高中物理实验教学的改进策略与方向

发表时间:2021/4/12   来源:《中小学教育》2021年1月(中)1期   作者:钱豪
[导读] 随着我国经济的不断发展,科学技术变革程度的不断加深

        钱豪
        常熟市王淦昌中学 江苏 常熟  215500
        摘要:随着我国经济的不断发展,科学技术变革程度的不断加深,人们越来越看重对物理实验人才的培养。高中教育阶段物理学科课堂实验教学活动,对于全面提升学生操作能力具有不可取代的现实作用。
        关键词:高中物理;实验教学;改进策略
        引言
        高中物理实验教学是具有实践性、创新性的教育项目,与学生核心素养和创新思维与能力的构建息息相关。但当前高中物理实验教学却存在一些问题,影响了学生创新能力的提升。
        1高中物理实验教学“云”模式构建
        讲解高二物理实验《传感器的简单应用》,探究传感器在技术上的简单应用,并且通过实验重点认识光敏电阻、热敏电阻等众多传感器的重要特性。根据实验要求和分类的不同,快速地确立实验的教学目标。探究传感器在技术上的简单应用,并且通过实验重点认识光敏电阻、热敏电阻等众多传感器的重要特性的实验。教学目标是熟练掌握传感器在技术上的简单应用。
        第一,检测各个实验的具体条件。实验条件包括在哪里实验,实验必备的实验器材是什么?具体要以什么样的实验形式进行?这三大步骤是必不可少的,也是能够顺利实验的基础步骤。人教版高二物理实验《传感器的简单应用》所要使用的实验器材主要是烧杯、铁架台、光敏电阻多用途电表、热敏电阻、热水、冷水、小灯泡、学生电源、继电器和滑动变速器,还有必不可少的开关和导线等器材。
        第二,制订规范的实验过程和评价体系。高中物理老师在构建“云”模式教学的时候,要根据实际课时所要进行的实验,做出客观的评价体系,这是建立“云”模式教学的基础性工作。老师可以提前观看建立好的“云”模式教学,这样可以及时地发现其中的不足与问题,就可以加以改正,避免上课教学时措手不及。并且可以多个老师一同分享评价,实现集思广益,资源共享的目的。
        第三,建立实验操作程序库。各个老师可以适当地根据课时内容提出一定的问题,例如,为什么传感器可以借助感受到的物理量(力、热、光)等转变成更适于测量的量,同时提出不可解答的问题和可以解决的问题。
        第四,建立数据库。这个数据库是最终的,是不可解决的、不可回答的问题逐渐向可以回答的方向靠拢的数据库,就是在各个条件都准备充足的状况下,进行可行的实验操作。根据实验过程,总结出实验结果,最后形成实验结论,其实是工作过程中对某一物理量敏感的原件,将感受到的信号按一定规律转换成便于利用的电信号,转换成功的电信号再经过相应的仪器处理,可以达到自动控制的目的。
        2基于群组合作的实验教学,激发学生的自主学习能力
        就高中学生的学科水平来讲,物理实验是他们比较头疼的一个难点。一方面是学生的知识层次还不够高,另一方面是动手能力比较差。再加上大家平时少有机会接触物理实验,也就更使得物理实验操作的难度加大,容易失败。教学中我们发现,高中生在做物理实验的过程中严重缺乏创新思维,很多学生习惯于按照教材的流程按部就班地原样复制。这样的操作虽然无可厚非,但与新高考政策的要求有一定距离,也不符合核心素养教育中科学思维和创新等的理念要求。开展群组合作实验教学,其目的是让学生从独自复制实验步骤到群组合作探究实验内容,群组合作解决实验中遇到的问题,群组合作围绕实验中的现象、细节进行分析讨论,从而在实验中启迪思维、创新思想,把实验内容做好。

事实证明,没有了教师的手把手指导,没有了死守课本、闭门造车,学生之间更能亲密合作,更能发散思维大胆设想和论证,对培养核心素养有积极作用。例如,关于研究平抛运动的实验。这项实验需要制作斜槽,画定坐标,测量数据等,一个人独自完成的难度比较大。而在群组合作的实验教学中,学生根据实验内容自由分工,有的学生负责制作斜槽,有的学生负责配合绘制坐标系,有的学生负责检查核对实验流程和操作步骤。大家在相互配合中共同完成实验活动,体现了很好的自主学习能力。期间,遇到问题时他们还能相互讨论想办法解决问题,体现出很好的科学探究和创新精神。比如,在绘制坐标的时候,有的学生尝试用一把直尺目测垂直绘制两条直线;但有的学生提出异议,认为这样的操作不够严谨,建议使用圆角尺测量正确的角度,同时用重锤先画出Y轴线,然后再圆角尺的协助下画出X轴线。这样的讨论过程就体现了科学的严谨性,是符合核心素养要求的。
        3重视实验与生活的联系
        物理理论知识是较为抽象的,教师在课堂中如果只是依靠单纯的讲解,无法得到理想的教学效果,也未能激发起学生学习物理的兴趣。教师需要提升学生课堂实验的主动性,其基础就在培养学生对物理实验的兴趣。且在实验设计时,需要多结合生活的实例,增加课堂的趣味,有利于提升教学的效率与质量。如摩擦生等等,均包括物理知识的规律。例如,某同学家中有电热饮水机包括加热及保温两种状态,两种状态都可以由温控形状S0自动控制。当水温度加热至90℃时,加热状态停止并进入保温状态。而当水温度降低至60℃时,加热状态又重新启动。同时,通过观察发现,当内装有1kg水时,饮水机加热状态每次只会启动5min就停止。这时温控开关S0在哪种状态时饮水机是在保湿状态下?这个问题与生活中常见的饮水机息息相关,作为物理教师,可引导学生将抽象的物理知识与饮水机工作原理相结合,在课堂上适当的对学习内容进行扩展,提出这样的问题:1.为何S0断开后会直接进入到保温的状态下工作?2.如果电路图是串联的又会出现什么情况?组织学生从这两个角度开展分析、思考、讨论,并且根据电功率将公式推导出,进而得出结果,在此期间学生的思维充分运转,不仅增强师生之间的互动效率,还强化学生对物理知识的掌握,便于提升学生综合学习成效。
        4加强物理实验拓展,开阔学生视野
        在创新能力的培养中,学生的视野和思维广度是十分关键的,而不至于被眼前的视野形成思维桎梏,在这一方面,教师就需要进行各种拓展性实验的展示与教学。高中物理教材中有大量实验素材,但却相对有限。且物理学科本身源于人类对客观世界的观察与研究,所以生活中有大量的物理现象,且可被应用到高中物理实验教学中。例如,气球摩擦后能够粘到墙上,利用生活中的一些物品制作的量筒和天平等,这些物理现象与实验都能够开阔学生的视野。因此,高中物理实验教学中,教师需要尽可能地为学生拓展一些生活中的、课外的实验,让学生逐渐意识到生活中处处都有物理学原理的存在,且利用生活中的各种材料都能够进行物理实验与发明创造。在发射与接收无线电的教学中,教师可以利用生活中的材料带领学生制作小广播台,并利用其进行电磁波发射与接收调幅、调频的实验。例如,在“压力、压强关系”的教学中,教师可以利用生活中的气球、铅笔来进行实验教学,让学生分别尝试笔尖和笔尾端刺气球,哪个更容易刺破,并根据实验分析压力与压强的关系。这些课外实验的拓展,能够让学生发现物理与生活的联系,进而在生活中有意识地去进行各种发明创造。
        结语
        综上所述,在实际开展高中物理课堂实验教学活动过程中,我们还会遇到许多全新的问题。为此,物理教师必须要不断进行教学革新,在教学反思中总结教学经验,不断进行教学改进,进而逐渐提升课堂教学质量。
        参考文献
        [1]周圣宇.如何从生活现象中学习高中物理力学概念[J].西部素质教育,2017(2):260.
        [2]张建龙.浅论高中物理教学中解题能力的培养[J].中学物理教学参考,2015(7X):66.
        [3]董文艳.完善物理思维提高解题能力[J].中学物理教学参考,2015.
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