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高中物理实验教学的现状分析及改进策略
作者：羊鹏
来源：《都市家教·下半月》2013年第10期
物理是一门以实验为基础的学科，教学必须以实验为基础，这是物理教学的最大特点。实验在概念教学、习题教学、激发兴趣、培养能力以及道德素养等方面都起着至关重要的作用，是其他任何方式都无可比拟的。因此，物理教学应十分注重实验教学，切实加强实验在教学中的实效性。心理学研究表明，人的思维活动是在感性材料的基础上产生的，感性材料是思维活动的源泉和依据。各种类型的物理实验及教学模具都能具体形象地展示物理知识的形成和发展过程，为学生的学习提供了丰富的感性材料，从而达到丰富学生头脑中感性材料的储存及发展智力、培养能力的目的。当然并不是说在课堂教学中有了实验，我们的课堂教学就一定会是高效的、成功的。在平时的物理课堂教学中笔者发现实验教学中存在的一些问题，现如下的分析与思考。
一、物理实验教学的现状分析
在平时的课堂教学中，我们发现物理实验教学中存在的问题主要与教师的实验功能意识不强、实验教学中缺少有效的教学策略、实验资源的开发能力不够有关。具体表现在以下方面： （1）实验只重视现象与结论，忽视了学生的主体参与和体验，学生处于被动状态，探究的兴趣得不到充分发挥。
（2）演示实验平铺直叙，缺乏认知冲突，实验前缺少问题情景的创设，难以激发学生的兴趣。
（3）实验数据的处理和实验结论的得出出现教师霸权主义，教师缺乏科学精神。 （4）对实验装置“照方抓药”，缺乏改进和创新。
（5）实验资源开发单一性，忽略了社会生活资源在实验教学中的作用。 二、改进物理实验教学的有效策略 1.实验探索物理规律，激发探究欲望
实验具有趣味性，它能充分运用学生的各种感官，激发学习兴趣。现代认知心理学认为，兴趣是产生动机的重要条件，是人类认识客观世界的一种心理表现，是一个人获得知识，开阔视野，推动学习的一种内部强劲的动力。因此，在物理教学过程中，通过实验为学生展现出生动直观的学习环境，将极大地吸引学生的注意力，有利于学生去研究物理现象，探索物理规律，激发学生的兴趣和求知欲。
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高中物理课本中有许多物理规律的探索和得出是建立在物理实验基础上的。如高二册“法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小”一节中，法拉第电磁感应定律的得出是建立在三个演示实验的基础上。在教学过程中，通过演示导体切割磁感线，导体和磁体发生相对运动，闭合电路的磁场发生变化，从实验现象得出“穿过闭合电路的磁通量变化越快，感应电流和感应电动势就越大”这一结论。在这一实验结论的基础上得出了“电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比”这一法拉第电磁感应定律。这样，学生在物理实验基础上在头脑中建立了法拉第电磁感应定律，并且对这一定律的理解极为深刻。 2.重视实验的差异性与冲突性
差异性实验的开发与应用已经成为许多国家科学演示教学的研究课题。如美国哥伦比亚密苏里大学教育学院就有一项“差异性实验”研究计划，作为一种科学教学的探究手段，收到了很好的教学效果。差异性实验是指那些呈现的现象和结果往往是意想不到的、与一般人的“常识”有很大差异的实验。具有趣味性和强烈的认知冲突。
例如，在“内接法与外接法测电阻”的教学中，教师先引导学生分别用内接法和外接法测量同一只大电阻，学生以为同一只电阻的测量值应当相同。但分别用内接法和外接法测量结果相差很大！同样，测量小电阻也有很大差别。学生困惑：为什么用内接法和外接法测量同一只电阻，会产生如此悬殊的结果？这种对比测量结果产生了很强的差异性，引发学生强烈的认知冲突和认知失衡。那么在这种情形下，内接法和外接法的教学就会水到渠成，而且学生印象特别深刻。
3.妥善处理实验过程中的突发事件
有的老师不喜欢实验，不是怕实验准备麻烦，而是怕实验过程出现意外，影响教学过程，实际上有些实验即使出现意外，它也是课堂中重要的教学资源，尤其是对学生的思维的严密性和科学精神的培养具有重要的意义。
例如，在探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系时，变压器的副线圈先选了200匝，并接入一个大灯泡（220V，40W），（原线圈输入电压为23V），副线圈选200匝时灯泡亮度很低，灯丝仅仅发红，而换用800匝后，就能正常发光，为了再次说明这一情况，随手拿了一只小灯泡接入电路，输入电压为4.2V，副线圈选200匝时小灯泡发光，然后副线圈选800匝，结果小灯泡不亮，对这一现象，一下子学生都陷入深思，是操作错误还是书本上错了，同时，我又紧接着做了不接入灯泡时电压情况，结果副线圈上的电压随着匝数增加电压是升高的，接下去与学生一起作深入的分析，原来线圈是有较大电阻的，与灯泡组成闭合回路后，副线圈相当电源部分，线圈的电阻相当于电源的内电阻，当接小灯泡时，小灯泡电阻较小，当线圈的匝数增加时，相当于电源的内电阻增加，小灯泡分得的电压反而减少（当然还有漏磁等其它原因），同时还要跟学生说明以后碰到的线圈往往当作理想线圈（忽略电阻）。
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可见，实验过程中出现突发时件并非都是坏事，只要教师利用好这些发生在学生眼皮下的活生生的问题，引导学生分析，鼓励学生参与解决，最后在全班同学合作中作深入分析，最终解决问题。
实验中出现实验数据不准、实验现象偏差，甚至实验失败。这些都是难免的，因为实验本来就在现实的环境中进行，有许多影响实验的不确定因素难以控制。关键是我们老师如何面对实验的误差与失败。在许多的物理实验课堂中，出现了与“课堂要求”不符时，有些老师往往回避或用自身的权威刚性地把课堂进程按既定的方案进行，而将学生的感受放在一边。这种课堂教学看起来像是完整的、高效的，但实际上却丧失了许多有极高价值的课堂生成的资源，同时也不利于学生科学精神和科学态度的培养。 4.重视生活中实验教学资源开发与利用
高中物理新课程标准强调指出，课程实施要贴近学生生活和联系社会实际，引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手。所以，教师既要注重开发和利用生活和社会中的实验教学资源，又要发动学生，也使得他们成为实验教学资源的开发者。这也不仅可以开发和积累更多的新的实验教学资源，而且又能培养学生的创新精神和实验探究能力。
例如，在讲摩擦起电时，我们可以用塑料吸管来做这个实验（塑料吸管随处可见），让学生用食指和中指摩擦一根新的塑料吸管，会看到该吸管可以吸在自己的手心。再把经手指摩擦过的塑料吸管放在倒扣在桌上的一次性杯子上，再摩擦另一根吸管，当两吸管靠近时，会出现相互吸引或排斥现象。然后，让学生思考手和吸管为什么会相互吸引，两根吸管又为什么会相互排斥，在思考和解决问题中学生就会有很多收获，而且，吸管到处可见，学生平时还可以做，效果自然更好。
另外，有些实验课堂能做，现象也比较明显，但趣味性不强，体会也不够深，若充分利用一些社会资源，效果就会更好。
例如，做“静电屏蔽实验”时，有的老师轻小的绝缘丝线粘在金属笼的内侧和外侧，给金属笼加上高压电后，观察到金属笼外的丝线张开了，而金属笼内的丝线纹丝不动，说明了笼内不带电，实验现象明显但是趣味性不够。改进实验把小鸟放在金属笼内，外面加上高电压，外面加上高电压，高压放电发出可怕的声音，还有耀眼的弧光立即吸引了全班学生的目光，学生都替小鸟担心，但是笼子内的小鸟却安然无恙，这时若再提出问题，试想如果是学生自己在笼子里呢？这个实验一定会更加刺激有趣。然后介绍科技馆当中就可以完成这样的大型实验，让学生在假期去尝试一下，这样印象就会很深刻。
实验教学是构建物理知识、概念和规律的重要途径。在教学实际中，有针对性的对物理实验课堂的教学方法、教学模式进行研究，切实提出实验教学改革策略，有效地激发学生学习物理的兴趣和好奇心，萌发学生强烈的问题意识和探究欲望，从而让学生的天性得到充分发挥，这真是新课标提出的“以学生发展为本”的教学新理念。
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