如何利用趣味小实验提高学生学习高一物理的兴趣

李初民

(广西桂林市临桂区第三中学 广西 桂林 541199)

引言

新课程对于物理课堂提出了新的要求，教师必须要确认新的课程理念和新的教学思路，采取新的教学方法，并且了解目前立德树人教育理念之下的教学观、学生观、质量观，建立更加有效的课堂教学途径，转变传统的教学路径，学会教学，学会学习，与学生建立起有效的链接，改变传统的以教师为主的教学模式，真正将知识、技能、观念、价值传递给学生。在这样的教学背景之下，物理教学需要采取全新的模式，将学生的主体地位凸显出来，真正利用生活化的教学，打开全新教学思路。文章以案例教学作为切入点，分析案例小趣味实验的教学应用，探讨高一物理教学的优化教学方法，提升整体的课堂教学质量。

1.新课程背景之下物理教学趣味实验的价值

趣味实验在物理教学当中有重要的作用，如何利用趣味实验提高学生物理学习的兴趣，国内外学者均进行了深入的研究，但因为认知的差异和条件的差异，很多研究仅停留在实验本身的操作流程和区域性的建设上，并没有充分挖掘实验的内化知识，也没有对这种能力进行充分的拓展，更难以实现人的综合素质的培养，无法满足立德树人的时代要求[1]。同时还有一些学校的学生大部分来自农村，知识面受限，对科技的接触也不多，因此在实验的过程当中对于知识的学习非常受限。因此在新课程的背景之下，探讨高一物理应用趣味实验的价值具备明显的实践性和理论性。通过这种教学，能够全面提高学生的物理知识面，改善学生对于科技的触感，提高学生动手参与物理实验的能力，降低学生对于高一物理学习的恐惧心理，加深学生对于物理学习的兴趣和积极性，并且在一定程度上提高学生的物理学习成绩，与学生进行深入的沟通和了解，让学生真正能够感受到物理学科的魅力。本质上来说，物理是一门实验性学科，同其他学科有许多的不同之处。通过实验教学，学生能够更加了解物理概念和规律的形成过程，在实验的基础之上加深对学科的认知，让学生在动手动脑做实验的过程当中培养起对物理学习的兴趣，真正提高学习成绩，掌握学习方法并应用在实践当中[2]。

2.高一物理教学应用趣味实验的路径

趣味实验是指与高一物理知识相关的物理小实验。兴趣是一个力求认知并趋向某种意向特有的整体观念，是个体主观能动性的一种具体体现。高一物理教学应用趣味实验的教学方法就是要突破学生视野的限制，培养学生的抽象逻辑思维，减少学生对于高一物理学习所感到的困惑，应对学生当前的认知水平，建立起对物理学习的兴趣和自信心[3]。根据制定的实施方案，进行实质性研究；精心设计教学方案，着重应用趣味小实验：(1)绳系杯子进行水流星实验；(2)水滴法替代计时器打点；(3)利用火柴头与电灯细管做火箭(反冲现象)等实验激发学生学习高一物理的兴趣。利用物理教具制作：暗箱、水柱顶球、过山车、离心装置等活动展示学生成果。开展对比性研究活动，并记录实施过程和效果，形成中期成果资料积累。并根据实施的情况和反馈的结果，不断地调整方案。

【案例1】练习使用打点计时器——课后制作：滴水计时器

经查阅最新的课程标准以及综合研读人教版和沪科版的最新高中物理教材，并结合《普通高中物理课程标准》(2017年版2020年修订)，可知本节课程中练习使用打点计时器不仅是学生必做的实验之一，也是高中阶段的首次实验课，除了要完成实验本身的内容以外，还要让学生学会使用和制作计时器，这对以后的物理实验教学有重要影响。其次是学情分析。本节课之前，学生已经系统学习了匀速直线运动、变速直线运动以及平均速度有关的理论知识。因此，学生有能力利用相关的知识进行本节课的实验。在这一阶段的学生有强烈的求知欲，对实践活动有强烈的渴望。然后是目标分析和教学重点的分析。教学难点是根据目标分析以及学情分析综合决定，本课题的教学难点是根据点迹计算时间间隔；使用描点法作图进行数据分析。

最后是教学过程的设计，教学过程又分为课前准备、课堂教学、课后反思。课前准备的内容包括实验器材的准备、学生小组的分配等内容。课堂教学的设计是最重要的，它将是实践活动的蓝本和框架。课堂开始时，教师需要帮助学生进行复习回顾，复习内容包括匀速直线运动、变速直线运动的定义式认识。然后创设情境，提出问题让学生思考可以用哪些方法进行判断物体运动情况，引导学生得出利用相同时间内的位移关系来判断物体的运动情况，从而引出本节课的主要内容——练习使用打点计时器，并能通过打出的点判断纸带的运动情况。然后进入实验环节——练习使用计时器，教师分别从实验目的、器材、步骤、数据、结论这几个方面开展以问题为导向的教学。课后作业：制作滴水计时器，在课后邀请学生动手做一些滴水计时器，并利用滴水计时器打出匀速直线运动、变速直线运动的纸带，方便学生对计时器进一步的理解。

【案例2】机械能守恒定律

本例主要是以小实验引入新课和利用学生制作的小玩具的原理分析进行教学的片段教学设计。

机械能守恒定律新课引入演示:黑板上方用钉子固定长绳一端,长绳另一端系一重物,将重物拉到距老师鼻子2cm距离处。【问题1】我释放重物,重物返回时能否碰到我的鼻子?【问题2】谁来试试?老师释放演示。设计意图:(1)学生好奇,吸引注意力。(2)如果预习好的学生,知道不能碰到鼻子,但老师提出第二问,学生基本不敢试,心理有期待,引起学生兴趣。(3)老师演示,重物差不多返回到老师鼻子处时,有的学生尖叫(担心、刺激)(4)接近师生距离,融洽的进行教与学。

新课教学二、动能与势能的相互转化(1)回顾课前(引入新课)演示实验及初中课本对重力势能和动能的描述。【问题3】从开始释放到最低点,什么能转化为什么能?【问题4】从最低点到最高点呢?【问题5】为什么刚才的演示重物碰不到我的鼻子?(1)引导学生理解重力势能与动能的相互转化。(2)学生在老师引导下得出重物碰不到鼻子的原因,既承上又启下,为后面的机械能守恒条件设下伏笔。(2)老师拿出玩具:溜溜球(演示)。【问题5】能量转化情况?大部分学生玩过,兴奋。大部分学生能回答:重力势能与动能相互转化,但忽略了弹性势能,引导学生分析。(3)拿出课前利用课余时间让学生看视频做的玩具小车。矿泉水瓶、矿泉水瓶盖、橡皮筋、粗竹签等做的玩具小车。旋转后车轮,释放小车,小车走动。学生好奇、兴奋、激起强烈的求知欲,学生基本注意力集中,互相讨论,课堂非常活跃。弹性势能与动能的相互。

3.未来高一物理教学趣味实验的发展展望

总的来看，利用神奇的小魔术(暗箱)、水流星、自制火箭、自制玩具小车小船等趣味小实验，以及对学生实验的课程设计改进教学取得了以下几方面的教学效果，首先，学生的实践能力得以显著的提高。趣味小实验应用在当前的物理教学上，教师可以与学生组成一组自由讨论，研究并实践的物理教学方法，学生能够充分理解实验，并且在这个情况之下完成小组的讨论[4]。在高中物理教学当中，这种趣味小实验的应用方法能够让教师更加关注学生的课堂表现，与学生进行积极的课堂互动，让学生对实验的过程更加熟悉，显著提高学生实验的综合应用能力。其次，趣味小实验应用的方法与传统的教学方式相比，能够引导学生对于实验的每一个环节都非常熟悉，让学生在物理学习当中的参与性大大的提高，学生会更愿意去反思教学过程当中出现的一系列的问题，了解自己动手能力不足所产生的根本性的原因，了解对于实验结果产生影响的诸多因素，学生明显会更愿意思考，并且更加全面的思考[5]。再次，这种趣味小实验应用的方法对学生有效掌握实验的过程起到了显著的作用。学生既可以掌握相应的知识，又可以通过相互讨论的方法，互相之间检查知识掌握的熟悉程度，学生在课堂上遇到困惑时，也可以有人及时的答疑解惑。最后，这种趣味小实验的教学方法能够更有效地帮助学生理解和应用实验的相关结论，通过多样的方法将学生的学习成果呈现出来，学生能够独立的再现知识的过程，并且通过相互之间的理解提高课堂知识接受的效率。但是在这个过程当中，教师也与学生相互尊重，相互补充和相互分享一些矛盾和冲突，影响课堂效率的问题需要教师及时的进行平衡，在这样的学习设计之下，学生会更加积极投入的参与到课程的体验当中来[6]。

针对现有实验教学上出现的一系列的问题，学校和教师还需要不断地进行改进，已有的趣味小实验的设计面临着场地紧张以及学校缺乏实验系统等多项的问题，因此未来学生需要与教师更加有效的互动在一起，弥补目前实验系统缺乏的问题，建设更多的多媒体设备，及时的补足目前教学的缺损[7]。同时在整个教学方案的设计上，教师还要不断地反省，检查目前的方案设计是否有效，是否有趣，是否连贯，在反复的螺旋推进当中不断的精进，同时前人经验也不可忽视，教师需要应用更多的准备时间、更合理的资源调取方法以及更加充沛的精力，争取更多的实验课程的时间，注重细节，注重学生接受变化，了解各种小细节出现问题的原因，不断的进行精进教学方法，其中以学生的需求作为教学调整的主要方向，感受学生的变化，了解学生的主动性和积极性，设计更加具备趣味性的教学方法，提升学生在物理学习当中的参与感和体验感[8]。

结论

总的来看，趣味小实验教学应用在高一物理上，对于提高学生的学习成绩，改学生的学习兴趣，真正提高学生学习的主动性和积极性都有重要的作用。未来在课题研究上还需要不断的优化设计，开展有效的实验教学案例分析，分析问题，判断问题，解决问题，将整个实验设计改进的更加紧凑，有效且有趣，分析学生对目前知识内容的理解程度，在理论层面和实践层面均进行更加深层次的探索，使当前的实验教学更加完善，更具备可操作性。