简析物理实验在物理教学中的重要性

于江浩 张勇

【摘要】实验是物理学的基础。在物理学的发展史中，经典物理和现代物理都因为某些实验的成功完成而取得巨大进步。实验可以验证理论的真伪，无数次物理的进步都是经过实验来推动的。物理知识有很多是抽象和复杂的，这些知识是很多实验的总结。因此，有必要在課堂上进行实验，把复杂难懂的抽象知识变成直观的体验。

【关键词】物理教学 物理实验 重要性

物理核心素养是新课程改革的重点。物理教育要紧紧围绕学生物理核心素养的培养，学生的物理核心素养如何培养，这个问题的意义很大。物理核心素养包括“物理观念”“科学思维”“科学探究”和“科学态度与责任”四个方面，如果物理学是一颗大树，那么物理实验就是这棵大树的树根，学生的物理核心素养就是这棵树的果实。物理实验（教师演示实验、模拟演示实验、学生实验等）在课堂上帮助学生学习理解物理知识有重要的作用，它可以把抽象枯燥无趣的物理知识变成生动有趣丰富多彩的课堂。同时，也能发展学生观察、思维、创新实践等方面的能力。通过实验的方式来提高学生的核心素养有巨大的前景。作为教师，要探究如何利用实验来提高学生学习物理的效果。

一、实验在物理教学中的作用

物理学与生活密切相关，学生在生活中有很多认识和经验，这些认识和经验也叫做前概念。前概念是指学生在进行学习新课前，对相关知识已有的了解与认识。很多前概念就是对生活的直接观察，有正确的也有错误的。那么，如何纠正学生错误的前概念呢？如果仅仅让学生去读书去死记硬背，那么等到学期结束时学生又能记住多少呢？爱因斯坦说：“在物理学中实验应该作为首要的学习课程”。如果让学生亲自参与设计实验，直观的观察，会让学生认识到之前积累的错误的前概念，形成正确的知识。

可能有人会说教材中或者一些资料上面有实验的图片，让同学们看一看图片不是也可以么。对此，我想举一个生活中的例子，来对比观看图片和亲自做实验的区别，让学生看图片，学生是一个旁观者。让学生做实验，学生是一个参与者。旁观者对图片不需要很多注意力，因为结果对旁观者并没有什么好坏，而参与者与实验紧密联系在了一起，实验的结果对他的影响很大。所以，他就会努力去控制实验影响实验。旁观者就像是呆在配备空调的屋子里看着窗外在炎炎烈日下行走的路人，外面的高温与阳光对他而言并没有什么感觉，但是在外面行走的路人就不会这样，曝晒与高温会影响他的前进，这对他的影响是很直观的。所以，实验参与者会对过程付出努力并且对实验的结果很关注。所以他会控制过程进而影响实验结果。实验者的参与性就非常好。这样，不仅学生在实验中会获得物理知识，而且学生对物理的兴趣也会随着参与度的提高而提高，兴趣是最好的老师。

现在的学生大多是独生子女，他们在家中备受宠爱，在家里过着皇帝一般的生活。他们的性格会有一些缺点，如自私自利、做事情以自己为中心。这些缺点如果不改正，等到学生进入社会，是不可能承担更大的责任的。而物理实验是以小组为单位，合理分配小组的成员使这个小组里面的组员每个人都有各自的优点，在这个小组里每个组员都可以展现出自己的闪光点，这里的组员每个人都是平等的，都为这一个共同的目标而努力。教师的任务不仅仅是教授学生知识，在学生的社交能力性格培养方面也要给予重视，而这些能力都可以通过小组实验来培养。

二、实验在教学中的地位

近年来，为了培养更多符合时代发展的人才，对物理学的教授也要得以改变，过去以教授课本为主实验为辅的模式应该改变，物理实验的地位应该进一步提高。应该以实验为主，通过物理实验来进行物理知识的讲解，在探究中学习物理，所以既要引导学生学会学习的方法，又要培养学生的科学探究能力和实践能力。

在这样的背景下，必须要改变物理的教学方式以达让学生自主学习。物理教学的优点也会不断发现，实验教学生动有趣，也有利于培养学生的性格。而且物理实验组织形式多样，可分为教师演示实验、学生参与学习实验、学生分组实验等类型。也可创造将各种实验模式结合在一起的实验类型，发挥各类型的优点。物理实验教学以后一定能成为物理教学的重点之一。

三、国内外实验教学现状

应试教育是我国教育的主要形式之一，在“填鸭法”“灌输式”的教学方法下，学生死记硬背、机械记忆。出现了许多高分低能的学生。例如，在以前的课堂上，教师只是口头讲授物理实验过程与结果，并不现场演示物理实验，给学生的知识是死板的，并没有带来更多的感性知识。

当前，各个学校都在推行探究式物理教学，但是许多学校仍然没有落实新的物理教学观，主要表现如下：（1）教师通过口述，结合黑板解释实验或者通过播放实验视频代替了学生直接操作实验。（2）在学生亲手做实验时，教师提前讲解原理并把实验步骤完全固定好，让学生重复做实验，得出千篇一律的答案。而不给学生机会思考，为什么要这样做。（3）教师能力不足，在课堂上开展实验探究教学，对教师也相应的提出了很高的要求，它要求教师具有专业的素质和能力。

而在国外，如在美国，教师鼓励学生通过探索和研究来自主学习。将实验过程细化，而结果却显得不那么重要，这和我国的教育理念恰恰相反。在探索和研究的过程中学会相对应的学习和思维方法。重视实验的准备，不惜在准备上花费大量的时间。在一个轻松的氛围中讲解实验，发挥一个好的实验在教学中的积极作用。在日本，学校提倡学生多进行各科实验，在进行各学科实验的过程中培养学生的科学精神，培养学生的自然科学观。

以这种方式培养出的学生相对我国学生而言，具有更强的创新性、实践性、观察能力。因此，在基础物理教学过程中，我们要发现自身的缺点，学习国外的优点，在教育理念以及教育模式上进行提升，使我国的教育更适合人才的发展。

四、物理实验发展方向

在数字化的今天，已经有很多数字化物理实验器材，如美国的PASCO、中国的DISLAB，这些试验系统有灵敏的传感器，传感器与电脑相连接，在电脑的软件上进行数据处理和计算。通过计算结果，来观察物理原理是否得以验证。数字化物理实验具有实验精度高、实验效果好，可以节约计算时间等优点。可以将学生的注意力集中在实验的本质上，并且利用实验设备可以进行实验的创新设计。同样的物理原理可以通过不同的实验方案来进行验证，给学生更大的探究空间，也培养了学生的创新精神。

五、总结

在物理教学过程中，以实验为主，调动学生的主动性与参与性，是提升学生物理核心素养的主要方法之一。采用实验教学会使传统物理教学的一些缺点得到改善，它在教学中的地位是非常重要的。因此，我们要在目前的基础上，在更新实验教学观念、提高实验效果、提高学生的动手能力方面加以研究，优化物理实验教学，给学生更好的实验体验。

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基金项目：吉林省高等教育教学改革研究课题，课题名称：人工智能背景下的物理师范生教学素养培养机制研究;吉林师范大学高等教育教学研究课题（重点），课题名称：物理学科背景下大学生创新创业能力培养研究与实践。