高中物理实验可视化教学的设计与实践

赵茶莉 刘晋杰

【摘 要】物理实验是学习物理的重要手段，将高深的理论知识转化成实验室的实验数据是物理教学必不可少的方法，物理实验要与现实生活紧密地联系在一起，用学生随手可拿的物品作道具，随处可见的现象作物理的解释对象，这样才能使学生对物理实验产生兴趣，从而积极地参与到物理实验中来。

【关键词】高中物理;实验教学;设计与实践

引言：

在传统教育当中，学生在学习物理时，会被要求背诵各种不同的物理公式，这种填鸭式的方法不但使学生无法理解高深的理论知识，尤其是高中物理理论知识，而且还会使学生产生厌倦的情绪，导致学生对高中物理课程有抗拒的心理。新课改明确提出，要让学生成为课堂的主体，就必须要从学生的兴趣入手，使学生主动参与到学习当中来，这样才能使学生接受知识的能力加强，才能使教学任务能够顺利地完成。高中物理实验就是提高学生的参与性，提高学生的兴趣，从而使学生能够主动地将理论知识通过实验反映出来，这就是高中物理实验的目的。

一、学生观察能力的培养，通过演示实验来完成

高中物理的演示实验能够极大地提高学生的兴趣，使学生的思维能够进一步打开空间，发现更多与物理知识有关的现象，也是物理实验的一个基础实验。传统的演示实验是教师在课堂上做演示，学生作为观众围观，在传统的教学模式当中，教师是实验的主角，学生是被动接受知识点，这样的教学方式，学生无法直接参与到实验当中去，使得学生在发生疑问时，无法第一时间加以解决。[1]在演示实验的过程当中，教师要转变角色，布置任务，让学生自己动手，从查资料开始，到实验的器材，以及实验的步骤，在实验中要运用到的理论知识，这些教师可作适当提示，不可作主动参与的内容，只有学生在演示实验的过程当中发生问题时，学生会主动去寻找解决的方法，确实无法解决，再由教师加以引导式提醒，这样的演示实验具有可操作性，也使学生的参与性能够得到更大的提高，学生的兴趣也会随着实验的一步步深入而变得愈加地浓厚。演示实验要强调悬疑性，这样在吸引学生的注意力方面有非常大的吸引力，也会让学生沉迷于实验当中去，使得学生的求知欲，探索的欲望更加地强烈。演示实验能够让学生对物体的变化有一个非常直观的视觉感觉，让学生在演示的过程当中，学会了观察能力。

二、操作能力的培养，让学生自己动手

如果说演示实验只是学生在探究物理现象的基础阶段，强调的是在演示实验过程当中的观察能力，那么让学生自己动手参与到实验当中去时，就会大大培养学生的动手能力，这也是高中物理实验课程的教育目的，在演示实验的过程当中，学生在观察中得到数据，再从数据中发现物理公式在这当中的应用，从而对物理的规律性有一个大概的了解，这样就能够获得在实验中的物理技能。在物理动手实验当中有两种实验的方式，一是验证式实验，另一种是探索性实验，验证式实验是学生通过已学的理论知识，通过对知识的推理，从而得出结论，最终在实验中得出结果。而探索性实验，是学生在未知结论的情况之下，通过物理实验，利用相关的理论知识，最后探索出结论，得出结果。前者是在已知结果的情况下引领实验，后者是在未知结果的情况下探索实验，但无论是哪一种实验，都是在培养学生的动手能力，物理最终的体现就是实验结果的体现，再深的物理理论知识都是为物理实验做准备的，只有通过学生细致地观察，主动地动手，这样才能在实验中寻找答案，在实验中发现学生自身对理论知识掌握的程度，理解的程度。实践中的实验是對理论课堂的补充，学生动手实验也是将理论知识延伸最好的办法，在这当中，学生是课堂的主体，教师成了辅助角色，这才能发挥高中物理实验最大教育目的所在。[2]高中人教版物理选修3一2，第四章第7节，涡流丶电磁阻尼和电磁驱动中，可以用演示实验来引起学生的兴趣，在演示实验中，教师借助多媒体技术制作电磁驱动马达，并用箭头绘制出磁场走向，先提出问题，电磁阻尼是什么，然后让学生自己去寻找资料，寻求答案，当学生通过查阅相关的理论知识，了解到涡流丶电磁阻尼和电磁驱动的概念和关系之后，对这个问题就有了一个很好的理解和解释。通过这样的实验教育，将学生引导进实验当中来，使学生由原来的被动接受到主动去寻找答案，对知识的接受程度两者之间有着很大的区别。在这一课当中，可以让学生通过自己动手实验去感受涡流丶电磁阻尼和电磁驱动的影响，使得学生更加贴切地了解。

三、培养学生的科技意识，积极举办课外活动

无论是课堂理论教育还有实验室的实践教育，都离现实生活有一定的距离，只有将学生带离课堂，带离实验室，走进社会，从现实生活中去发现物理现象的存在，从而使学生的科技意识能够得到加强，让社会成为一个大的实验室，是引导学生用物理理论来论证实践的最好的教育方法。课外活动包括许多方面，其中有生活的小实验，利用学生身边随手可拿的物件，来细细分析物理知识在物件设计使用上的情况，如支架的平衡力，重力作用下物件在自然界的起伏等等。也可以是社会普查，了解一些现象，对社会有一个深刻的理解，对风电在生活中的应用，新能源的普及，通信的技术这些都是课外活动中物理所涉及的主题，学生对这些现象在探索的过程当中，与理论知识相结合，会学习到更多的知识与技能。这些也能锻炼出学生的综合能力，学校通过组织课题研究，提出一些让学生感兴趣的话题，围绕学生在课外活动中发现的现象，再联系实际问题，提出一些思考性的问题，让学生积极参与其中，这样的问题要与社会热点相关，同时在社会上的关注度比较高，这样学生参与的热情就非常地高，如温室效应对现代社会的影响，磁悬浮列车的应用等等。

四、结束语

高中物理实验可视化教学要从学生的观察能力、动手能力中培养起来，积极引导学生对物理的兴趣，将枯燥的理论公式运用到实验室当中体现出来，才是实验的价值所在。将学生带进社会当中去，将实践当作实验，了解一些现象，通过观察，思考，对人员的走访，发现物理现象存在的问题，用理论知识解释现象，查找解决问题的方法，学校再通过设立新课题，让学生参与，如雾霾现象的发生，解决雾霾的方法和手段，让学生在生活中更加自信，提高了实践能力，让科学素养得以加强，对学生的长远发展起到一定的作用。

参考文献：

[1]许灵秀. 初中物理实验可视化教学的设计与实践—以广西中小学物理实验说课比赛为例[D].

[2]杨明威. 基于仿真实验的高中物理可视化教学实践研究[D].

课题研究：

《利用可视化教学提升高中物理课堂教学效率的研究》课题 山西省教育科学"十三五"规划2019年度课题 编号GH一19606

（作者单位：山西省孝义中学校）