■李勇 王文娟
高中物理实验教学的几点思考
■李勇 王文娟
10.3969/j.issn.1671-489X.2013.14.104
物理是一门以实验为基础的学科。从高中物理教学实际出发,结合相关教学理念和思想,分析高中物理实验对教学的重要意义,并提出几点物理实验教学的策略,以期对高中物理实验教学有所借鉴。
物理是一门非常重视实验教学的学科。新课改明确提出要高度重视学生整体素质的提高,物理实验可以促进学生自学能力的提高,使他们在实践操作中加深自我体验,更深刻地理解物理学科的相关原理知识,使他们在获取大量知识的同时也能使自己的观察分析和动手操作能力得到提高,促进综合素质的全面发展。所以,高中教师必须在新课改基本思想的指引下,不断发展和完善实验教学。
物理学科存在很多抽象难懂的概念和理论,学生理解起来往往会感到非常困难。而物理实验教学能够带给学生最直观、具体、形象的感性认识,为他们掌握和理解知识提供了条件。在参与实验教学时,学生能够通过对实验现象的观察来更好地认知基本的物理概念与规律,深化对知识的理解和掌握。
以“电磁感应”相关知识的教学为例,学生很难理解存在于电磁间的作用力,这时就可以把闭合电路中的导体放到磁场中,并来回做切割时出现的运动,这样,导体中就会产生电流。学生通过对实验现象的认真观察,很容易就能发现物理知识的基本规律,进而大大提高学习效率。
物理实验教学既能够把与学生所掌握的认知理论相背离的各种奇异现象展现出来,还能为他们创造自主设计和动手操作实验的机会,能够使他们的主体作用得到最大限度的发挥,改变传统的教学模式。可以起到提高学生对物理学习的兴趣和信心的效果。
物理实验教学中各种教学手段与方法的合理运用,可以引导学生主动参与实验过程,在师生之间和学生之间展开充分的交流和互动,最终完成既定教学任务。在这个过程中,学生自主分析和解决问题的能力得到了提高。除此之外,教师也可以设计各种探究式实验,引导学生在实验活动中把自己的潜能发挥出来,鼓励他们大胆提出自己的观点,并通过实验来验证自己观点的正确性,在这个过程中实现对创新能力和知识运用能力的培养,并逐步养成实事求是、求实创新的科学素养。
学生通过对实验现象的认真观察,很容易就能发现物理知识的基本规律,进而大大提高学习效率。
演示实验作为一种行之有效的实验方法,在多年教学实践中扮演着举足轻重的角色。在开展实验教学的过程中,要给予演示实验充分的重视,教师要仔细研读教材,把握知识要点,根据教学目标有针对性地设计实验步骤,精心准备实验材料、设计实验方法,要将实验效果形象、生动、具体地展现在学生面前,力争让学生了解实验的目的和关键点,保证实验的高成功率,对学生具有参考价值,让学生了解知识的产生过程,真正理解物理概念定理与公式的涵义,强化掌握能力,推进教学工作深入开展。
例如,在教学“自由落体运动”这部分内容时,教师可身体力行,准备一只皮球,将之举过头顶,然后松手使其只在重力的作用下自由落下,为学生创设自由落体的情境,同时提出思考问题:“自由落体运动有什么规律?在什么情况下物体才能完成自由落体运动?”另外,教师可以引导学生亲身实践,感受自由落体运动,这样一来,不但可以深化学生对自由落体规律的认识,同时可以让学生感受物理世界的神奇与奥妙,提高学生对物理学习的兴趣。
物理教学的最终目标是培养学生能够利用理论知识解决实际问题的能力,因此,只有让学生亲身参与实验过程,才能让学生深入掌握知识的本质,将理论知识转化为自己的理解,内化为自己的能力,拓展思维,提高探究实践能力。在教学活动中,学生表现出强烈的求知欲和好奇心,总想付诸实践来探究竟。但也有些学生因为害怕失败和能力的不足,不敢付诸行动。因此,教师要促进实验教学多层次、多角度、多方位,满足不同层次的学生的实际需求,给学生提供一个轻松开放的实验环境,让学生学有所获,不仅可以帮助学生养成良好的学习态度,还有利于学生创新思维的培养,锻炼实践技能,为学生今后的学习、工作打下坚实的基础。
应把自己身边常见的器具与材料充分利用起来,制作成比较简单的实验用器材。
学生经常用到的器具以及玩具等都是非常重要的实验材料。所以,教师应把自己身边常见的器具与材料充分利用起来,制作成比较简单的实验用器材。这些亲手制作的实验仪器,具有外形直观、操作简单等优点,可以一定程度上解决仪器和实验经费缺乏等问题,既丰富了教学资源,也方便了学生的动手操作,对他们实验技巧的发展以及创新意识的培养都能起到很好的作用。比如:在进行光线的反射、折射以及直线传播等实验时,就可以使用激光玩具枪来进行实验操作;使用废弃的盐水瓶制作成水流匀速流动原理的演示器,还可以用来演示斜抛和平抛运动;使用一个小的气源和空洗手液瓶来演示喷雾器的工作原理;用一个侧面打孔的装满水的易拉罐来模拟完全失重的现象;自己制作水火箭来模拟反冲运动的情形;等等。
首先,当今信息技术的飞速发展以及互联网技术的广泛运用使物理教学出现重大变革。物理教师应在物理实验中充分运用信息技术,借助计算机进行数据测量、结果分析和数据处理,建立起数字化的实验室。比如在研究加速度跟质量和力之间的关系的实验中,借助Excel软件所具有的函数功能,就可以很轻易地把曲线描绘在a-1/m或a-F的坐标系内,既节省了处理数据的时间,也大大提高了精度。
其次,与传统的文字材料和投影片相比,多媒体课件具有更强的表现力和交互性,具备更大的信息量,能够更好地创设生动形象的教学情境,把那些动态化的、相对复杂的物理过程更好地模拟出来。
实验过程是活跃思维、培养创新意识的过程,可以说实验是生活实践的一种简单形式,实验操作不但可以巩固理论知识,同时激发学生合作创新意识,让学生养成自主探究的精神。教师要充分利用课下的时间,引导学生开展简易的小实验,提高教学质量。
例如,笔者在课余时间经常组织学生参与研究兴趣小组,让学生以小组的形式,探究自己感兴趣的物理现象,如“给自由落体拍摄频闪照片”“计算沙子的摩擦因数”“高空落蛋”等简易实验,这些实验抓住了学生好奇的心理特点,为学生搭建了探究未知、展现自我的平台,活跃了学习氛围,调动了学生学习的积极性和对物理学科的热情,让学生在满足中快乐成长。
当然,由于研究水平和能力有限,笔者提出的物理实验教学策略只是浮浅的尝试。为更好地推动物理教学改革,需要物理教师不断加强学习,在教学实践中不断进行改进、创新,只有这样才能进一步提高教学水平,使学生在物理实验教学中得到全面的锻炼和提高。
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山东省淄博市第十中学)