高中物理理论教学.docx

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高中物理理论教学

高中物理“理论教学”与“实验教学”的互动与能动

　　“学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯，能运用物理知识和科学探　　究方法解决一些问题”是《普通高中物理课程标准》中的重要目标之一，要求学生经历科

　　学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律

　　。

通过物理概念和规律的学习过程了解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型和数学

　　工具在物理学发展过程中的作用。

　　面对新的课程标准、新的教材、新的教学要求，不少教师一时难以适应。

课程标准对高中学

　　科目标要求比较宏观，不像过去教学大纲那样的细致、具体，加之既有必修模块，又有诸多

　　的选修模块。

这种现象反映在教学上，教师就是感到对教材知识点的内涵和外延把握不准；

　　大量的探究、实践内容，可能会使不少教师感到课时不够，再加之目前升学考试的压力，不

　　少教师为完成教学任务，在主观或客观上并不十分重视物理实验教学，无奈地选择以理论教

　　学为主的单一模式，而实验教学却被大幅度地削弱了，高中物理课堂教学就很难看到新课改

　　的踪影！

　　1　理论教学与实验教学两张皮有悖物理学的本质

　　物理学的核心是理论，物理理论是系统化的、科学化的知识，是关于客观事物的本质及其规

　　律的正确的认识，是经过逻辑论证和实践检验，并由一系列概念、判断和推理表达出来的知

　　识体系。

物理理论具有概括性、同一性。

　　实验是物理学的灵魂，是科学研究的基本方法之一。

物理是以实验为基础的学科，也就是物

　　理学的定义、定理、规律、定律都建立在大量的实验和实践活动基础之上。

物理实验具有个

　　别性、针对性。

　　物理是一门理论和实验相结合的自然科学，理论的正确与否需要实验的验证，实验的进行需

　　要理论的指导，他们本是同根相生的“两兄弟”。

然而，由于诸多因素，这两方面的教学却

　　被

　　人为地完全割裂开来，出现了理论教学与实验教学相分离的现象，即在理论教学的过程中，

　　一味的强调知识和能力，而忽略了实验教学的重要性；而在实验教学中却没有意识到理论指

　　导的重要性，也就是通常所说的“两张皮”现象！

　　2　理论教学与实验教学须臾不可分离

　　物理理论和实验之间是相辅相成的辩证关系。

没有物理实验，物理理论就没有了基础的；没

　　有了物理理论，物理实验也就失去了方向。

　　在物理学发展史上，人们看到，实验的发现和研究与理论的探索是互补的，它们共同或交替

　　促成了物理学的进步。

有的时候，是某些实验发现导致了理论工作的巨大发展，而有的时候

　　，则是某项理论工作导致了重要的实验突破。

李政道（1987年）表述了物理学家的两个定律

　　：

　　第一定律：

没有实验家，理论家趋于浮泛。

　　第二定律：

没有理论家，实验家趋于摇摆。

　　2.1　理论教学重在知识的积累和能力的养成

　　物理理论是从大量的物理事实、物理现象中抽象地概括出来的，反映了物理事实、物理现象

　　等共同的本质属性和普遍规律。

理论教学“以必需够用为度，以应用为目的”的原则，教学

　　重

　　点放在“掌握概念，强化应用，培养能力”上，实现传授知识和发展能力两方面的教学要求

　　，而能力的培养要始终贯穿在教学的全过程。

　　知识是能力的前提和源泉,知识的力量就在于它为能力的形成及提高打下坚实的基础,就象万

　　丈高楼必须有坚固的地基一样。

只有学习，掌握、积累了一定的知识，并且消化理解付诸实

　　践后，才能形成能力，没有知识的吸收与积累，能力也就成了无源之水，无本之木。

　　在理论教学中，除了传授知识，更重要的是应不断指导学生学习运用知识解决实际问题，从

　　而完成从知识到能力的转化。

　　对于学生能力的培养要重点体现以下几方面：

逐步培养学生具有比较熟练的分析推理能力、

　　综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力、物理建模及使用计算机求解问题的能力、初

　　步抽象概括问题的能力以及自主学习终身学习的能力。

　　我们教师教学中要结合教学内容及学生特点，选择适宜的教学方法与教学手段，有意识、有

　　目的、有重点地营造有利于学生能力发展的氛围，启发学生的思维，促进学生能力的提高。

　　在学习过程中,学生养成的能力可分为“获得知识的能力”与“运用知识的能力”两种。

　　“获得知识的能力”的培养目标是要学生学会学习,即掌握科学的学习方法,这需进行一系列

　　训练,然后产生“迁移”；“运用知识的能力”的培养要通过训练、演习、反复,从实践到认

　　识,再从认识到实践的循环不止的运动,才能使学生对运用知识的技能产生上升式良性循环。

　　然后,随着学生知识面的进一步拓宽,运用知识范围的进一步扩大,学生逐步具有了运用知识

　　的能力。

　　学生“获得知识的能力”是学生“运用知识的能力”的前提。

因为学生的知识量制约着

　　学

　　生运用知识能力的大小,即只有知识不断得到积累的量变,才会产生运用知识的能力的质变。

　　知识转化为能力是一个变化发展的过程。

积累——运用——再积累——再运用，以至无穷

　　。

正是在这个过程中实现知识到能力的转化,达到发展智力,培养能力的目的。

　　总之，知识的积累和能力的培养二者就像庄子的大鹏鸟的两只翅膀，相互依存又相互促

　　进。

学习知识的过程是一个渐进的丰富积淀的过程，它对能力的形成和发展是一片肥沃的土

　　地，在这片土地上播种，才能长出茁壮的幼苗，最终结出丰硕的成果，实现让学生学会学习

　　、学会思考，学生才会有独立的思想和创造的目标。

　　2.2　实验教学重在探究能力的提高和科学素养的培养　　从本质上说，物理学是一门以实验为基础的自然科学。

所有物理规律的发现，物理概念的建

　　立和定律的形成，都以实验为基础，并为实验所验证。

物理实验作为物理教学的基本手段，

　　有其特殊的教学功能，通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，可以加深对物理学

　　原理的理解。

因此在物理课堂教学过程中，实验教学不可或缺，它不仅能够激发学生的学习

　　兴趣，引发学生的学习欲望，还能有效地培养学生的观察能力和实践动手能力，培养学生科

　　学实验素养，全方位提高学生素质。

　　2.2.1　强化物理演示实验教学，激发学生学习兴趣

　　心理学研究表明，学习兴趣是学习活动中最现实最活跃的心理成分,是非智力因素中的一个

　　要素,也是调动学生学习积极性的强大动力。

因此，激发学生的学习兴趣是提高教学效果的

　　重要手段之一。

　　演示实验是指为配合教学内容由教师操作示范的实验，具有生动、直观、新奇的特点，容

　　易激发学生的直觉兴趣；是教师施展教学艺术的独特方法，通过演示实验能将微观变宏观、

　　将抽象转具体、将复杂变简单、化枯燥为生动，把要研究的物理现象清楚地展现在学生面前

　　，使学生对物理事实获得具体的、明确的认识，这是理解概念和规律的必要基础。

如能充分

　　发挥实验的趣味性、奇异性、多变性，就能创造出生动的情景，使学生思维活跃，收到意想

　　不到的教学效果。

　　例如，在研究物体受到力的作用时都将发生形变这一问题时，因微小的形变学生很难察觉，

　　从而对石块、玻璃杯或者钢棒之类的坚硬物体受力作用时,它们是否会发生形变产生疑问。

　　教师可准备一只椭圆截面的玻璃瓶，在瓶口的橡皮塞子中穿一根两端开口的细玻璃管，玻璃

　　瓶

　　内装满红色的液体，调节橡皮塞使红色液体的液面位于玻璃管的中段，并在玻璃管的一侧固

　　定一个白色的背景屏以利于学生观察。

教师演示时可分别沿瓶子的椭圆截面的短轴方向和长

　　轴方向向里挤压，使学生观察到玻璃管内的水柱液面明显上升和下降。

通过这个演示实验清

　　楚地显出演示内容的本质特征，纠正了学生认为坚硬的物体不会发生形变的错误观点，从而

　　使学生对形变有正确的认识。

　　2.2.2　强化物理操作实验教学，培养学生观察和分析能力

　　学生要进行科学探究，就离不开物理实验，加强实验教学是提高物理教学质量和开发学生探

　　究力的有效途径。

在物理实验教学中，教师的演示实验对培养学生的观察能力、引发学生的

　　学习兴趣具有重要作用，但要让学生学会研究问题的方法，培养学生的探索精神，更需让学

　　生动手进行操作实验，在实验中通过观察、思考、分析、动手发现问题、解决问题，从而掌

　　握一些基本的实验技能并不断提高观察、分析问题的能力和创新思维能力。

　　例如，在讲授“牛顿定律”时，教师可引导学生在测量加速度大小实验的基础上对加速度、

　　力

　　和物体质量间的关系进行研究，根据实验原理、实验要求，利用控制变量的方法对实验进行

　　设计。

在实验中正确记录实验数据并进行分析和运算，与理论计算的结果进行比较，找出实

　　验误差的原因和解决的方法，从而有效培养学生的动手能力、思维能力和实验能力，并有效

　　地巩固所学的物理知识。

　　2.2.3　小组合作讨论探究，进一步培养团结协作精神

　　当学生实验探索过程中遇到困难时，教师在指导过程中感到分身乏术。

通常的办法是利用部

　　分好学生以点带面，充分发扬团队的合作精神；学会主动参与讨论，主动与他人进行交流，

　　善于发表自己的见解。

教师要使学生逐步体验到通过合作学习可以解决很多自己解决不了的

　　问题，合作学习可以提高每个人的能力，使大家友好相处，从而对合作学习产生认同感。

教

　　师还要鼓励学生主动参与讨论，对学生进行合作学习的方法指导；鼓励学生主动与他人进行

　　交流，细心地听取别人的意见，学会从倾听中博采众长，萌发灵感；鼓励他们敢于发表自己

　　的意见，有计划地培养学生的合作技能，引导学生认真进行讨论和学习。

　　例如，在“电阻”这一节的教学中，对于影响电阻大小的因素，如果只是将结论直接给学生

　　，

　　学生往往很难记住或者搞不清长度、粗细、材料三者与电阻的比例关系是正比还是反比。

如

　　果采用小组合作探究式教学，让学生分别在三种情况下（①材料、长度相同，粗细不同；②

　　材料、粗细相同，长度不同;③长度、粗细相同，材料不同）进行探究，通过自己的实验得出

　　结论，将会使他们对三个因素的影响理解得更透彻。

在探究过程中，教师还可让学生互相交

　　流讨论，就实验过程中出现的问题交换意见，寻求解决的方法，有的学生在交流过程中就发

　　现这样的问题:

为什么实验中导体的温度都要保持一致呢?

难道温度也是一个影响因素?

于是

　　学生动手设计方案，动手做实验，终于发现导体温度越高电阻越小，也即温度也是影响导体

　　电阻大小的一个因素。

　　2.2.4　通过实验课的教学，培养学生的实验技能和创造性思维能力

　　物理实验不仅是学生获取物理知识、认识物理规律、形成物理概念、提高各种能力的重要途

　　径，而且在学生的创新精神和创新能力培养上所起的作用是其他学科不能替代的。

综合性设

　　计实验可以增强实验效果，较好地调动学生实验的积极性，较好地发挥学生的创造性，培养

　　独立工作的能力，使学生有更多的动手机会，让学生在掌握实验原理和仪器使用方法的基础

　　上，按照自己的思维去设计实验方案、组合实验仪器，然后完成某一项目的实验。

　　例如，要求学生设计一个验证动量守恒定律的实验，学生根据所学的物理知识，通过积极的　　思考、讨论，设计实验方案，通过实验学生自己摸索出一套正确的实验方案和方法。

实验中

　　，学生亲身经历了设计方案、论证实施、设计图表、组合安装、排除故障、整理数据、推导

　　结论的全过程，从中体会到了探索真理的艰辛和成功的乐趣，领略到了实验科学的独特魅力

　　。

同时也可验证自己的设想是否正确，提高了学生实验能力以及分析、解决实际问题的能力

　　。

　　由此可见，物理实验对提高教学质量有着极其重要的作用,不仅能帮助学生获得系统性的物

　　理实验操作的基本知识、基本方法和基本技能，还能激发学生的学习积极性，更有助于培养

　　学生观察、提出问题、分析问题和解决问题的能力，培养学生严肃的科学态度、严谨的科学

　　作风、严格的科学方法，从而全面提高学生的整体素质，以便培养出一批适应现代化科学技

　　术迅猛发展的高素质人才。

　　2.3　实验能力的提升进一步促进物理理论的学习

　　物理学是一门理论性很强的学科，某些概念和规律较为抽象，单凭课堂讲授，要求学生掌握

　　这些内容是困难的。

物理实验作为物理教学的基本手段，有其特殊的教学功能，通过对实

　　验现象的观察、分析和对物理量的测量，可以加深对物理学原理的理解，都会给学生直观、

　　深刻的感性认识，从而为正确而深入地理解物理概念和规律提供了条件。

因此，我们有必

　　要对物理实验在教学中的作用进行探究，以提高物理教学的质量，进一步促进物理理论的学

　　习。

　　例如，讲重力时，在做过重力演示实验后，问学生“为什么一切物体在没有支持的时候都要

　　向地面降落，而不向其它的方向运动?

”学生有的说，是因为落到地面才有支持作用，有的

　　说

　　是物体受地球的吸引作用，这时，不忙于得出结论，再把一纸片、钢球等大小不同物体抛向

　　空中，它们失去支持作用时，都会不约而同地往地面降落，引导帮助学生进行分析，最后概

　　括出：

地球对它周围的一切物体有引力而使物体受到重力。

又如,讲光的反射定律时，定律

　　中有一条：

反射角等于入射角，问学生能不能说入射角等于反射角呢?

有的说能，有的说不

　　能，争论不休，引导学生分析光的反射定律的不可逆性，比方说人只有两只脚，但反过来不

　　能说凡是两只脚的就是人，做个实验来说明，一个界面上先要有光的入射，才能有光的反射

　　，若没有光入射，就无所谓光反射。

定律中的“等于”二字，是指反射角的大小由入射角的

　　大小来决定，或者说反射角的大小决定于入射角的大小，这样，学生弄清了缘由印象就更深

　　了。

　　2.4　理论教学为实验教学服务，是实验教学的基础

　　一个实验物理学家，如果没有一定的理论物理基础是万万不行的！

实验物理学家在观察试验

　　时，观察什么、能观察到什么、应该注意的问题、观察结果的解释等等，都与他的理论物理

　　、哲学等修养有密切关系！

如果他先入为主，如果他固执己见、固守成见、毫无客观心态，

　　也没有一个正确的哲学观念的引导，理论修养也不够，那么他很可能什么有价值的线索也发

　　现不了，或者视若无睹，或者歪曲理解，或者不知所措！

　　中学阶段学生动手实验的机会较少，以至于他们在做实验时总会不知从何开始，束手束脚。

　　因此，实验前要学生自己思考试验目的、理清实验步骤、整理实验仪器，以及预测实验可

　　能出现的现象和问题等等，实验过程中教师不要过多干预学生，要让学生大胆实验，出现

　　问题及时提醒，让学生自己思考该实验建立在什么理论的基础上，实验步骤出现问题是自己

　　理论知识上理解有误还是用错了理论知识，如何纠正了。

所以，理论教学是为实验教学服务

　　的，是实验教学的基础，只有具有了扎实的理论基础，实验中遇到的种种问题才能迎刃而解

　　。

　　2.5　理论教学与实验教学并重有利于物理教学的优化

　　物理理论教学与实验教学非但不是两个水火不相容的矛盾体，而应该是相互依赖、相互依存

　　的对立统一体，实验教学应当与理论教学有机结合才能相得益彰。

　　学生在实验过程中，通过对每一个实验原理的思考，仪器的安装与使用，实验条件的选择数

　　据的记录与结果的处理，可以逐步培养严谨的、踏实的工作作风和实事求是的科学态度，锻

　　炼和提高独立工作能力，培养良好的科学素养。

　　在进行基本实验教学的同时，进一步强化理论，使相关知识系统化，在理论上将有一个飞跃

　　，使获得的知识与技能达到新的高度，就可能促使知识、技能向科研能力方面的转化，运用

　　已有知识技能去分析和处理问题，在实验中获得一定的科研能力。

　　3　新高考要求理论教学、实验教学须有机结合

　　为了让学生既能轻松掌握高度概括的理论知识，又能很好地将理论知识应用到实际的生产和

　　生活中，在实际教学中就必须采用实验教学和理论教学相结合的教学策略。

新课程中所列出

　　的所有实验，是让学生对物理事实获得具体的、明确的认识，以便达到对物理概念和规律的

　　理解，同时也是培养学生实验能力的主要依托。

实验的过程蕴含了丰富的科学思维和科学方

　　法，实验能力是一种比较全面的综合能力，实验能力对于学生发展的意义和重要性是不言而

　　喻的。

在当前以重视能力和素质考查为特点的新一轮高考改革中，对学生实验能力的要求愈

　　加重视，新颖的高考实验题层出不穷，可谓“新高考，新实验”，这就更需要强而扎实的理

　　论基础作为后盾。

　　根据不同的学情、不同的知识体系，采用不同的教学方法，使学生的知识建构和综合素质得

　　到全面发展才是课程改革的真正目标。

就像理论课时通过演示实验将理论上可以出现的现象

　　、得到产物和数据一一展现在学生的面前；实验课时将理论知识在实验过程中重现，巩固理

　　论知识的同时又能举一反三，融会贯通。

　　所以，“理论教学”与“实验教学”并非不可调和，它们应当相互补充，相互促进。

传授

　　中科学地引入探究，探究中巧妙地融进传授，都能极大地提高课堂效益，这才是我们为之追

　　求的较高境界的教学艺术，也是新高考对我们的要求。