導(dǎo)語：高中物理實驗教學(xué)困境與突破一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1造成高中物理實驗教學(xué)困境的原因

一直以來物理作為一門實驗學(xué)科，大量物理現(xiàn)象的解釋和規(guī)律的驗證都依賴于物理實驗，在課程標準中也一再強調(diào)科學(xué)探究實驗的重要性．由此可見物理實驗是物理教學(xué)中舉足輕重的一環(huán)．雖然我們一直說：“講十遍（練習(xí)）不如做一遍（實驗）”，但是由于受到應(yīng)試和升學(xué)的影響，在日常教學(xué)中普遍存在著重理論教學(xué)、輕實驗教學(xué)的困境：講十遍往往是常態(tài)，而做一遍有時都會難以落實．造成這種困境的原因，筆者認為可能在于以下3個方面．（1）教師動力的不足雖然物理教師都承認物理實驗在物理學(xué)科中的重要地位，但是能夠在日常教學(xué)中真正把實驗教學(xué)放在一個重要位置的教師還不是大多數(shù)．多數(shù)教師面對實驗教學(xué)的態(tài)度基本上是完成規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容，而較少愿意在實驗方面投入更多的時間和精力．造成教師開展實驗教學(xué)動力不足的原因是多方面的．首先，教師在準備實驗時要付出許多額外的辛勤努力，而這些付出學(xué)校往往不會給予相應(yīng)的報酬，教師只能默默地作出無私的奉獻．同時由于教師除了準備實驗無形中增加了大量的工作外，還要盡可能做滿課程設(shè)置上的“滿工作量”，導(dǎo)致教師身心交瘁，很難應(yīng)對．其次，由于存在應(yīng)試的壓力，一線教師往往非?？粗亟虒W(xué)效率．在部分教師眼中實驗教學(xué)效率往往低于理論教學(xué)．一堂實驗課所能完成的教學(xué)內(nèi)容遠不能與一堂理論課甚至是習(xí)題課相比．再次，由于實驗研究過程中涉及到的因素眾多，若要分析透徹，對學(xué)生的要求甚高，因此部分教師對于實驗教學(xué)能否有效培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維和分析能力心存疑慮．加之當(dāng)下信息技術(shù)飛速發(fā)展，大量實驗都可以通過軟件模擬來實現(xiàn)，不僅視覺效果出色而且過程精確可控，因此使很多物理教師選擇“虛擬實驗”代替真實的實驗操作．（2）學(xué)生的喜新與厭煩一般認為，對于實驗教學(xué)，學(xué)生的態(tài)度應(yīng)該較教師更為積極．但是當(dāng)我們仔細觀察實驗課堂時，會發(fā)現(xiàn)很多時候吸引學(xué)生的只是那些新鮮的實驗器材、有趣的實驗現(xiàn)象和自由的操作環(huán)境，對于教師要求的實驗規(guī)范、流程、結(jié)果以及探究實驗面臨的許多困難卻常常沒有太大的興趣．造成這種現(xiàn)象的原因也是多方面的．一方面是學(xué)生具有與生俱來的對一些新鮮事物和奇特現(xiàn)象的好奇，但對一些常規(guī)的要求不愿付出更多的努力，對一些好奇現(xiàn)象背后一些深層次的原因缺乏勇于探究和不斷追求的毅力和擔(dān)當(dāng)．另一方面是教師總是過多強調(diào)實驗操作的規(guī)定流程．為了提高學(xué)生實驗的效率，教師往往在實驗操作前，會將實驗的所有操作程序和注意事項詳細陳述，并要求學(xué)生嚴格按照實驗步驟操作．這樣的指導(dǎo)其實剝奪了學(xué)生試錯的過程，并將原本豐富靈活的實驗研究變成了僵化固定的程式化模仿．再一個是教師過多關(guān)注實驗結(jié)果的正確性．為了培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和學(xué)習(xí)興趣，物理教材中安排了大量的探究實驗．但是在實際教學(xué)中，學(xué)生對于實驗的結(jié)果通常早已知曉．在這種情況下，若教師依然強調(diào)要求學(xué)生按照規(guī)定操作得出正確的結(jié)論，由此學(xué)生便難以真正體驗到實驗探究的樂趣，自然難以激發(fā)學(xué)生對實驗探究的興趣．正是由于我們的學(xué)生毅力與擔(dān)當(dāng)不強，教師對于實驗操作和標準結(jié)論的過分關(guān)注，形成了較為機械和刻板的實驗教學(xué)模式，從而導(dǎo)致了學(xué)生對物理實驗的厭煩．（3）評價標準的單一現(xiàn)階段對于高中物理實驗考核形式有兩種，一種是針對學(xué)生實驗操作能力的實驗操作考試，另一種是理論考試，也就是平常所說的“實驗題”．雖然兩種考核形式覆蓋了實驗操作和理論分析，但是現(xiàn)階段的實驗操作考試和理論考試，都還不能全面檢測學(xué)生的實驗?zāi)芰Γ鐚嶒灢僮骺荚囍兴婕暗目碱}均為基礎(chǔ)課程中規(guī)定的學(xué)生實驗，所考察的內(nèi)容主要是實驗操作步驟和注意事項．部分學(xué)生即使在不理解實驗原理的情況下，也能通過機械記憶和反復(fù)操練完成整個流程．因此，教師在日常教學(xué)過程中才會高度關(guān)注實驗的操作步驟和注意事項．再如理論考試所涉及的問題，往往都是基于理論分析的推測，有時可能與學(xué)生在實驗室看到的現(xiàn)象有所差異甚至完全不同．因此面對這些紙面上的“實驗”，師生通常會更傾向于通過理論分析和反復(fù)做題來應(yīng)對，而忽視了對真實實驗的直接研究．正是因為當(dāng)前物理實驗評價標準存在重流程輕設(shè)計、重結(jié)果輕過程、重理論輕實際的傾向，促使師生通過應(yīng)試模式來應(yīng)對物理實驗考核．

2突破物理實驗教學(xué)困境的幾點構(gòu)想突破上述

3方面的困境當(dāng)然不會是一朝一夕的事情，我們不應(yīng)只看到困境，而更應(yīng)思考對策．我們應(yīng)該通過一些方法和措施去突破這些困境．結(jié)合近些年的工作實踐，筆者有了以下一些粗淺的構(gòu)想．（1）調(diào)動教師堅持物理實驗教學(xué)的積極性一方面，對我們物理教師來說，搞好實驗教學(xué)是我們的天職，但對學(xué)校來說，要能夠看到物理教師大量的額外付出，要對教師在實驗教學(xué)中作出的大量辛勤付出給以安慰，要調(diào)動教師堅持物理實驗教學(xué)的積極性，不要以為你應(yīng)該理所當(dāng)然．同時應(yīng)考慮到教師準備實驗要付出大量的工作，學(xué)校在安排教師課時時是否可以在原來課程設(shè)置的“滿工作量”上作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以便可以讓教師能精力充沛地搞好實驗教學(xué)．另一方面，要改革評價實驗教學(xué)的評價體系，就要從側(cè)重于從應(yīng)試的角度評價教師教學(xué)效果的束縛中解脫出來，減輕應(yīng)試教育的壓力，著遠于從學(xué)生長遠發(fā)展、培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的觀點出發(fā)，全面地恢復(fù)實驗教學(xué)的本位，極大地提高實驗教學(xué)效果．（2）加強對學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)慕逃覀兊膶W(xué)生是國家的未來，肩負著民族復(fù)興的重任，要有不怕吃苦勇于追求真理的獻身精神和責(zé)任擔(dān)當(dāng)．國家興亡、匹夫有責(zé)，當(dāng)前美國打壓我們的科技也給了我們一個很好的警醒．實驗是科技的搖籃，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，我們要發(fā)展科學(xué)技術(shù)，大大提高生產(chǎn)力，必須從實驗抓起．榜樣的力量是無窮的，給他們多講一些像錢學(xué)森、郭永懷等老一輩科技工作者為了祖國的崛起奉獻了自己光輝一生的頑強毅力和責(zé)任擔(dān)當(dāng)．教育他們不要感興趣的事情就去做，遇到枯燥繁瑣的事情就躲避．天將降大任于斯人也，必將苦其心志，勞其筋骨．我們只有提高我們的核心素養(yǎng)，肩負起中華崛起、民族復(fù)興的重任，不怕困難、勇往直前、堅韌不拔、頑強刻苦地去奮斗，我們的民族才有希望，才能屹立于世界民族之林．筆者有一個學(xué)生，他發(fā)現(xiàn)早晚上下班高峰期，地鐵站內(nèi)人潮涌動，乘客上下地鐵擁堵，地鐵運行速度慢等現(xiàn)象，萌生出憂患意識，表現(xiàn)出勇于為社會擔(dān)當(dāng)、為民解難的難能可貴的品質(zhì)，挺身而出愿意為社會貢獻出自己的聰明才智，決心去努力探究“解決軌道交通站內(nèi)的擁擠問題”的方案．在堅持完成平常學(xué)習(xí)任務(wù)的同時，他不畏艱苦，夜以繼日地利用一切空余時間去調(diào)查研究，反復(fù)試驗．最終探究出一個專家非常認可的方案，在第十六屆上海市百萬青少年爭創(chuàng)“明日科技之星”評選大賽中，獲得上海市“明日科技之星”二等獎．如果我們的學(xué)生中有許許多多這樣的他，我們中國夢的實現(xiàn)就指日可待．（3）變“答疑”為“激疑”物理實驗教學(xué)的目的，不應(yīng)僅是為了加深學(xué)生對某個物理結(jié)論的記憶和理解，更應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識分析問題的能力．而實驗研究中出現(xiàn)的矛盾和沖突正好為培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力提供了契機．物理教師可能都曾有這樣的經(jīng)歷：一個原本認為非常簡單的實驗，當(dāng)真正操作時卻發(fā)現(xiàn)和預(yù)想有較大差異．原因在于那些在理想化模型中被忽略的因素，對真實實驗造成了不可忽略的影響．當(dāng)教師遇到這樣的問題時，若能深入分析研究實驗偏差的原因，就會幫助教師對實驗的原理和設(shè)計有更深入的理解，甚至可以激發(fā)教師團隊的集體討論．實驗中產(chǎn)生的問題對教師能產(chǎn)生這樣的效果，對學(xué)生又何嘗不是如此呢？其實當(dāng)學(xué)生們走進實驗室時，往往對課本上的結(jié)論深信不疑，是以一種“一切盡在意料之中”的心態(tài)在按部就班地進行實驗操作．若在實驗中遇到了意想不到的問題，反而會激發(fā)他們的興趣．這些問題可能是由于實驗操作不當(dāng)造成的，也可能是因為某些實驗前未考慮到的因素造成的．此時若只是指導(dǎo)學(xué)生改正錯誤，或是將問題都歸結(jié)為實驗誤差，結(jié)果往往會使學(xué)生草草完成實驗，甚至編寫一些實驗數(shù)據(jù)來完成任務(wù)，這樣便完全失去了實驗的意義．其實當(dāng)學(xué)生通過實驗發(fā)現(xiàn)上述問題時，若能引導(dǎo)他們對問題進行分析和探究，并最終提出自己的解釋和證明，學(xué)生的自我意識就會被激發(fā)，學(xué)生的潛力就會被調(diào)動，而且會體現(xiàn)出超越我們想象的學(xué)習(xí)和分析能力．例如，筆者曾經(jīng)執(zhí)教一節(jié)“滑動摩擦力”的實驗課，課上有一組學(xué)生根據(jù)課本實驗方案進行操作時，發(fā)現(xiàn)在壓力大小不變的情況下，以不同速度抽拉底板，測量出的滑動摩擦力大小有一定不同．于是認為滑動摩擦力大小可能與接觸面間的相對速度存在關(guān)系．因為學(xué)生在初中時學(xué)過滑動摩擦力大小與相對滑動速度無關(guān)的結(jié)論，因此這一觀點在課堂上引起了激烈的爭論，但是該組學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)確實支持了他們的觀點，同時發(fā)現(xiàn)當(dāng)時課堂上其他小組拉動底板時速度都比較緩慢，實際上控制了速度的穩(wěn)定，因而沒有反應(yīng)出速度的影響．為了解決這個問題，筆者便鼓勵該組學(xué)生設(shè)計實驗方案并利用課余時間進行進一步探究．經(jīng)過大約4周時間，他們利用DIS系統(tǒng)先后設(shè)計了3個實驗方案，繪制出了滑動摩擦力大小與接觸面間速度的實驗圖像，并最終得出了他們的結(jié)論：滑動摩擦力的大小與接觸面間的相對速度存在一定的關(guān)系．這個結(jié)論同時也在經(jīng)典力學(xué)教材中找到了一定的支持．更讓筆者感到意外的是，當(dāng)完成實驗后，這幾位學(xué)生很興奮地向教師介紹他們的感悟：“滑動摩擦力公式f＝μN，確實是個極其聰明的公式，它將許多會影響滑動摩擦力的因素都歸并入一個系數(shù)中，這樣不論是溫度還是濕度或是接觸面，甚至是相對滑動速度其實都可以被解釋為對μ的影響，從而把問題大大簡化了．”這便是學(xué)生的潛力．通過上述例子，我們不難發(fā)現(xiàn)實驗中的很多問題其實都蘊含著豐富的物理知識．教師若能轉(zhuǎn)變視角，改變以往對標準結(jié)論的片面追求，通過挖掘物理實驗中各種“激疑”的素材，引導(dǎo)學(xué)生進入物理實驗的方方面面，讓學(xué)生充分發(fā)現(xiàn)問題、提出問題并進一步探究，學(xué)生的興趣和潛力便會得到激發(fā)，實驗教學(xué)的魅力便會得以展示，課堂的活力便會迸發(fā)．（4）“放”課內(nèi)“抓”課外前面提到的，一線教師非常重視教學(xué)效率，由于擔(dān)心實驗課花時間、效率低，因此造成大量實驗課被理論課取代．但我們也經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)對于很多重復(fù)了多遍的問題，學(xué)生依然在犯錯．即便是高三經(jīng)過大量重復(fù)訓(xùn)練，學(xué)生還是會在很多基礎(chǔ)問題上反復(fù)出錯．這樣的經(jīng)驗提醒我們，僅僅把眼睛盯在課內(nèi)講授上，看似節(jié)約了時間，實際卻未必能保證較高的教學(xué)效率．很多時候教師講得很多、講得很細，換來的只是自己的心理安慰，因為學(xué)生在缺乏主觀動力的情況下，機械重復(fù)無助于他們對物理概念和方法的理解．因此筆者建議“放”課內(nèi)“抓”課外，其中“‘放’課內(nèi)”包含兩層含義，一是放理論課還實驗課，二是實驗課上要放手讓學(xué)生實驗．學(xué)生在實驗課上可以獲得比理論課更真實的直觀體驗和過程體驗，更能將理論知識與實際的物理現(xiàn)象聯(lián)系起來，從而幫助其提升物理建模能力．同時通過放手讓學(xué)生做實驗，利用實驗課中學(xué)生遇到的問題作為“激疑”素材，引導(dǎo)學(xué)生利用課外時間自主學(xué)習(xí)并思考分析出現(xiàn)問題的原因．從而用一節(jié)實驗課的時間換來學(xué)生投入更多課外時間和主動的思考，其實際教學(xué)效率遠高于單純的灌輸．看似放松了課內(nèi)，實則抓住了課外．例如在波意耳定律的實驗課上，很多小組在繪制P1V圖像時都出現(xiàn)了正截距，筆者便提出讓學(xué)生思考可能的原因．當(dāng)時有學(xué)生指出其原因可能是連接管中存在一定氣體未被計算在內(nèi)．但是由于有些小組在沒有考慮連接管中氣體體積的情況下，實驗圖像基本符合正比例圖像與理論預(yù)測較為接近，因此上述解釋沒有得到一致的認可．于是筆者便要求各小組學(xué)生在課后開始針對這一情況進行理論分析．經(jīng)過3天時間幾組學(xué)生得出了他們的結(jié)論：實驗中出現(xiàn)的正截距可能與忽略連接管中的氣體體積有點關(guān)系．因為根據(jù)他們的公式推導(dǎo)，若考慮到這樣一段體積的影響，實驗圖像理論上是過原點的曲線，但由于橫坐標1V在原點附近V接近無限大，實驗測量的數(shù)據(jù)V不大，1V比較遠離原點，通過線性擬合，導(dǎo)致了正截距的出現(xiàn)．甚至有學(xué)生還找到了利用V1P圖像截距測定連接管內(nèi)氣體體積的高三試題，并準備用這樣的方法來測定連接管中氣體的體積．能夠得到這樣的結(jié)論，學(xué)生們在課外一定是投入了大量的時間和精力，而這不正是我們所期望的嗎．可能會有教師擔(dān)心這樣的問題：學(xué)生自己能做嗎？最后會不會變成還是教師包辦呢？其實在整個過程中，教師的作用關(guān)鍵在于引導(dǎo)和鼓勵．對于實驗中的問題，很多研究中的問題，筆者通過參與討論提出自己的觀點，給學(xué)生一定的方向指引，但過程不包辦、結(jié)論不認定，讓學(xué)生有自己的思考空間和觀點確立．在這個過程中筆者發(fā)現(xiàn)很多超出課本的知識，學(xué)生都會通過討論或者網(wǎng)絡(luò)查詢加以解決，雖然對于某些知識理解可能還不夠清晰，但是卻能夠應(yīng)用到自己的實驗和分析中去．其實教師自己在學(xué)習(xí)過程中，不也經(jīng)歷過這樣一個從模糊到清晰的過程嗎．真正的“物理高手”們，學(xué)習(xí)物理的時間都不局限在課內(nèi)，甚至課內(nèi)僅僅是他們學(xué)習(xí)或“思考”物理的很小一部分時間．課外大量的“自主思考”時間才是他們學(xué)習(xí)的主要過程．正是因為他們的學(xué)習(xí)自主性被調(diào)動起來，不僅學(xué)習(xí)是高效的，而且思考是深入的．而實驗教學(xué)正是引發(fā)這一過程的良好契機．（5）變“考查”為“激勵”在實現(xiàn)前面的改變后，教師還將面臨一個大問題：如何推動學(xué)生完成那些難度較高且沒有考試壓力的課外探究實驗?zāi)?？筆者認為其實可以考慮借助“外力”實現(xiàn)對學(xué)生的激勵，推動學(xué)生克服困難不斷前進．例如近年來各級創(chuàng)新大賽蓬勃興起，有些學(xué)科競賽也提出了科研小論文的要求，這些活動平臺其實為我們的實驗教學(xué)提供了一個很好的展示平臺．例如前面提到的關(guān)于滑動摩擦力與接觸面相對滑行速度關(guān)系的實驗研究，筆者便鼓勵學(xué)生依據(jù)實驗結(jié)果，撰寫小論文參加當(dāng)年的創(chuàng)新大賽，經(jīng)過市區(qū)兩級評審最終學(xué)生的論文獲得佳績．這些獎項對學(xué)生而言是學(xué)業(yè)成績以外的另一種肯定和激勵，這樣的成功體驗可以大大增強學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣和自信心，促使學(xué)生在物理學(xué)習(xí)上投入更多的時間和精力，從而形成良性循環(huán)．對于前面的例子，有的教師可能會提出：并非所有的實驗課都可以撰寫出這樣的論文參賽，那么在日常教學(xué)中還可以采取什么方式激勵學(xué)生呢？其實激勵的方式多種多樣，筆者曾組織幾位學(xué)生對于電動機效率測定實驗進行改進，并讓他們攝錄下整個實驗過程，制作了一個實驗短片在年級中播放，為此幾位學(xué)生興奮不已．此外筆者還讓他們幫助修復(fù)一套陳舊的密立根實驗儀，并撰寫使用說明書，最后為它們拍照作為成果的獎勵．雖然這些工作并沒有得到什么獎牌或獎狀，但他們從中收獲了成就感，這對于高中生而言具有極大的意義．其中一位學(xué)生高三畢業(yè)后考入復(fù)旦數(shù)學(xué)系，卻在大學(xué)獲得了大學(xué)生物理競賽一等獎．當(dāng)他回到母校時，總會提起這些做實驗的經(jīng)歷．由此可見激勵學(xué)生的方式是多種多樣的，關(guān)鍵是讓學(xué)生體驗到成就感．

綜上所述，即使面對現(xiàn)實的種種困境，我們要勇于突破，調(diào)動教師實驗教學(xué)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)與頑強的毅力和責(zé)任擔(dān)當(dāng)，把握實驗教學(xué)的根本目的，堅持培養(yǎng)學(xué)生探究和分析物理問題的能力，敏銳地發(fā)現(xiàn)實驗教學(xué)中的種種“疑點”，變“答疑”為“激疑”，“放”課內(nèi)“抓”課外，變“考查”為“激勵”，有效激發(fā)學(xué)生主動研究物理問題的興趣，養(yǎng)成深入思考并自主探究的習(xí)慣，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)空間和途徑，為學(xué)生的終身發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)．

參考文獻

1中華人民共和國教育部．普通高中物理課程標準（2017年版）［S］．北京：人民教育出版社，2018

2張大昌．普通高中課程標準試驗教科書高中物理•必修1［M］．北京：人民教育出版社，2014

3彭前程．積極探索基于核心素養(yǎng)理念下的物理教學(xué)［J］．中學(xué)物理，2016，34（3）：1～2

作者:鄧壽根 單位:上海市控江中學(xué)