，鼓勵學(xué)生們設(shè)計(jì)步驟簡單，中心突出，成本較低的實(shí)驗(yàn)方案，便于學(xué)生們開展實(shí)驗(yàn)，同時利于推動實(shí)驗(yàn)至學(xué)生們的現(xiàn)實(shí)生活中.

比如說，在教學(xué)“超重與失重”的實(shí)驗(yàn)時，我鼓勵各小組的學(xué)生搜集生活中有關(guān)超重或失重的資料，鼓勵學(xué)生們在課堂上演示超重、失重的小實(shí)驗(yàn).教學(xué)開始后，有一個小組的學(xué)生別出心裁，將體重秤帶到了實(shí)驗(yàn)室.實(shí)驗(yàn)開始后，該小組學(xué)生先選出一名組員，在平地上測量出體重.然后，走進(jìn)電梯，在上、下電梯的過程中測量該學(xué)生的體重秤示數(shù)變化情況.通過這樣簡單易行，一目了然的方法，探究物體在變速運(yùn)動過程中對支持物壓力大于或者小于物體本身所受重力的情況.還如，有的學(xué)生想到了漏瓶不漏的場景：一個裝滿水的礦泉水瓶子，用錐子刺進(jìn)瓶子，瓶子沒有發(fā)生滲漏.看到這里時，有學(xué)生說道：“不漏水是因?yàn)殄F子沒有取出來.”接著，學(xué)生將錐子取出，但除了輕微的滲漏外，瓶子內(nèi)的水依然沒有如想象中發(fā)生大量的滲漏.最后，學(xué)生將瓶蓋扭開，孔口處立刻噴出一股水流，而將瓶子自高處放手，使其自由下落時，原本噴水的孔洞卻停止了噴水.

3 嚴(yán)謹(jǐn)客觀

嚴(yán)謹(jǐn)客觀，是學(xué)生們開展物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的必要條件，實(shí)事求是，是物理學(xué)科的魅力所在.在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，優(yōu)化教學(xué)方法，應(yīng)還原實(shí)驗(yàn)的本色，不將就，不自欺，正視實(shí)驗(yàn)，才能真正走入實(shí)驗(yàn).傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，毋庸置疑，不少學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中得出的數(shù)據(jù)，與理論期望相去甚遠(yuǎn).而為了實(shí)驗(yàn)“圓滿”，學(xué)生們不反思實(shí)驗(yàn)方案，不思考實(shí)驗(yàn)步驟，不檢查實(shí)驗(yàn)器具和實(shí)驗(yàn)程序，而是想當(dāng)然的更改實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合心中預(yù)定.如此一來，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的本質(zhì)流逝，實(shí)驗(yàn)的價值也就不復(fù)存在.

引導(dǎo)學(xué)生們養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，逐一檢查實(shí)驗(yàn)器材，確保其質(zhì)量過關(guān)，能夠穩(wěn)定工作.實(shí)驗(yàn)結(jié)果出來后，瑕疵與偏差之處，并不會影響到實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的目標(biāo)，而不尊重實(shí)驗(yàn)，失去了嚴(yán)謹(jǐn)客觀的學(xué)習(xí)品質(zhì)，才是違背了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的初衷.基于此，在當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生們科學(xué)的開展實(shí)驗(yàn)，不走過場，不務(wù)空名.在“自感現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如圖1所示，連接好電路圖.理論上來說，當(dāng)斷開開關(guān)后，由于電路中電流變小，自感線圈將產(chǎn)生電勢能，小燈泡將繼續(xù)發(fā)亮.可是，在實(shí)際操作中，斷開開關(guān)后，小燈泡的亮度一瞬間變得微乎其微，這與理論原理相互背離.我鼓勵學(xué)生們發(fā)言，有學(xué)生提出，視覺感官不明顯，是否可以從觸覺的角度感受電勢能的存在？于是，換掉小燈泡，學(xué)生們手握著導(dǎo)線的兩端，在斷開開關(guān)后，學(xué)生們感受到了電流經(jīng)過身體.實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，嚴(yán)謹(jǐn)客觀是培養(yǎng)學(xué)生們從物理學(xué)視角對客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系認(rèn)識的必要條件.

圖1

4 數(shù)學(xué)推理

高中物理教學(xué)中，力學(xué)知識貫穿教學(xué)始終，滲透于教學(xué)主題的各個分支與角落.學(xué)生們在物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中，關(guān)于力學(xué)的知識及原理，以及運(yùn)用到力學(xué)知識的地方俯拾皆是，處處可見.力學(xué)實(shí)驗(yàn)本身就是高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重點(diǎn)，且由于應(yīng)用頻率極高，因而需要學(xué)生們深入研究并牢牢掌握.物理學(xué)科具有多學(xué)科交叉合并屬性，涉及如數(shù)學(xué)、化學(xué)、生物、地理、工程等等.物理學(xué)中的許多知識要點(diǎn)，可從物理的角度“就事論事”，也可切換視角，從其他學(xué)科的角度展開分析.從其他學(xué)科，尤其是數(shù)學(xué)的角度出發(fā)開展物理實(shí)驗(yàn)，一方面，可借助學(xué)生們已學(xué)數(shù)學(xué)知識，通過轉(zhuǎn)化與化歸的數(shù)學(xué)思想，將陌生抽象的物理實(shí)驗(yàn)變?yōu)槭煜さ?，了解的?shù)學(xué)原理，幫助學(xué)生們一舉攻克實(shí)驗(yàn)中的難點(diǎn)；另一方面，邏輯嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，也利于學(xué)生們加深實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)印象，提高物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)效率.比如說，在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”這一實(shí)驗(yàn)中，就可以結(jié)合數(shù)學(xué)知識開展實(shí)驗(yàn).

5 拓展延伸

新課程教學(xué)改革背景下，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生們在物理學(xué)習(xí)中的探究能力、實(shí)踐能力等，應(yīng)積極構(gòu)建“大實(shí)驗(yàn)課堂”.眾所周知，高中學(xué)生學(xué)習(xí)時間緊，任務(wù)重，壓力大，物理僅僅是學(xué)生們眾多學(xué)習(xí)科目中的一科，而實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)也僅僅是物理學(xué)習(xí)的其中之一.在具體的教學(xué)活動中，物理教師需要面對全班數(shù)十名學(xué)生，即便學(xué)生們以小組為單位開展實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，各小組在實(shí)驗(yàn)中遇到的問題，產(chǎn)生的質(zhì)疑，以及在實(shí)驗(yàn)操作時亟需克服的障礙也是數(shù)量大觀，讓人應(yīng)接不暇.

拓展實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的寬度，即是結(jié)合物理教學(xué)活動，豐富實(shí)驗(yàn)主題.高中物理教學(xué)中，每一個章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，都能夠轉(zhuǎn)化為獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)主題.同理，每一個分項(xiàng)的知識點(diǎn)，也可以轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的小實(shí)驗(yàn).比如說，在教學(xué)“圓周運(yùn)動”時，我將若干個乒乓球放在講臺上，接著問學(xué)生：“同學(xué)們，在不用手觸摸的情況下，有什么方法可以拿取乒乓球？”富有趣味性、游戲性的小實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生們躍躍欲試.有學(xué)生主動上臺，拿出一個紙杯罩住乒乓球，搖晃紙杯使其做順時針運(yùn)動.速度加快后，學(xué)生一邊搖晃紙杯，一邊提高手臂，乒乓球在紙板內(nèi)部快速旋轉(zhuǎn)，離開了原有位置.又如，在教學(xué)“反沖運(yùn)動”時，我問學(xué)生：“火箭的發(fā)射原理是應(yīng)用了反沖運(yùn)動，生活中也有許多反沖運(yùn)動的場景.同學(xué)們可以動手制作“小火箭”嗎？”以問題驅(qū)動學(xué)生行動起來，開動大腦，加深學(xué)生們的學(xué)習(xí)印象.實(shí)驗(yàn)主題擴(kuò)展后，需要的實(shí)驗(yàn)器具隨之增多，此時，可鼓勵學(xué)生們集思廣益，將生活中常見的物品，如玻璃瓶、硬紙板、廢電池、筆筒、文具盒、小木棍、毛巾等搜集起來，經(jīng)過簡單的組裝、修剪和加工后變廢為寶，作為實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展的器具和材料.

學(xué)習(xí)是逆向的過程，需要學(xué)生們?nèi)σ愿?，主動出擊，積極思考，勤于動手.優(yōu)化高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，應(yīng)提高學(xué)生們的主體地位，鼓勵學(xué)生們自主設(shè)計(jì)和操作.引導(dǎo)學(xué)生們尊重實(shí)驗(yàn)，不唯書，保持嚴(yán)謹(jǐn)客觀的求知精神.拓展實(shí)驗(yàn)，豐富實(shí)驗(yàn)主題，將實(shí)驗(yàn)與物理學(xué)習(xí)、現(xiàn)實(shí)生活融合起來，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的知行合一.