宋晓玲

【摘要】构建高效课堂是一线教师关注的焦点，本文以高中物理课堂教学为探究载体，采取理论与实际案例相结合的方式，从物理课堂教学的“情境导入、探究效率、能力生成”等角度，重点探讨创设物理实验优化课堂教学的具体方法与措施，充分体现物理实验在高中物理教学各个环节中的效用，旨在抛砖引玉，希望能够引起教育同仁进一步关注与思考.

【关键词】高中物理；实验教学；课堂优化

高中物理教学是一个多维开放的过程，多重因素影响着这一过程中学生学习的心理、行为与效果.而精心创设的实验教学，因其具有的独特教学功能，可以帮助师生优化物理教与学的过程，有助于达成物理教学过程的预设教学目的.对此，笔者做了一定的探索，期待与更多同行深度交流.

1 创设实验优化课堂教学过程的引入

物理课堂教学的引入阶段，是整个教学过程的前奏曲，物理学习过程的主体以何种状态进入这一过程，对课堂教学效果至关重要，与漫不经心、被动状态、无兴趣状态进入这一过程相比，积极、充满疑惑、满怀新奇与探索欲望地进入这一过程，更能提高物理学习的效率.而精心创设的实验教学过程，可使学生学习心理从散漫、被动状态迅速进入定向注意与积极主动的状态，更高效地调动感官感知物理情境，思考物理问题.特别是面对实验过程展示的“出乎意料”的现象、过程、特征，学生讶异之余会感到乐趣，对某些违背直觉的实验结果，会让学生产生疑惑，进而激发出他们积极探究的心理需求.此时的课堂实验教学过程，可谓“引而不发，跃如也”，起着积极引领教学进程展开的作用［1］.

例如 在教学“串联电路和并联电路”内容时，其中“滑动变阻器在电路中的连接方式”是跨越初高中的学习主题.不少教师发现，如果教师照本宣科地讲完、学生走马观花地完成学习过程，后续电路部分的学习中涉及滑动变阻器问题，会因学生对滑动变阻器不同的连接方式所具有的物理特性认识不足，屡屡产生错误.主要体现在：第一，教师的教学策略往往是从电路结构特征、电路参量变化特点进行逐点详细讲解，给予学生动手、动脑思考的主动性与深度不足；第二，学生的学习认知策略中，认为初中已经学过滑动变阻器，高中课堂再学习这一题材，学习思维介入程度较浅.如何化解这一教学过程的症结？可通过精心创设实验教学过程，让学生在具有挑战性的实验教学中重新感知、思考认识这一主题.

物理教师展示实验器材：直流电源（一组电池），开关，导线若干，小灯泡一个，滑动变阻器一个；阅读教材后，要求学生利用上述器材组装一个电路，当滑动滑动变阻器的滑片时，控制灯泡亮度按照指定方式变化：①让灯泡亮度单调变化;②让灯泡亮度非单调变化.学生面对教师提出的实验探究过程的要求，多数人在粗浅地阅读教材后，便迫不及待地纷纷展开讨论，提出许多方案，教师一一进行展示，引导学生对各个方案进行比对、总结，基本可归为两类：限流式接法与分压式接法（见图1）；而且不论哪种接法，对小灯泡的电流、电压变化的改变都是单调的，小灯泡亮度变化也是单调的.于是，不少学生质疑老师提出的要求是否合理？教师只需稍稍改变学生们刚才设置的电路，按图2实验，就会直观看到，变阻器滑动时，灯泡亮度可能非单调变化.

图1

教师在学生质疑中引导学生运用学过的串联、并联的基本知识，对图1、图2的三种电路进行对比、总结，让学生对电阻的串联、并联的规律获得更为全面、清晰的认识；对变阻器的使用获得更为深刻的认识.在教与学的主题引入阶段，以创设的实验教学过程引领学生感知、质疑、思考，活化物理课堂的生态，让学生以积极的课堂学习心理进入滑动变阻器这一学习主题，非常有利于提高物理课堂的效率.

2 创设实验提升课堂教学中学生探究效率

物理课堂学生探究科学问题的路径是多样化的，可以推理（数学物理的理论演绎、类比、归纳与综合分析）、实验试探与验证、计算机软件模拟等.其中，直观、简洁的实验试探与验证，历来是科学探究的重要手段.而教师利用创设的实验教学过程，可以助力教师快速抓住学生思维卡顿的契机进行点拨活化思维，把握学生们稍纵即逝的物理学习心理变化的契机，让学生被便捷的实验过程抓住注意力与兴趣点，主动投身于基于实验的思考，直接观察实验并进而探究、验证师生双方提出的物理猜想、数理逻辑推理的理论结果、计算机软件模拟的成果等，让学生建立对物理探究过程的信心，产生物理课堂学习的积极正面的学习情绪的诱导效果，活化课堂气氛、思维，大面积提升学生课堂真实学习的比例［2］.

例如 在“动量与动量守恒”这一板块中，教学“弹性碰撞与非弹性碰撞”时，不少物理教师通常面向全体学生，展示、讲解基于动量守恒定律与碰撞中能量变化特点，对“弹性碰撞与非弹性碰撞”过程的特点进行数理推导，并从理论上说明“弹性碰撞”与“非弹性碰撞”所得方程的解表示的物理意义.学生开始听课时尚有兴趣，但是枯燥的解方程过程会使学生兴趣渐渐减小，少数数学基础较差的学生甚至于进入迷糊状态.对此，不少物理教师就弱化数学推导，直接给出演绎推导的结果.事实证明，学生在处理涉及“弹性碰撞与非弹性碰撞”的问题时，物理方程列式困难、求解更是错误百出，对求解的结果物理意义解读更是困难.

面对这一困局，实际可设置一组创设的实验进行化解.如图3，学生分组配发教师事前准备的简易器材：刻有轨道槽的泡沫板F、G（取材于废旧泡沫包装，学生可以现场用美工刀刻制），半径等大的钢球A、B，塑料球C、橡皮泥球D（学生现場涅制），简易斜槽轨道E（学生现场将另一刻有轨道槽的泡沫板一端垫高即可）.实验进行三次，每次都是钢球A充当被撞击物静置于水平轨道槽，再分别将B、C、D沿轨道斜槽同一位置滑下后，观察并记录它们与A撞击后的情况，关注A与B、C、D撞击后的运动距离.若所有球撞击后的运动看做是匀减速运动，则撞击后它们的运动位移与撞击后的速度平方成正比.通过实验现象的直观对比，看出三次撞击的效果差异很明显，表明“弹性碰撞”与“非弹性碰撞”的过程中，虽然系统动量都守恒，但动能变化差异显著，利用直观测量的距离关系可以直接探究、验证碰撞中动量与能量等物理量的变化特点［3］.

教师可指导学生首先针对上述精心创设的实验过程展示的“弹性碰撞与非弹性碰撞”的物理图景，写出符合过程特征的基本动量关系与能量关系，进行数理演绎推导.这个简洁明了的实验帮助学生将抽象的数理演绎推导与直观的物理过程结合起来，清晰化探究思路，大幅缩短了课堂教学时长，同时又保留了传统教学的优点，这是对这部分内容教学过程的巧妙优化.

3 创设实验激发课堂教学中学生创新能力形成

培养学生的创新意识与创新能力，是高中物理课堂教学的目标之一，物理教师创设的实验在这方面具有较高的教育价值.可基于创设的实验，展示新现象，指导学生提出新问题，发现、揭示新的物理事实与规律［4］.

例如 在教学“光的衍射”时，可以在教学过程开始时通过如下的一个随堂小实验，引导学生发现“新问题”，光并非都是简单地沿直线传播.每桌配置一个激光笔，一节电池与导线和小灯泡，两张A4纸，一把小剪刀，一片刮胡刀片和一根缝衣针；用小剪刀在A4纸上剪出直径为2～10mm的的一组小圆孔，刮胡刀片在A4纸上轻轻画出一道缝，缝衣针在A4纸上轻轻戳出一个微小的孔.然后让小灯泡发出的光、激光笔发出的光依次穿过这些小洞、狭缝、微小的孔，看看透射光在另一张白纸上形成的图案，如图4所示.学生很惊奇地发现穿过狭缝的光与穿过微小孔的光都不是沿直线传播的，而是方向改变了.学生的兴趣大增，更为投入地探究光的衍射现象等光的波动过程.

物理课堂也可基于创设的实验教学过程引导学生探究物理问题解决、阐释的新思路等［5］.在教学“测量玻璃砖的折射率”时，教师在指导学生完成这一实验的基本过程后提出新问题：玻璃砖是固体透明材料，采用教材的实验方案，我们完成了它的折射率测量，但现代科技中还应用大量的其他物质状态的材料，譬如大家关注的EUV光刻机中，技术专家使用水作为深紫外光的折射材料，實现了光路的精确操控，实现了极小分度的光刻过程.那么，如何测量液体的折射率？课本的方案行吗？教师要求学生们基于日常生活用具，设计一个简易的实验方案.经过讨论，学生设计了各种方案.其中一个方案用到下列器材：方水槽，水，激光笔，刻度尺，平面镜，铅笔.如图5所示，将激光笔投射激光的角度θ从小到大逐步改变，同时记录下反射光点在刻度尺上的位置.从记录的数据学生可以迅速画出光路图，很有成就感地求出被测量的液体折射率，体验到创新实验思路，可以很精彩地完成一次科学探索.

4 结语

教师灵活机动根据学情、教情需要，精心创设实验，具有高度的灵活性、便捷性，有机渗透于物理课堂教学过程，教师善加利用，化为教学过程的重要手段，极大促进学生的物理思维过程、增强学生手脑结合科学探索的意识与习惯培养，助力于课堂教学过程的优化.

参考文献：

［1］方秋月.高中物理实验教学中促进学生创新思维发展的策略［J］.名师在线，2022（12）：73-75.

［2］卢艺惠.高中物理实验探究情境的创设和实践［J］.中学理科园地，2022，18（01）：95-96.

［3］王瑞.高中物理课堂教学真实情境创设的思考［J］.中学物理教学参考， 2020，49（29）：33-34.

［4］刘文丰.核心素养背景下的高中物理实验教学有效性的对策［J］.新课程，2021（04）：37.

［5］吴业庭.试析如何在高中物理教学中渗透核心素养培养［J］.高考，2019（35）：76.