依托物理实验 引领深度学习

姚焕芹

摘 要：实验是物理学的基础，也是物理学科教学的重要内容.通过物理实验教学，让学生了解物理现象，认识物理问题，增进物理体验，发展物理探究能力.从课程内容来看，物理实验主要包括实验观察、动手实验、实验现象分析、相关物理知识点的获取和运用等内容.依托物理实验教学，激发学生从实验观察、学习、体验、讨论中认知物理规律，增进物理思维，深化物理情感、态度、价值观教育，达成深度学习目标.

关键词：高中物理;实验教学;深度学习

中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1008-0333（2021）03-0064-02

物理学是建立在实验基础上的学科，物理实验也是物理课程教学的重点.在物理实验教学中，借助于实验观察、分析、体验和学习，从实验活动中增进物理学习兴趣，激活学生主动探究，开发物理学习思维等潜能.可以说，在物理实验教学中，让学生直观、形象、生动的感知物理实验，帮助学生从感性体验中内化物理概念、物理规律的习得.同时，从物理动手实验中，促进学生猜想、判断、创新精神，启发学生高阶思维.因此，教师在构设实验内容时，要重视实验的内涵和独特功能，不能照本宣科，而要强调学生自主学习、质疑品质、科学思维、解决问题能力的发展.一、结合物理实验背景文化，点燃学生深度学习热情

在学习物理实验时，教师往往将实验的内容、流程、目的、方法等进行详细讲解，而这些往往又是学生感到枯燥的地方.物理实验在于对物理问题的直观呈现与展示，也是一种最简洁、最有效的物理课程教学内容.但对于物理实验背后的文化故事，往往与无数科学家的不懈努力、奋进息息相关.这些知识在实验课堂的融入，无疑为学生打开了一扇通向物理科学的大门.在每一个物理实验的背后，都蕴藏着一段难以磨灭、不容忽视的艰辛探索故事.因此，将这些实验背后的历史文化知识挖掘出来，呈现给学生，让学生从中获得真切的情感体验，激发对物理实验课程的学习热情，提高物理探究欲.如在电流定律实验中，记录了安倍整整十一年的不断失败，才获得了实验成功;在对雷电现象进行探究中，富兰克林甚至冒着生命危险来捕捉实验数据;在挑战权威中，伽利略以事实为依据，以理论推导为方式，验证了自由落体运动定律，推翻了亚里士多德的错误观点.这些感人的物理实验故事，既展现了物理学科的崇高与严肃，又传递着科学家对待实验、对待科学的治学态度，更成为学生物理情感、态度、价值观教育的典型素材，让学生学习物理的热情瞬间点燃.

二、精心准备实验，为学生深度学习明确方向

物理实验课程教学，要达成实验目标，就需要教师能够结合实验内容，科学、全面、准确的展示实验过程.在实验中，实验器材的选择，实验原理的剖析与展示，实验操作方法的规范等等，这些都可能直接影响物理实验目标，如果出现问题，教师要能够做好充分的预判分析，并灵活应对.所以说，在物理实验课程前，教师要做好充分的实验准备，要对实验进行预备性调整，要做好实验环节的演练，做好实验预案和应急措施，要让实验演示过程，能够更好的突出实验目标，启发学生的物理思维，向学生展现科学的物理实验过程.在高中物理实验部分，有光、电、力、热、原子物理等内容.由于各物理实验知识点不同，在实验过程、实验环节及实验演示中也存在差异性.我们需要结合具体实验内容，来选择合理的实验方法，突出实验关键点.如在学习电磁学知识时，需要结合电磁学原理观察电磁现象.该实验中，电源的选择是关键点，如果电源电压不当，可能影响实验效果.同样，对于所用导线、连接器件等也要进行仔细检查，电源内阻要小，要处理接头氧化部分，保持良好接触.再如，在电路实验教学中，电路设计是重点，还要做好各测量设备的准确、可靠.如伏特表、安培表、多用表等在使用时，要选择合理量程，确保测量误差最小，也不会引发检测设备受损.在光学实验设计中，光源是重点，如果光源不达标，也会影响光学实验结果.在光源方面，有平行光源、点光源、强光源、激光等，激光具有良好的单色性、平行度和高亮度特点，在进行光的折射、反射、干涉、衍射等实验中更具显著效果.另外，考虑激光自身实际，在进行实验操作时，要避免光源对眼睛的损伤.要在实验前进行说明，规范学生实验步骤和正确方法.

物理实验的引入和应用，要注重实验演示效果.如果实验效果不明显，则可能与实验设计方法，所使用的器材设备等有关.为此，要对各项实验器材进行提前检测、准备，保持良好使用状态.如对于温度计是否正常，对电流计进行读数时要朝向学生，连接线要接触到位，有条理，避免漏接等.教师在设计物理实验，安排实验演示任务时，要突出实验问题的提出，要结合不同实验内容，明确实验任务、实验主题，要让学生了解该实验相关的知识点，对实验过程进行讲解，让学生了解实验排除因素、干扰因素，快速、准确、简明了解实验重点.在物理自感实验中，对于自感现象的呈现，教师要对实验装置、实验部件、实验功能进行介绍，让学生了解各部位的特点;接着，展示自感现象时，要引领学生注重实验观察，特别是结合实验主题来分析实验现象.如灯泡明暗变化现象等.另外，物理实验教学，教师要结合实验任务进行合理分组，挖掘实验内容，透析实验本质，展现实验规律.如上述对自感现象的观察，从中分析感应电流的大小与方向，让学生结合实验过程分析i-t图，加深对物理知识的学习、感知与理解，促进学生深度学习物理.

三、突出实验参与体验，激发深度学习动力

过去，在物理实验教学中，往往以实验过程、实验现象为演示重点，教师是实验实施者，学生是实验观察者，强调了教师的教，忽视了学生的动手参与体验.整个实验结论的得出，重结果、轻过程，让很多学生对实验丧失了兴趣，也限制了学生对物理实验的充分体会.为此，打破过去教师为主导的实验教学，要关注学生的实验实践与操作体验，发挥学生的实验主体性.如在“丁达尔实验”教学中，我们先让学生用矿泉水瓶，穿一孔贴上胶带装满水;准备激光笔;教师对该实验进行示范，引领学生观察并讨论实验现象.之后，以学生自己准备的器材进行自主探究，并观察全反射过程.同样，在“马德堡半球”实验中，先对球进行抽真空处理，然后挑选班级最强壮的学生进行现场拉，难以打开;接着，在球里进入少量空气，再让班级最体弱的女生进行拉，却轻松打开.这两个生动、鲜活的实验结果，让学生真切地感受到“空气大气压强的存在”.事实上，这些趣味、真实、美妙、神奇的实验过程，都能够让学生从中感受到物理实验的独特魅力，也会加深对物理现象、物理规律的认知，激发深度学习的内驱力.另外，变换物理实验方案，激发学生深度学习问题意识.从物理实验设计与构思来看，实验的演示往往以科学物理原理为基础，借助于物理实验器材来展示科学.对于物理实验教学，我们还可以变换实验方案，以不同的实验仪器、条件来拓展实验视野.从教材物理实验内容来看，原形实验有助于学生理解物理原理，而改进实验方法，更有助于促进学生从实验中学会质疑，深度提问，培养物理探究意识，增强物理创新思维.在“定量探究变压器电压与匝数关系”实验中，该实验明确电压与匝数的关系，但我们可以变革实验内容，分别对电压与匝数关系进行调整，让学生探究理想变压器的工作原理，克服思维定势，引领学生深度学习物理，提高实验教学成效.

总之，物理实验是反映物理現象、呈现物理规律，激发学生物理学习兴致的重要载体.教师要充分挖掘实验教学潜能，联系学生学情实际，激发学生走进实验、参与实验、感知实验，从实验中掌握知识、能力，促进学生物理实验课堂走向深度学习.另外，教师要突出物理实验在学生认知、情感、价值、品格方面的重要性，尊重实验事实，挖掘实验隐性教育功能，提高物理实验教学质量，打造趣味、活力物理实验课堂.

参考文献：

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[2]康景华.创新物理实验 促进深度学习——基于培育物理核心素养的教学实践[J].中学理科园地，2019，15（03）：12-13.

[3]张冯新.例谈借助“物理实验法”促进学生深度学习的实践研究[J].湖南中学物理，2017，32（02）：52+81.

[责任编辑：李 璟]