【摘要】實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的核心策略和方式，為了進(jìn)一步服務(wù)于高效物理課堂的建構(gòu)，教師需要不斷優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，直指其落實(shí)的有效性，將實(shí)驗(yàn)的趣味性、實(shí)踐性、操作性、實(shí)證性融為一體，以此促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的達(dá)成，服務(wù)于學(xué)生科學(xué)探究能力的提升、科學(xué)思維的進(jìn)階。

【關(guān)鍵詞】實(shí)驗(yàn)；高中物理；核心素養(yǎng)

在高中教育階段，實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的基礎(chǔ)，在整個(gè)課程教學(xué)中有著極為重要的地位，起著相當(dāng)關(guān)鍵的作用，其中實(shí)驗(yàn)是對(duì)理論知識(shí)很好的補(bǔ)充、驗(yàn)證和還原，兩者不可割裂，共同構(gòu)成完整的物理知識(shí)體系。在高中物理教學(xué)中，教師需根據(jù)實(shí)際教學(xué)需求積極引入有效實(shí)驗(yàn)，豐富知識(shí)呈現(xiàn)形式，創(chuàng)新教學(xué)模式，帶領(lǐng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的輔助下進(jìn)行學(xué)習(xí)，既有利于他們更好地理解與掌握物理理論知識(shí)，還能夠鍛煉動(dòng)手能力，不斷積累操作經(jīng)驗(yàn)，從而建構(gòu)高效課堂。

一、巧妙創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)，建構(gòu)高效物理課堂

1.科學(xué)創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)，發(fā)掘?qū)W生學(xué)習(xí)潛能

在高中物理課程教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)可以把抽象、復(fù)雜、靜態(tài)的知識(shí)直觀、簡(jiǎn)便、動(dòng)態(tài)地呈現(xiàn)出來(lái)，有助于學(xué)生的理解與記憶。不過(guò)要想進(jìn)一步提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，教師不能僅僅局限于以往的教學(xué)內(nèi)容講授方式，要做好創(chuàng)新工作，突破教學(xué)模式，打破固有的思維限制，挖掘?qū)W生的物理學(xué)習(xí)潛能。同時(shí)，高中物理教師也要鼓勵(lì)學(xué)生敢于創(chuàng)新，對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行革新，使他們充分展現(xiàn)出個(gè)人能力與天賦，改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)成效。

在“運(yùn)動(dòng)的合成和分解”教學(xué)過(guò)程中，教師可對(duì)“蠟塊運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新，用量筒代替玻璃管（如圖1所示），指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行如下操作：將圖釘插入到蠟塊上以后投入裝滿水的量筒之中，讓蠟塊沉至底部；向量筒里倒入適量的食鹽，用軟木塞塞住量筒口，輕輕搖動(dòng)使食鹽完全溶解，觀察蠟塊上升情況；秒表的示數(shù)恢復(fù)至0時(shí)，將量筒迅速倒置過(guò)來(lái)，把蠟塊上升到頂端所需的時(shí)間記錄下來(lái)，然后重復(fù)上述操作，且在蠟塊上升的過(guò)程中移動(dòng)量筒。之后，教師要求學(xué)生對(duì)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，使其通過(guò)分析、研究后發(fā)現(xiàn)，無(wú)論量筒移動(dòng)與否，蠟塊上升的時(shí)間與速度均保持不變，這說(shuō)明運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性與獨(dú)立性，隨后指導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)利用該實(shí)驗(yàn)裝置，嘗試把合運(yùn)動(dòng)軌跡給描述出來(lái)，且判斷出性質(zhì)。這樣教師通過(guò)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)形式，將演示實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變成學(xué)生實(shí)驗(yàn)，使其在實(shí)踐中獲得知識(shí)與技能，讓他們理解運(yùn)動(dòng)合成與分解的意義。

2.科學(xué)引入創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生感性思維

在高中物理教學(xué)中，高效課堂并非自然形成的，而是要師生雙方共同配合與努力，通過(guò)有效舉措建構(gòu)高效課堂，突出物理教學(xué)的系統(tǒng)化與科學(xué)性。在具體的高中物理課堂教學(xué)中，教師可緊扣所授內(nèi)容科學(xué)引入創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，事先準(zhǔn)備好所需的實(shí)物、模型或道具等，轉(zhuǎn)變教學(xué)形式，據(jù)此設(shè)計(jì)和操作實(shí)驗(yàn)，將物理知識(shí)直觀、生動(dòng)地呈現(xiàn)在學(xué)生面前。既可以降低知識(shí)的理解難度，還能夠增強(qiáng)他們的感性思維與認(rèn)知，為建構(gòu)高效物理課堂提供更多有利條件。

在開(kāi)展“圓周運(yùn)動(dòng)”教學(xué)時(shí)，教師拿出一個(gè)鐘表，現(xiàn)場(chǎng)演示時(shí)針、分針和秒針的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生仔細(xì)觀察、交流這些指針的運(yùn)用情形，借勢(shì)導(dǎo)入圓周運(yùn)動(dòng)，并在課件中呈現(xiàn)一些日常生活中經(jīng)常出現(xiàn)的圓周運(yùn)動(dòng)，如摩天輪、脫水桶、風(fēng)車和齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)等，使其直觀認(rèn)知圓周運(yùn)動(dòng)，初步激活他們的感性思維。接著，教師講述：“人們?cè)谘芯课矬w的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，通常比較關(guān)注運(yùn)動(dòng)的快慢，研究物體沿直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以采用在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)位移情況進(jìn)行描述，當(dāng)研究物體圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)該如何描述呢？”然后以臺(tái)式電扇為例，在扇葉上標(biāo)出紅、藍(lán)兩種顏色的點(diǎn)，同中心軸的距離長(zhǎng)短不一，用手輕輕撥動(dòng)扇葉，以此引入創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，帶領(lǐng)學(xué)生觀看兩類點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，交流各個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況，提示他們采用比較法，發(fā)現(xiàn)兩類點(diǎn)在一樣的時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)不一樣，通過(guò)的長(zhǎng)度越大速度就越快，反之運(yùn)動(dòng)得慢，由此得出線速度的概念，隨后運(yùn)用同樣的方法研究角速度、周期等知識(shí)。這樣教師提前準(zhǔn)備好課堂上要用到的實(shí)物道具，通過(guò)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)直觀呈現(xiàn)圓周運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，引領(lǐng)學(xué)生研究線速度、角速度和周期等物理概念，使其記憶的更為深刻，形成牢固記憶。

二、明確學(xué)生主體地位，建構(gòu)高效物理課堂

1.引入獨(dú)立操作實(shí)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力

物理科目具有典型的實(shí)驗(yàn)特征，從物理概念的產(chǎn)生、形成，到規(guī)律、性質(zhì)的歸納，都離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)的輔助或驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)也是研究物理現(xiàn)象的常規(guī)手段與重要途徑。不過(guò)高中物理教師在課堂教學(xué)中，引入有效實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)是鼓勵(lì)學(xué)生親自參與到實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、操作等環(huán)節(jié)，使其通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察與驗(yàn)證物理知識(shí)，從而形成對(duì)知識(shí)更為深刻的了解與認(rèn)知，推動(dòng)高效物理課堂的建構(gòu)。

在“形變與彈力”教學(xué)中，教師先設(shè)計(jì)教學(xué)語(yǔ)言：“撐桿跳高時(shí)運(yùn)動(dòng)員要用到桿，跳水運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)要用到踏跳板，均運(yùn)用的是彈性形變發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的彈力，大家還可以列出哪些實(shí)例？”學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)提到摩托減震、跳跳床、射箭等，隨后讓學(xué)生思考這些彈力是怎么產(chǎn)生的，并借機(jī)導(dǎo)入新課。接著，教師指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手操作壓縮海綿與彈簧，用手彎曲竹片等小實(shí)驗(yàn)，據(jù)此營(yíng)造情境，使其描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。之后，教師簡(jiǎn)單描述微小形變的實(shí)驗(yàn)裝置：將一個(gè)裝滿氣體的氣球緊套在玻璃瓶口，上面貼一個(gè)玻璃鏡片，指導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)：保持入射光線位置固定不變，讓光線經(jīng)過(guò)平面鏡進(jìn)行反射，最終落至一把刻度尺上，出現(xiàn)一個(gè)光亮點(diǎn)，然后用力按壓玻璃瓶子，發(fā)現(xiàn)光點(diǎn)會(huì)在刻度尺上進(jìn)行移動(dòng)，原因是玻璃瓶出現(xiàn)形變，讓平面鏡的位置出現(xiàn)細(xì)微變動(dòng)。

2.設(shè)計(jì)小組合作實(shí)驗(yàn)，活躍學(xué)生科學(xué)思維

在新時(shí)期的高中物理課堂教學(xué)中，教師可組織學(xué)生采用小組合作的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，使其明確實(shí)驗(yàn)的目的、設(shè)計(jì)條件、原理與步驟，通過(guò)操作實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果，提升他們的合作意識(shí)與實(shí)驗(yàn)技能，并活躍科學(xué)思維。

以“向心力”教學(xué)為例，教師先為各個(gè)小組分發(fā)一個(gè)帶細(xì)繩的小球，引領(lǐng)他們提出本組所要研究的問(wèn)題，如：向心力和向心加速度的方向一樣嗎？?jī)烧哂惺裁搓P(guān)系？哪些因素會(huì)影響到向心力大?。颗cω、v分別有何關(guān)系？如何測(cè)量和計(jì)算？向心力的特點(diǎn)有哪些？會(huì)產(chǎn)生怎樣的作用效果？是否為合力？是什么物體施加的力？圓周運(yùn)動(dòng)半徑保持不變的原因是什么？等等。之后，教師指導(dǎo)學(xué)生利用手中的工具設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，將繩子固定在平滑的桌面上，以繩子長(zhǎng)度為半徑進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)，一起分析小球在做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)都受到哪些力的作用？力的方向如何？假如改變小球的速度，那么繩子受到的大力大小是否發(fā)生變化？讓他們繼續(xù)操作實(shí)驗(yàn)，研究向心力的性質(zhì)。對(duì)于上述案例，教師將實(shí)驗(yàn)操作的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，以小組為單位進(jìn)行，提出本組所要研究的問(wèn)題，思維變得活躍起來(lái)，讓他們?cè)诤献髦胁僮鲗?shí)驗(yàn)，增強(qiáng)協(xié)作意識(shí)與實(shí)驗(yàn)水平。

三、合理改進(jìn)原有實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建高效物理課堂

1.適當(dāng)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，有效提升教學(xué)效果

為真正發(fā)揮出實(shí)驗(yàn)應(yīng)有的功能與價(jià)值，教師要想方設(shè)法適當(dāng)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，不僅需要解決硬件條件不足的問(wèn)題，還要提高實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)度。教師可從實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)置或者思路等方面加以改進(jìn)，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)，發(fā)展他們的核心素養(yǎng)，建構(gòu)高效課堂。

在“摩擦力”教學(xué)中，當(dāng)學(xué)習(xí)到“測(cè)量靜摩擦力”時(shí)，教師先帶領(lǐng)學(xué)生回顧靜摩擦力的概念，提出問(wèn)題：靜摩擦力的產(chǎn)生需要哪些條件？作用效果是什么？在他們分析后加以歸納，指出接觸與加壓導(dǎo)致靜摩擦力產(chǎn)生，接觸面需要粗糙的物體產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，對(duì)物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻礙的作用效果，從而處于相對(duì)靜止的狀態(tài)。接著在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，教師指引學(xué)生改進(jìn)教材中安排的實(shí)驗(yàn)裝置，先把拉力傳感器固定在小車之上，再用一根細(xì)繩把木塊連接到拉力傳感器上面，并將長(zhǎng)木板水平放置在桌面，從另外一端拉動(dòng)拉力傳感器，然后對(duì)受力情況進(jìn)行分析，指出拉力與靜摩擦力相對(duì)平衡，隨后拉力增大，最終找出最大靜摩擦力。如此，教師先引領(lǐng)學(xué)生鞏固理論知識(shí)，為實(shí)驗(yàn)操作做準(zhǔn)備，再巧妙改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置與過(guò)程，有效消除實(shí)驗(yàn)中的誤差，使其得到的結(jié)果更加科學(xué)與精準(zhǔn)，從而提升實(shí)驗(yàn)效果。

2.借助信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)形式

實(shí)驗(yàn)在高中物理教學(xué)中本就占據(jù)著重要地位，為實(shí)現(xiàn)高效課堂的建構(gòu)，不能僅僅依靠理論知識(shí)的講授，還需把握好實(shí)驗(yàn)教學(xué)的契機(jī)，在帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的同時(shí)，提升他們整體物理素養(yǎng)。高中物理教師在平常的課堂教學(xué)中，應(yīng)借助信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)形式，帶領(lǐng)學(xué)生在設(shè)計(jì)、操作、觀察、記錄與分析實(shí)驗(yàn)中強(qiáng)化學(xué)習(xí)能力，使其對(duì)物理原理獲得更為深刻的認(rèn)識(shí)，從而幫助他們構(gòu)建完整的物理知識(shí)體系。

例如在“磁場(chǎng) 磁感線”教學(xué)過(guò)程中，教師先在多媒體課件中展示回旋加速器、質(zhì)譜儀、電流表與指南針的圖片，簡(jiǎn)單介紹我國(guó)在磁方面發(fā)展史，然后拿出兩塊磁石，現(xiàn)場(chǎng)演示同極相斥、異極相吸的小實(shí)驗(yàn)，引領(lǐng)學(xué)生類比電場(chǎng)知識(shí)感知到磁鐵附近有磁場(chǎng)，磁場(chǎng)會(huì)對(duì)磁石產(chǎn)生力的作用，使其討論磁場(chǎng)是否只來(lái)源于磁鐵，引發(fā)他們的認(rèn)知沖突。接著，教師利用信息技術(shù)手段演示經(jīng)典的奧斯特實(shí)驗(yàn)，注意電流方向應(yīng)南北放置，要求學(xué)生認(rèn)真觀察通電前與后的磁針變化情況，簡(jiǎn)單分析原因所在，讓他們意識(shí)到電池周邊也會(huì)出現(xiàn)磁場(chǎng)。之后，教師引領(lǐng)學(xué)生結(jié)合牛頓第三定律闡述磁針會(huì)對(duì)電流產(chǎn)生力，并親自動(dòng)手操作“磁場(chǎng)對(duì)電流發(fā)生作用”的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)搭配信息技術(shù)手段將看不到的磁感線展示出來(lái)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)再次分析電流之間是否會(huì)在磁場(chǎng)中出現(xiàn)相互作用，指導(dǎo)他們總結(jié)磁場(chǎng)的來(lái)源和性質(zhì)，形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，磁極之間、電流之間、電流和磁極之間的相互作用均通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生，隨后繼續(xù)借助信息技術(shù)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)深入研究磁感線的相關(guān)知識(shí)。

總而言之，在新時(shí)期教育背景下的高中物理課堂教學(xué)中，教師需始終以新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求為基本導(dǎo)向，根據(jù)具體教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際情況有的放矢地引入有效實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生帶來(lái)良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)與感受，使其擁有更多親自動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)收獲相應(yīng)的知識(shí)與技能，提高他們的學(xué)習(xí)效率，全面促進(jìn)高效課堂的建構(gòu)。

【參考文獻(xiàn)】

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