淺談高中物理課堂探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)

哈力達(dá)·卡夏力漢

在高中物理課程體系中，實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證物理理論的重要依據(jù)，同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生探究能力的重要內(nèi)容。為此，教師應(yīng)重視高中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的構(gòu)建，并著手解決物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的一些問(wèn)題，使學(xué)生掌握更多的實(shí)驗(yàn)技巧與探究能力，進(jìn)一步推進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展。本文就高中物理課堂探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行探究，并提出相關(guān)看法，以期提升物理教學(xué)實(shí)效。

一、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象導(dǎo)入教學(xué)

在進(jìn)行電磁學(xué)教學(xué)時(shí)，部分學(xué)生難以通過(guò)想象來(lái)理解“磁場(chǎng)”的概念，這限制了學(xué)生的思考，導(dǎo)致其不能深入理解。教師為改善這一現(xiàn)狀，幫助學(xué)生理解這一基礎(chǔ)概念，可以為學(xué)生展示相關(guān)實(shí)驗(yàn)，將無(wú)形化為有形，將抽象化為具體，進(jìn)而提升學(xué)生對(duì)磁場(chǎng)的認(rèn)知。磁場(chǎng)看不見(jiàn)、摸不著，學(xué)生很難理解這一概念，學(xué)生對(duì)此也會(huì)產(chǎn)生困惑：磁場(chǎng)是否真的存在呢？

為解開(kāi)學(xué)生的疑惑，并加深學(xué)生的理解，筆者準(zhǔn)備了如下實(shí)驗(yàn)：在撒有鐵屑的玻璃板下方放置一個(gè)馬蹄形磁鐵，慢慢地將玻璃板放在馬蹄形磁鐵上。這時(shí)學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)鐵屑排列的形狀，與之前講述的磁場(chǎng)線類似。這樣一來(lái)，能夠加深學(xué)生對(duì)磁場(chǎng)的理解，使其掌握馬蹄形磁鐵的磁場(chǎng)分布。再如，筆者用一個(gè)直線型磁鐵、幾枚鐵釘和一個(gè)指南針展開(kāi)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。為更直觀地使學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，筆者充分結(jié)合信息技術(shù)，將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行投影。在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，使磁鐵與鐵釘保持一定距離，并逐漸拉近磁鐵與鐵釘?shù)木嚯x，鐵釘很快被吸引過(guò)來(lái)。第二個(gè)實(shí)驗(yàn)是指南針的針盤自始至終指向一個(gè)方向。在以上的展示過(guò)程中，學(xué)生可以意識(shí)到磁場(chǎng)的存在，且磁場(chǎng)的方向始終不變。以上直觀的實(shí)驗(yàn)使學(xué)生理解磁場(chǎng)的概念，為其后續(xù)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)做好保障。

二、以問(wèn)題為引，提升實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)實(shí)效

高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是指在教師指導(dǎo)下，學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，理解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生可以掌握一定的實(shí)驗(yàn)技能，在視覺(jué)與聽(tīng)覺(jué)的刺激下進(jìn)一步理解物理理論。

高中電磁學(xué)因其知識(shí)理論的抽象性，使得動(dòng)手實(shí)驗(yàn)顯得尤為重要。為發(fā)展學(xué)生探究能力以及實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，教師可以為學(xué)生演示簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，再指導(dǎo)學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)。首先，教師在與學(xué)生的溝通中提出相關(guān)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位探討實(shí)驗(yàn)流程，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟。其次，教師為學(xué)生展示簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)大致流程，并記錄下相關(guān)的數(shù)據(jù)。最后，教師將學(xué)生進(jìn)行分組，使學(xué)生通過(guò)組內(nèi)探究的形式觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、整合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，共同完成實(shí)驗(yàn)探究。

同時(shí)，學(xué)生經(jīng)過(guò)探究操作能夠認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性與重要性。例如，教師在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“探究通電螺線管外部磁場(chǎng)方向”探究時(shí)，可以先對(duì)學(xué)生提出相關(guān)問(wèn)題：在我們熟知的磁體磁場(chǎng)中，通電螺線管外部的磁場(chǎng)分布可能與哪些磁體磁場(chǎng)分布類似呢？學(xué)生提出猜測(cè)：通電螺線管外部磁場(chǎng)分布可能與直線型磁鐵的磁場(chǎng)分布類似。在教師問(wèn)題指導(dǎo)下，學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)通電螺線管周圍的磁場(chǎng)分布與直線型磁鐵外部磁場(chǎng)分布類似，進(jìn)而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生既可以明確通電螺線管外部磁場(chǎng)分布，又可以鞏固相關(guān)實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)，并提升自主學(xué)習(xí)意識(shí)與團(tuán)隊(duì)合作能力。

三、多角度指導(dǎo)，全方位發(fā)展

高中物理教師應(yīng)在以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)的流程以及手段，進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力。實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的重要標(biāo)準(zhǔn)，許多物理原理都來(lái)源于無(wú)數(shù)次的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，即使是天才科學(xué)家特斯拉，也是基于無(wú)數(shù)次的實(shí)驗(yàn)才得以制造出交流發(fā)電機(jī)，有力推動(dòng)第二次工業(yè)革命。實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ部梢詾閷W(xué)生的探究意識(shí)與創(chuàng)新能力發(fā)展提供平臺(tái)。

物理教師可以結(jié)合本班學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，借鑒優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)教學(xué)有力促使，進(jìn)而完善實(shí)驗(yàn)流程，進(jìn)一步推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展。以“探究彈簧以及探究彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”這一實(shí)驗(yàn)為例，在之前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，主要以“教師講解要點(diǎn)—學(xué)生操作實(shí)踐”的實(shí)驗(yàn)流程來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣單一的方式只是讓學(xué)生掌握相關(guān)的知識(shí)與實(shí)驗(yàn)技能，沒(méi)有給學(xué)生充分的思考空間，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展。在本節(jié)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)課中，筆者先是為學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)的目的以及器材操作，之后要求學(xué)生以小組為單位進(jìn)行探究。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生首先要做的是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程，如：第一步是測(cè)量彈簧的長(zhǎng)度還是畫(huà)直角坐標(biāo)系、為保持?jǐn)?shù)據(jù)準(zhǔn)確還應(yīng)注意哪些要點(diǎn)等。教師則是起到指導(dǎo)的作用，啟發(fā)學(xué)生的思路。筆者針對(duì)實(shí)驗(yàn)提出相關(guān)問(wèn)題，帶動(dòng)學(xué)生積極思考，如：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度與彈簧的質(zhì)量有關(guān)嗎？為什么不要掛數(shù)量較多的彈簧呢？這些拓展性的問(wèn)題可以使學(xué)生站在創(chuàng)新的角度進(jìn)行思考，并以創(chuàng)新的方式解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題。

綜上所述，在高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的探究能力滿足當(dāng)下的人才培養(yǎng)需求以及教學(xué)要求，可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生的進(jìn)一步發(fā)展。為此，物理教師應(yīng)重視學(xué)生探究能力的培養(yǎng)，并在教學(xué)中予以學(xué)生一定指導(dǎo)，以此來(lái)讓學(xué)生掌握更多的實(shí)驗(yàn)技能，還可以深化學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，并進(jìn)一步促進(jìn)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展。