基于实验设计的高中物理教学策略探究

黄金荣

(福建省厦门市海沧中学,福建 厦门 361026)

高中物理是一门实验性很强的重要学科.只有高度重视实验教学,设计可靠的实验方案,组织学生乐于参与实验活动,才能够开启课堂教学新格局,彻底打破传统的教学模式,有效促进学生综合素质与综合能力的全面发展.基于实验设计的高中物理教学,既要突出学生的主体地位,也要融入科学思维,深挖学生的内在潜能,妥善解决教学形式化及授课表面化等问题,满足学生的学习需求,让越来越多的学生爱上物理实验课.

1 高中物理教学中实验设计的相关问题

1.1 学生地位并不突出

目前来看,很多教师依然按照自己的想法和教学经验,设计教学方案,策划实验活动,很少会结合学生的认知特点,设计探究性较强的实验项目.所以,学生的实验能力无法得到有效的提升,极难摆脱学习困境,沦为学习机器[1].此外,还有很多教师虽安排了实验活动,却未锻炼学生主动动手与合作探究的能力,学生还是被动地接收知识,无法走进物理的世界,其学习积极性明显下降,会因此错过最好的发展时机,甚至出现严重的偏科现象.

1.2 信息化教学太频繁

通过对高中物理课堂教学的实际情况展开调查后发现,很多教师都会存在一种错误的认识,即频繁开展信息化教学,可以充分展现信息技术的教学优势和多重功能.殊不知,这不仅打乱了学生原本的学习节奏,导致学生一旦脱离课件的提示,便无法完成学习任务,无法进行实验探究,还会直接降低课堂教学的趣味性和实验教学的连续性,增加学生的实验难度,教学效果不尽如人意,学生的学习状态越来越差,始终徘徊在物理的门外,无法达成个性化发展、多元化发展等目标.

1.3 实验教学不受重视

有些教师太过重视理论教学,总是把全部的教学精力都放在理论知识的讲学之中,即使组织了实验活动,也并不受学生的欢迎.因此,学生的综合能力无法得到有效锻炼,难以串联碎片化知识,难以在生活实践等环节坚持展开实验探究,他们的学习水平停滞不前,学习质量不达标,被迫成为物理课堂的边缘化角色.

2 高中物理教学中实验设计的基本原则

2.1 科学性原则

实验设计不能盲目,必须遵循“科学性”原则.设计符合学生认知发展规律的实验,并随时进行设计方案的调整,保证整个实验过程富有生机和乐趣,既科学又合理,充分刺激学生的大脑,帮学生调节好自己的学习状态,并开始进行物理知识的深入学习.

2.2 简单性原则

实验设计不能太过复杂,必须遵循“简单性”原则.设计各种简单的实验项目,以此考查学生对理论知识的掌握情况和理解程度,促使学生自主实验,或者通过合作实验主动研究物理问题,内化物理知识,以最快的速度建立起更加完整的知识体系[2].

2.3 直观性原则

实验设计不能抽象,必须遵循“直观性”原则.把物理教材中的抽象知识以直观化、形象化、动态化的展现方式直接展现在学生眼前.加深学生对重点、难点、关键点的理解记忆,再通过发布新的实验任务并提升实验难度,进一步强化学生对重难点知识的理解与记忆.

2.4 安全性原则

实验设计不能忽视安全问题,必须遵循“安全性”原则,排除一切的安全隐患,让学生在足够安全的实验环境下,接触专业的实验设备,高质量完成实验任务.学生经历发现问题、分析问题、处理问题、解决问题的过程后,产生更加强烈的求知欲望,主动探索新知识,并进行新旧知识的融会贯通,使自己的学习质量更上一层楼.

2.5 趣味性原则

实验设计不能死板,必须遵循“趣味性”原则.要带给学生更多的乐趣,打消学生的畏学情绪.学生通过亲身体验物理知识的生成过程,亲自动手验证实验方法的可行性,把已有的知识经验转化为个人能力,提升学习质量.

3 基于实验设计的高中物理教学策略

基于实验设计的高中物理教学,是一种独具特色的教学方式,与传统教学方式相比具有很高的教学优势.例如:不再限制学生的思维,能够放飞学生的想象力和创造力;不再制约学生的发展,能够迅速拓宽学生的知识面;不再约束学生的行为,能够让学生成为课堂的真正主人,经历猜想、分析、操作、探究、总结、反思的全过程,更为准确地认识到物理知识的实用性[3].那么,基于实验设计的高中物理教学,究竟该如何操作呢?笔者认为,为更好地完成教学任务,教师应从以下三个方面着手.

3.1 做好引导工作,开展趣味实验

高中时期,学生需要学习大量的抽象知识和复杂概念,在学习过程中会遇到不同的困难,导致他们的学习信心备受打击.这时,物理教师应做好教学引导工作,从课堂“主导者”角色变成“引导者”角色,通过趣味教学模式,积极设计有趣的实验活动,来提高学生的理解能力,减轻学生的学习压力,激活学生的物理思维,打消学生的实验顾虑,加深对抽象知识和复杂概念的理解记忆,不断完善自己的知识体系.比如,在教学鲁科版教材必修1第四章第3节《摩擦力》时,教师就可以提前考查班级学生的兴趣爱好,了解每名学生的学习需求、接受能力、理解能力、认知特点等,然后设计趣味实验,帮学生更好地认识摩擦力产生的必要条件,以及摩擦力大小的影响因素.实验内容为:在矿泉水瓶盖上抹满润滑油,让一名力气很大的男同学来拧瓶盖,看矿泉水瓶是否也会被拧开.接着,把矿泉水瓶盖上的润滑油擦干净,让一名力气很小的女同学来拧瓶盖,看矿泉水瓶是否会被拧开.实验结果为:男同学费了很大力气,也没有拧动瓶盖,而女同学只用了很小的力气,一下就拧开了矿泉水瓶.针对这一结果,让学生自己总结原因,并结合类似的生活经验,分析其中原理.学生的生活经验是有限的,对于物理知识的学习还不够深入,无法总结出全部原因并讲清其中原理.此刻,教师便可以在大屏幕上播放PPT,自然而然地引入摩擦力的概念、性质、产生条件、影响因素等,提高学生实事求是的科学态度,锻炼学生的观察能力、思考能力、探究能力和总结能力.

3.2 进行实验演示,促进学生发展

在课堂教学中,物理教师直接演示实验,鼓励学生观察,并实施多样化的教学方法,例如互动法、案例法、提问法,以此提升学生的思维灵活性.让学生多观察物理现象,主动展开实验探究,从而认识到物理现象的本质.随后学生尝试自主实验,合作实验,他们的内在潜能被开发,学习效果理想化[4].比如,在教学鲁科版教材必修1第五章第3节《力的平衡》时,教师可直接提出一个问题:“力的平衡条件有哪些?”唤醒学生的探究兴趣,让学生快速翻阅教材,查阅相关资料,总结力的平衡条件,做好实验前的充足准备.之后,教师可直接在讲台上演示二力平衡的现象,演示完让学生畅谈自己的观察心得,说出自己的疑问点,接收到新的知识后,独立思考“从物体的受力情况中能够判断出物体的运动状态?力和运动的关系该如何概括?匀速直线运动的必要条件是什么?”等问题.通过自由结组,寻找正确答案,快速巩固本章的要点难点,动手验证后对于力的平衡产生全新的认识.总结环节,教师可针对不同学生在实验活动中的具体表现,展开针对性、合理化的教学评价,也要引导学生自评互评.

3.3 创新实验过程,提高学生能力

在高中物理实验教学的过程当中,有效创新实验过程,能够进一步提升实验教学的实践性、直观性、科学性,同时强化学生的动手能力、联想能力、创新能力.再启发学生自己组织实验活动,自行汇总重点难点,深入研究物理问题,学以致用所学知识.如此,新时期的高中物理教育才会受到全体学生的一致欢迎[5].比如,《匀变速直线运动实例——自由落体运动》是鲁科版教材必修1第三章第3节的实验教学内容,教师应摆脱教学限制,为学生提供大量的实验器材,让学生自行设计实验过程,并按要求完成实验任务;详细记录下实验结果,得出正确的实验结论;学会使用物理语言,合理解释物理现象,并从实际生活中寻找自由落体运动的应用案例,找出物理与生活间存在的有效联系,最后提交一份完整的实验报告,以此实现综合性学习能力的整体提高.

4 基于实验设计的高中物理教学注意事项

高中物理教师在推进物理实验的设计工作时,需要注意以下三点:首先,必须坚持“以生为本”的教学原则.充分考虑学生的学习需求,结合学生的认知特点、兴趣爱好、实际学情,为学生提供良好的实验环境,并不断丰富实验主题、实验内容、实验形式.以此强化学生的学科核心素养,放大学生身上的闪光点,呈现最佳的教学效果,让各项教学计划得到充分落实.其次,要不断研究成功的教学案例,多多汲取其他教师的教学经验,灵活转换设计思路,设计难度各异的实验项目,帮助学生进行物理知识的高效学习、深入学习、全面学习,掌握真正适合自己的学习方法.最后,教师还要及时放手.要把学生带入物理实验室,鼓励学生独自进行实验操作,以实验验证物理知识的方式,不断地超越自我,最终成为高素质的新型人才,更好地融入社会.

5 结束语

总而言之,高中物理教学中的实验教学,要引起物理教师的高度重视.可运用上述策略,有效开展实验活动,持续优化实验设计,提升学生的物理素养、学习水平、思维灵活性,培养出大批高素质的新型人才,满足整个社会的人才需求.另外,物理教师应继续探索多元化的教学路径,开阔学生的视野范围,拓宽学生的知识面,放大学生的闪光点.遵循实验设计的基本原则,设计各种有趣的实验活动,满足学生的学习需求,增强学生的学习信心,彻底改善物理教学低效化、授课形式化等现象.有效落实各项育人计划,尽显物理课程的魅力所在,促使更多学生主动走进物理的世界,自由徜徉在物理知识的海洋.