曹杭云
【摘 要】科研思维是一种重要的物理实验思维,是提升高中生物理实验操作能力的重要保障,强化其在教学中的专项培养研究意义重大。本文立足于高中物理实验教学,就如何渗透科研思维培养理念进行了深入探索。
【关键词】高中物理;实验教学;科研思维;培养对策
物理是一门重实验的基础教育学科,产生和发展于实验。离开了实验,物理知识就成了无源之水,无法实现可持续发展。物理实验课是高中生开启科学研究的一个初级发展平台,在物理课上,教师除了要注重提升学生的物理实验操作技能,还要注重培养他们的自主科研能力,所以,如何有效地在物理实验教学中渗透科研思维培养理念是当下值得深入探讨的重要课题。
一、基于基础实验课程知识学习,渗透科研思维
科学思维培养的基础与前提是良好的自主学习能力,尤其是要使高中生具备充足的基础实验课程知识,在其中渗透科研思维培养理念。高中物理实验涉及许多经典的基础物理实验、探究性实验、综合性实验等,相应的实验内容涵盖了光学、热学、声学、力学以及电磁学等各方面的物理知识。为了使学生顺利开展科研探索,提升他们的实验操作能力,教师在向学生渗透科研思维的过程中,要重视引导学生积极学习基础实验课程方面的知识。比如,教师要为学生讲授实验器材等相关知识,使他们提前了解这些必要的物理实验仪器和设备的基本操作及注意事项,这是提升学生科研能力的重要保障。
例如,在学习“弹力”部分物理知识期间,为了提升学生的实验操作能力,深化学生对这部分知识的理解,教师可在实际教学过程中为学生做一个示范,引导学生初步认识这一基本物理概念。比如,教师可以先为学生准备弹弓和弓箭等玩具,引导学生自己拉一拉这些玩具,使他们切实体会和感受橡皮筋形状改变过程中对应弹力的变化情况,或者引导学生通过捏一捏橡皮泥感受物质的“弹性”,借助这种动手实验操作能够帮助学生了解“弹性”这一基本物理概念,深化他们对这些物理知识的理解与认识,可为提升学生的科研能力奠定坚实的基础。此外,教师在引导学生理解与掌握相关数学概念、公式和规律的过程中要加强教学引导,期间渗透科研思维意识,逐步提升学生的自主学习能力,这对提升他们的科研能力会产生积极影响。
二、基于自主实验设计能力培养,渗透科研思维
在以往的高中物理教学中,许多教师都是对照着物理教材开展实验教学。学生在这种按部就班的实验操作下无法有效發挥自己的思维,也影响了实践动手操作能力的培养,更不利于提升学生的实验设计能力和科研能力。因此,为了促进学生科研思维的发展,提升他们的科研能力,教师在平时的物理实验教学中同样要注意培养学生的实验设计能力,具体包括自主探究能力和实验方案设计能力等,避免重复、僵化的机械化实验操作,否则会限制学生科研思维与能力的发展。
例如,在学习“摩擦力”部分物理知识期间,为了发展学生的科研思维,提升他们的自主实验设计能力,教师要注意为学生设计一些实验探究话题,如可以以“摩擦力大小和哪些因素之间有关”为探究性实验的主题,引导学生以小组合作的方式展开探究,鼓励他们大胆思考,提出自己的实验方案,并通过实验验证自己的想法。比如,有的学习小组会提出在粗糙地面和光滑玻璃片上进行小木块滑动实验,由于木块在光滑玻璃片上的滑动比较容易,学生会得出接触面是影响摩擦力大小的一个重要因素;有的学习小组会在同一个地面上推空箱子和装满砂子的小箱子来验证压力是影响摩擦力大小的一个因素等。通过引导学生自主设计探究性实验方案,可以促进学生科研思维的发展,也能有效提升他们的自主探究能力、创新能力及实验设计能力。
三、基于学生科学分析能力培养,渗透科研思维
实验结果分析是科研思维的一个重要体现。离开了科学的实验结果,会影响学生对相关物理知识或现象的理解,也无法发挥科研思维在提升高中生实验能力方面的积极作用,所以,为了培养高中生良好的科学思维,教师在平时的物理实验教学中要重视对学生科学分析能力的培养。特别是在高中物理验证性实验教学中,教师要重视锻炼学生的科学分析能力以及实验数据处理能力。
例如,在平时开展物理实验教学期间,教师要注意将一些常见的实验分析方法或数据分析和处理方法传授给学生,并使学生掌握Excel等一些统计学计算软件,以此帮助学生快速处理实验数据,这对提升他们的实验结果处理能力会产生积极影响。比如,针对“平抛运动”“自由落体”等一些运动学方面的物理实验,教师要注意引导学生利用“v-t”“s-t”等坐标图示辅助处理物理实验数据,这样可以深化他们对实验结果的理解和认识,提高他们的科研能力。
总之,科研思维是高中生需要具备的一种基本思维方式,也是提升他们实验能力中不可或缺的要素。为了在物理实验教学中顺利渗透科研思维培养理念,教师可以从基础实验课程知识学习、自主实验设计能力和科学分析能力培养等方面入手,持续渗透科研思维培养意识,不断提升学生的物理科研思维能力。
【参考文献】
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[2]王刚.高中物理教学中学生创造性思维的培养分析[J/OL].学周刊,2019(13)