簡析物理實驗在物理教學(xué)中的重要性

于江浩 張勇

【摘要】實驗是物理學(xué)的基礎(chǔ)。在物理學(xué)的發(fā)展史中，經(jīng)典物理和現(xiàn)代物理都因為某些實驗的成功完成而取得巨大進步。實驗可以驗證理論的真?zhèn)?，無數(shù)次物理的進步都是經(jīng)過實驗來推動的。物理知識有很多是抽象和復(fù)雜的，這些知識是很多實驗的總結(jié)。因此，有必要在課堂上進行實驗，把復(fù)雜難懂的抽象知識變成直觀的體驗。

【關(guān)鍵詞】物理教學(xué)?物理實驗?重要性

物理核心素養(yǎng)是新課程改革的重點。物理教育要緊緊圍繞學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，學(xué)生的物理核心素養(yǎng)如何培養(yǎng)，這個問題的意義很大。物理核心素養(yǎng)包括“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個方面，如果物理學(xué)是一顆大樹，那么物理實驗就是這棵大樹的樹根，學(xué)生的物理核心素養(yǎng)就是這棵樹的果實。物理實驗（教師演示實驗、模擬演示實驗、學(xué)生實驗等）在課堂上幫助學(xué)生學(xué)習(xí)理解物理知識有重要的作用，它可以把抽象枯燥無趣的物理知識變成生動有趣豐富多彩的課堂。同時，也能發(fā)展學(xué)生觀察、思維、創(chuàng)新實踐等方面的能力。通過實驗的方式來提高學(xué)生的核心素養(yǎng)有巨大的前景。作為教師，要探究如何利用實驗來提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的效果。

一、實驗在物理教學(xué)中的作用

物理學(xué)與生活密切相關(guān)，學(xué)生在生活中有很多認識和經(jīng)驗，這些認識和經(jīng)驗也叫做前概念。前概念是指學(xué)生在進行學(xué)習(xí)新課前，對相關(guān)知識已有的了解與認識。很多前概念就是對生活的直接觀察，有正確的也有錯誤的。那么，如何糾正學(xué)生錯誤的前概念呢？如果僅僅讓學(xué)生去讀書去死記硬背，那么等到學(xué)期結(jié)束時學(xué)生又能記住多少呢？愛因斯坦說：“在物理學(xué)中實驗應(yīng)該作為首要的學(xué)習(xí)課程”。如果讓學(xué)生親自參與設(shè)計實驗，直觀的觀察，會讓學(xué)生認識到之前積累的錯誤的前概念，形成正確的知識。

可能有人會說教材中或者一些資料上面有實驗的圖片，讓同學(xué)們看一看圖片不是也可以么。對此，我想舉一個生活中的例子，來對比觀看圖片和親自做實驗的區(qū)別，讓學(xué)生看圖片，學(xué)生是一個旁觀者。讓學(xué)生做實驗，學(xué)生是一個參與者。旁觀者對圖片不需要很多注意力，因為結(jié)果對旁觀者并沒有什么好壞，而參與者與實驗緊密聯(lián)系在了一起，實驗的結(jié)果對他的影響很大。所以，他就會努力去控制實驗影響實驗。旁觀者就像是呆在配備空調(diào)的屋子里看著窗外在炎炎烈日下行走的路人，外面的高溫與陽光對他而言并沒有什么感覺，但是在外面行走的路人就不會這樣，曝曬與高溫會影響他的前進，這對他的影響是很直觀的。所以，實驗參與者會對過程付出努力并且對實驗的結(jié)果很關(guān)注。所以他會控制過程進而影響實驗結(jié)果。實驗者的參與性就非常好。這樣，不僅學(xué)生在實驗中會獲得物理知識，而且學(xué)生對物理的興趣也會隨著參與度的提高而提高，興趣是最好的老師。

現(xiàn)在的學(xué)生大多是獨生子女，他們在家中備受寵愛，在家里過著皇帝一般的生活。他們的性格會有一些缺點，如自私自利、做事情以自己為中心。這些缺點如果不改正，等到學(xué)生進入社會，是不可能承擔(dān)更大的責(zé)任的。而物理實驗是以小組為單位，合理分配小組的成員使這個小組里面的組員每個人都有各自的優(yōu)點，在這個小組里每個組員都可以展現(xiàn)出自己的閃光點，這里的組員每個人都是平等的，都為這一個共同的目標而努力。教師的任務(wù)不僅僅是教授學(xué)生知識，在學(xué)生的社交能力性格培養(yǎng)方面也要給予重視，而這些能力都可以通過小組實驗來培養(yǎng)。

二、實驗在教學(xué)中的地位

近年來，為了培養(yǎng)更多符合時代發(fā)展的人才，對物理學(xué)的教授也要得以改變，過去以教授課本為主實驗為輔的模式應(yīng)該改變，物理實驗的地位應(yīng)該進一步提高。應(yīng)該以實驗為主，通過物理實驗來進行物理知識的講解，在探究中學(xué)習(xí)物理，所以既要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)的方法，又要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和實踐能力。

在這樣的背景下，必須要改變物理的教學(xué)方式以達讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)。物理教學(xué)的優(yōu)點也會不斷發(fā)現(xiàn)，實驗教學(xué)生動有趣，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的性格。而且物理實驗組織形式多樣，可分為教師演示實驗、學(xué)生參與學(xué)習(xí)實驗、學(xué)生分組實驗等類型。也可創(chuàng)造將各種實驗?zāi)Ｊ浇Y(jié)合在一起的實驗類型，發(fā)揮各類型的優(yōu)點。物理實驗教學(xué)以后一定能成為物理教學(xué)的重點之一。

三、國內(nèi)外實驗教學(xué)現(xiàn)狀

應(yīng)試教育是我國教育的主要形式之一，在“填鴨法”“灌輸式”的教學(xué)方法下，學(xué)生死記硬背、機械記憶。出現(xiàn)了許多高分低能的學(xué)生。例如，在以前的課堂上，教師只是口頭講授物理實驗過程與結(jié)果，并不現(xiàn)場演示物理實驗，給學(xué)生的知識是死板的，并沒有帶來更多的感性知識。

當前，各個學(xué)校都在推行探究式物理教學(xué)，但是許多學(xué)校仍然沒有落實新的物理教學(xué)觀，主要表現(xiàn)如下：（1）教師通過口述，結(jié)合黑板解釋實驗或者通過播放實驗視頻代替了學(xué)生直接操作實驗。（2）在學(xué)生親手做實驗時，教師提前講解原理并把實驗步驟完全固定好，讓學(xué)生重復(fù)做實驗，得出千篇一律的答案。而不給學(xué)生機會思考，為什么要這樣做。（3）教師能力不足，在課堂上開展實驗探究教學(xué)，對教師也相應(yīng)的提出了很高的要求，它要求教師具有專業(yè)的素質(zhì)和能力。

而在國外，如在美國，教師鼓勵學(xué)生通過探索和研究來自主學(xué)習(xí)。將實驗過程細化，而結(jié)果卻顯得不那么重要，這和我國的教育理念恰恰相反。在探索和研究的過程中學(xué)會相對應(yīng)的學(xué)習(xí)和思維方法。重視實驗的準備，不惜在準備上花費大量的時間。在一個輕松的氛圍中講解實驗，發(fā)揮一個好的實驗在教學(xué)中的積極作用。在日本，學(xué)校提倡學(xué)生多進行各科實驗，在進行各學(xué)科實驗的過程中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，培養(yǎng)學(xué)生的自然科學(xué)觀。

以這種方式培養(yǎng)出的學(xué)生相對我國學(xué)生而言，具有更強的創(chuàng)新性、實踐性、觀察能力。因此，在基礎(chǔ)物理教學(xué)過程中，我們要發(fā)現(xiàn)自身的缺點，學(xué)習(xí)國外的優(yōu)點，在教育理念以及教育模式上進行提升，使我國的教育更適合人才的發(fā)展。

四、物理實驗發(fā)展方向

在數(shù)字化的今天，已經(jīng)有很多數(shù)字化物理實驗器材，如美國的PASCO、中國的DISLAB，這些試驗系統(tǒng)有靈敏的傳感器，傳感器與電腦相連接，在電腦的軟件上進行數(shù)據(jù)處理和計算。通過計算結(jié)果，來觀察物理原理是否得以驗證。數(shù)字化物理實驗具有實驗精度高、實驗效果好，可以節(jié)約計算時間等優(yōu)點?？梢詫W(xué)生的注意力集中在實驗的本質(zhì)上，并且利用實驗設(shè)備可以進行實驗的創(chuàng)新設(shè)計。同樣的物理原理可以通過不同的實驗方案來進行驗證，給學(xué)生更大的探究空間，也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。

五、總結(jié)

在物理教學(xué)過程中，以實驗為主，調(diào)動學(xué)生的主動性與參與性，是提升學(xué)生物理核心素養(yǎng)的主要方法之一。采用實驗教學(xué)會使傳統(tǒng)物理教學(xué)的一些缺點得到改善，它在教學(xué)中的地位是非常重要的。因此，我們要在目前的基礎(chǔ)上，在更新實驗教學(xué)觀念、提高實驗效果、提高學(xué)生的動手能力方面加以研究，優(yōu)化物理實驗教學(xué)，給學(xué)生更好的實驗體驗。

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基金項目：吉林省高等教育教學(xué)改革研究課題，課題名稱：人工智能背景下的物理師范生教學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)機制研究;吉林師范大學(xué)高等教育教學(xué)研究課題（重點），課題名稱：物理學(xué)科背景下大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)研究與實踐。