關(guān)于山區(qū)高中如何創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降奶剿?/h1>
2018-12-26 09:16:24謝鐵林
中學(xué)課程輔導(dǎo)·教學(xué)研究 2018年27期 關(guān)鍵詞：創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)
謝鐵林
摘要：高中物理學(xué)科的核心素養(yǎng)是指學(xué)生在接受物理教育過程中逐步形成的適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，其中“實(shí)驗(yàn)探究”則是學(xué)生物理核心素養(yǎng)的關(guān)鍵四個方面的要素之一，創(chuàng)新教育又是基礎(chǔ)教育的一部分，所以高中物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降膭?chuàng)新是基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要內(nèi)容。
關(guān)鍵詞：山區(qū)高中;實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)
中圖分類號：G633.7? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ?文章編號：1992-7711（2018）09-0096
山區(qū)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的基本現(xiàn)狀是不容樂觀的，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思維不夠活躍，只是機(jī)械式地按步驟完成驗(yàn)證物理定律或定理，而沒有達(dá)到通過探究實(shí)驗(yàn)去形成概念、發(fā)現(xiàn)規(guī)律、建立理論的真正目的。大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)的教師和學(xué)生由于條件的限制，在物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新素養(yǎng)方面跟不上形勢的發(fā)展，學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力較差，特別是對創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒矫婵梢哉f沒有什么概念。針對以上在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中出現(xiàn)的各種問題，本文分三個方面探索如何改革高中物理實(shí)驗(yàn)的模式，從而培養(yǎng)山區(qū)高中生的物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新精神。
一、物理實(shí)驗(yàn)儀器的創(chuàng)新
我們在實(shí)驗(yàn)課堂上經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的儀器總是存在一些問題：可能是數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，誤差太大;可能是現(xiàn)象不太明顯，肉眼觀察不到或較模糊等。而物理學(xué)的建模往往是將復(fù)雜的問題簡單化，最后建立為理想化的模型，但理想與現(xiàn)實(shí)之間總是有差距的，也就是說現(xiàn)實(shí)中的實(shí)驗(yàn)儀器往往還達(dá)不到要求，我們可以從出現(xiàn)問題的地方作為切入口，去指導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)實(shí)驗(yàn)儀器。
關(guān)于如何創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)儀器這一點(diǎn)是很有發(fā)展空間的，因?yàn)閲?、省、市級有一年一度的青少年科技?chuàng)新大賽，借助這個平臺，我們應(yīng)盡量引導(dǎo)學(xué)生將這些創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器改造成能夠在實(shí)驗(yàn)課堂上運(yùn)用的儀器。如筆者所在學(xué)校教師指導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)的電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材“新型可調(diào)學(xué)生電源”有如下優(yōu)點(diǎn)：1. 使用效率高的電源芯片，有效節(jié)約電能浪費(fèi);2. 兩路共地輸出，方便雙電源調(diào)試;3. USB輸出，可為其他儀器提供穩(wěn)定電源。
創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)器材，在物理實(shí)驗(yàn)課堂中讓物理現(xiàn)象更明顯、更容易觀察，或者實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，往往能讓學(xué)生感到出其不意，從而取得更好的效果，從實(shí)踐中得到的結(jié)果比憑空想象的東西會令人印象更加深刻。
二、物理實(shí)驗(yàn)探究模式的創(chuàng)新
1. 演示實(shí)驗(yàn)與分組實(shí)驗(yàn)的融合
如何將課本上的演示實(shí)驗(yàn)做到與分組實(shí)驗(yàn)相融合，是值得我們思考的一個方向。比如筆者指導(dǎo)的授課教師上《向心力》這節(jié)課時，在引入課題的時候用一個充沙的乒乓球快速地做圓周運(yùn)動拉動質(zhì)量相對較大的裝水的礦泉水瓶的演示實(shí)驗(yàn)，引起了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;引出了向心力概念后，接著引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步猜想與向心力大小有關(guān)的因素，驗(yàn)證猜想時要求每一個學(xué)生拿出?？ê丸€匙，簡簡單單地就地取材，就將演示實(shí)驗(yàn)變成了分組實(shí)驗(yàn);然后每兩個同學(xué)一組，利用桌面上的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計實(shí)驗(yàn)研究向心力和它的有關(guān)因素間的定量關(guān)系，具體的讀數(shù)是可以通過彈簧秤得到的。
整節(jié)課下來就會感覺到課堂氣氛相當(dāng)好，既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，又能提高學(xué)生的實(shí)踐動手能力，還能培養(yǎng)教師和學(xué)生的創(chuàng)新意識。
2. 分組實(shí)驗(yàn)與探究實(shí)驗(yàn)的融合
現(xiàn)在大部分山區(qū)高中上分組實(shí)驗(yàn)時，教師缺乏培養(yǎng)學(xué)生探究科學(xué)原理的意識和習(xí)慣，一節(jié)分組實(shí)驗(yàn)課下來可能沒達(dá)到預(yù)期的效果。學(xué)生有時按實(shí)驗(yàn)步驟一步一步做，尚且可能得不出相應(yīng)的結(jié)論，所以如果要求學(xué)生完全靠自己去探究，也不現(xiàn)實(shí)，這幾乎是不可能完成的任務(wù)，有些科學(xué)規(guī)律原理，科學(xué)家也要幾年幾十年甚至上百年才能探究出來，學(xué)生在一節(jié)課或者是幾節(jié)課時間就能探究出來嗎？
筆者認(rèn)為要解決這些問題，比較可行的辦法就是將分組實(shí)驗(yàn)與探究實(shí)驗(yàn)融合，關(guān)鍵是把握好一個“度”的問題，我們教師不能完全代替學(xué)生思考，也不能完全放任由學(xué)生自主去探究，整個實(shí)驗(yàn)過程由教師設(shè)定一個可控的范圍，一步一步引導(dǎo)學(xué)生按預(yù)設(shè)的流程走，最后形成正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。我們還可以給學(xué)生幾天或者更長的時間利用課后時間去拓展探究相關(guān)問題。
三、物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)模式的創(chuàng)新
現(xiàn)在大部分山區(qū)高中的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)設(shè)計環(huán)節(jié)幾乎是一成不變的，模式基本上都是“復(fù)習(xí)——提出問題——引入新課——講授新課——小結(jié)——布置作業(yè)”這樣一種固定模式，遇到有演示或探究實(shí)驗(yàn)的地方就照本宣科，或讓學(xué)生看相關(guān)視頻，一般情況下視頻得到的數(shù)據(jù)總讓人有一種死搬硬套的感覺，學(xué)生的思維和感官都沒有參與到實(shí)際情景中，從而不能在實(shí)踐中獲取相關(guān)信息，總結(jié)出物理的定律或規(guī)律。要改變這種現(xiàn)狀，筆者認(rèn)為最好的辦法就是要創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)模式。
我們可以根據(jù)每一節(jié)實(shí)驗(yàn)課的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計創(chuàng)新式的課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，如八年級的《物體的沉浮條件及其應(yīng)用》這節(jié)課，授課教師一開始用泰坦尼克號的浮沉片段引入，將學(xué)生的思維引入到實(shí)際的情境中，接著用不同的物體做演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生總結(jié)出物體的沉浮條件;緊接著讓學(xué)生利用桌面上的物品探究怎樣改變物體的浮沉條件;在講應(yīng)用方面的時候，用容量瓶加橡皮塞和橡皮管做成實(shí)驗(yàn)器材模擬潛水艇的浮沉;用空牙膏盒加刻度尺模擬密度計;最后用酒精燈和食物薄膜袋做模擬熱氣球的分組實(shí)驗(yàn)。
整個課堂教學(xué)環(huán)節(jié)和傳統(tǒng)的模式相比好像不太完整，但卻取得了良好的效果，在授課教師的引導(dǎo)下，學(xué)生在演示和分組實(shí)驗(yàn)中自主地動手動腦總結(jié)規(guī)律，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性，體現(xiàn)了創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)模式的理念，達(dá)到了理想的效果。
總之，以上三點(diǎn)是相互聯(lián)系的，比如我們可以制作創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)器材去上演示、分組或探究實(shí)驗(yàn)課;反過來，在做實(shí)驗(yàn)過程中碰到的一些問題，如果我們用創(chuàng)新的思維探索怎樣解決或改進(jìn)出現(xiàn)的問題，又可以改進(jìn)或創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)器材。我們經(jīng)常說“教無定法”，其實(shí)物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)也是一樣，最好能做到“驗(yàn)無定法”?？迫谓處熥陨肀仨氁袆?chuàng)新的意識和精神，不斷探索創(chuàng)新更好、更實(shí)用、更適用的實(shí)驗(yàn)探究模式，然后才能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和提高學(xué)生的探究能力。
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整節(jié)課下來就會感覺到課堂氣氛相當(dāng)好，既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，又能提高學(xué)生的實(shí)踐動手能力，還能培養(yǎng)教師和學(xué)生的創(chuàng)新意識。
2. 分組實(shí)驗(yàn)與探究實(shí)驗(yàn)的融合
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筆者認(rèn)為要解決這些問題，比較可行的辦法就是將分組實(shí)驗(yàn)與探究實(shí)驗(yàn)融合，關(guān)鍵是把握好一個“度”的問題，我們教師不能完全代替學(xué)生思考，也不能完全放任由學(xué)生自主去探究，整個實(shí)驗(yàn)過程由教師設(shè)定一個可控的范圍，一步一步引導(dǎo)學(xué)生按預(yù)設(shè)的流程走，最后形成正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。我們還可以給學(xué)生幾天或者更長的時間利用課后時間去拓展探究相關(guān)問題。
三、物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)模式的創(chuàng)新
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我們可以根據(jù)每一節(jié)實(shí)驗(yàn)課的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計創(chuàng)新式的課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，如八年級的《物體的沉浮條件及其應(yīng)用》這節(jié)課，授課教師一開始用泰坦尼克號的浮沉片段引入，將學(xué)生的思維引入到實(shí)際的情境中，接著用不同的物體做演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生總結(jié)出物體的沉浮條件;緊接著讓學(xué)生利用桌面上的物品探究怎樣改變物體的浮沉條件;在講應(yīng)用方面的時候，用容量瓶加橡皮塞和橡皮管做成實(shí)驗(yàn)器材模擬潛水艇的浮沉;用空牙膏盒加刻度尺模擬密度計;最后用酒精燈和食物薄膜袋做模擬熱氣球的分組實(shí)驗(yàn)。
整個課堂教學(xué)環(huán)節(jié)和傳統(tǒng)的模式相比好像不太完整，但卻取得了良好的效果，在授課教師的引導(dǎo)下，學(xué)生在演示和分組實(shí)驗(yàn)中自主地動手動腦總結(jié)規(guī)律，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性，體現(xiàn)了創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)模式的理念，達(dá)到了理想的效果。
總之，以上三點(diǎn)是相互聯(lián)系的，比如我們可以制作創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)器材去上演示、分組或探究實(shí)驗(yàn)課;反過來，在做實(shí)驗(yàn)過程中碰到的一些問題，如果我們用創(chuàng)新的思維探索怎樣解決或改進(jìn)出現(xiàn)的問題，又可以改進(jìn)或創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)器材。我們經(jīng)常說“教無定法”，其實(shí)物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)也是一樣，最好能做到“驗(yàn)無定法”?？迫谓處熥陨肀仨氁袆?chuàng)新的意識和精神，不斷探索創(chuàng)新更好、更實(shí)用、更適用的實(shí)驗(yàn)探究模式，然后才能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和提高學(xué)生的探究能力。
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