摘要:物理學(xué)科作為理科的典型代表,其教學(xué)啟蒙基礎(chǔ)是相當(dāng)重要的,而對于步入高中階段的學(xué)生們而言,正是高中物理使學(xué)生逐漸深入了解世界本質(zhì),在具有豐富理論性的教育教學(xué)實(shí)踐中獲取到更多的知識。在這樣的背景下,高中物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)展現(xiàn)了教育意義上的重要性,通過對各區(qū)域知識的細(xì)致分析與對學(xué)生錯(cuò)誤或模糊認(rèn)知觀念的校正,使實(shí)驗(yàn)具有了多重性質(zhì)。據(jù)此,教師需要準(zhǔn)確定位高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行調(diào)研,在發(fā)展與引導(dǎo)中對高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)做出相應(yīng)的變化。本文從相關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)開展建議出發(fā),談?wù)勔恍┙虒W(xué)上的體會。
關(guān)鍵詞:開展;高中物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué)
由于物理學(xué)科的實(shí)踐性質(zhì)占比較大,許多物理發(fā)現(xiàn)都是在具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中摸索總結(jié)出來的,因而在學(xué)科教育的基礎(chǔ)上就要把實(shí)驗(yàn)這項(xiàng)準(zhǔn)備工作給做好。目前的高中物理教學(xué)模式則因?yàn)樾枰泵娓呖?,?shí)驗(yàn)教學(xué)部分式微,重理論而輕實(shí)踐,學(xué)校內(nèi)的教學(xué)大環(huán)境也過于講究理論考核,對于實(shí)驗(yàn)的發(fā)展影響存在根本上的認(rèn)知不足。因此,教師要將對物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視轉(zhuǎn)化為行動,利用自身的專業(yè)技能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程,在有序的安排下將實(shí)驗(yàn)落到實(shí)處,進(jìn)而在動手中培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐思維,為未來的實(shí)驗(yàn)開展提供更多的幫助。以下是我針對具體的教學(xué)方式提出的教學(xué)意見,以此來培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科能力與綜合素質(zhì)。
一、 積極引導(dǎo)學(xué)生參與,掌握學(xué)習(xí)主動性
物理學(xué)習(xí)不能單純是一個(gè)被動的過程,不能被教師趕一步走一步,理論學(xué)習(xí)尚且如此,更不用說實(shí)驗(yàn)教學(xué)了。教師在這部分的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,需要引導(dǎo)學(xué)生去參與實(shí)驗(yàn),在小組實(shí)驗(yàn)與單人實(shí)驗(yàn)中增強(qiáng)自身的熟練度。對此,教師最需要的是讓學(xué)生擁有實(shí)驗(yàn)的積極性,通過整體的教學(xué),使學(xué)生掌握基礎(chǔ)的動手操作能力,在嘗試實(shí)驗(yàn)的過程獲得主動權(quán)。有限度的自由發(fā)揮能讓高中生對物理實(shí)驗(yàn)抱有更多的興趣,通過多樣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容去體驗(yàn)不同的物理理論。如此,實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展更貼合學(xué)生的能力基礎(chǔ)與學(xué)習(xí)需要,學(xué)生能更正確地認(rèn)識到實(shí)驗(yàn)對整體教學(xué)的作用,在高考的壓力下也能對實(shí)驗(yàn)更加投入,通過掌握實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的主動權(quán),學(xué)生用自己的方法去驗(yàn)證書本所學(xué)。
舉例而言,教師應(yīng)該通過合適的方式,利用不同的手段達(dá)到吸引學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的目的。對于具體的實(shí)驗(yàn)操作,在教師的操作示范下讓其模擬實(shí)驗(yàn)過程,讓學(xué)生在掌握更多信息的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。比如在光電門的實(shí)驗(yàn)中,使學(xué)生去了解氣墊導(dǎo)軌等對滑塊滑板的影響,在較小摩擦阻力的情形下進(jìn)行計(jì)算。在加速度的對比和整個(gè)速度曲線的展示下,高中生通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理,對勻變速直線運(yùn)動與變加速直線運(yùn)動產(chǎn)生更多的理解。這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式讓學(xué)生掌握了學(xué)習(xí)的主動性,對于學(xué)生個(gè)人學(xué)科素質(zhì)的全面發(fā)展是相當(dāng)有力的。教師應(yīng)立足于傳統(tǒng)模式上的教學(xué)過程,提高實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果,在良好的展開中逐漸解決高中生輕實(shí)驗(yàn)的問題,把教學(xué)理論與教學(xué)實(shí)際有機(jī)地整合起來。
二、 降低學(xué)生學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān),提高對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識
高中物理相對來說課業(yè)較重,教師在教學(xué)的開展中要學(xué)會去降低學(xué)生的負(fù)擔(dān),在正確認(rèn)識與面對高考的壓力的過程中,使學(xué)生以積極的心態(tài)與認(rèn)真的態(tài)度學(xué)習(xí)物理理論與物理實(shí)驗(yàn)。借此過程將抽象性的知識加以具象化,并通過放松心情的途徑來提高整體的學(xué)習(xí)效率。另一方面,教師也需要在教學(xué)中與學(xué)生一同樹立正確的實(shí)驗(yàn)觀念,在提高認(rèn)知的基礎(chǔ)上,充分利用實(shí)驗(yàn)用具,按照具體的步驟完成實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生根據(jù)結(jié)果分析,理解物理實(shí)驗(yàn)對物理理論的驗(yàn)證作用與促進(jìn)作用,在對比與完善之下強(qiáng)化教學(xué)效果。如此開展的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),能對學(xué)生的物理綜合素質(zhì)有較大的提升。相應(yīng)的,這樣也能逐步培養(yǎng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的感情,在逐步的操作中圓滿完成教學(xué)任務(wù),把具體的物理教學(xué)觀念融入自身的行為中。
舉例來說,教師應(yīng)該對學(xué)生的課業(yè)壓力加以調(diào)研,在充分認(rèn)知學(xué)習(xí)壓力的基礎(chǔ)上去調(diào)整物理學(xué)科的學(xué)業(yè)內(nèi)容。通過適當(dāng)減輕負(fù)擔(dān)的形式,讓學(xué)生把更多的精力放在學(xué)習(xí)過程而不是學(xué)習(xí)結(jié)果上,面對實(shí)驗(yàn)?zāi)芤愿栽诘膽B(tài)度去參與。打個(gè)比方,教師在高中物理的重難點(diǎn)電磁學(xué)教學(xué)中,可以通過減少作業(yè)與降低做試卷頻率的方式,給學(xué)生留出充足的實(shí)踐消化電磁學(xué)內(nèi)容,在洛侖茲力、磁偏轉(zhuǎn)、電場等的組合中熟練運(yùn)用數(shù)學(xué)知識進(jìn)行解題。而在電磁學(xué)的實(shí)驗(yàn)中,讓學(xué)生觀察各種電場現(xiàn)象,在具體的操作下結(jié)合運(yùn)動曲線與圖像,運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像的整合,以函數(shù)關(guān)系式為判別基準(zhǔn),分析粒子的運(yùn)動過程。這樣,整個(gè)物理實(shí)驗(yàn)在學(xué)生的充足精力投入下,幫助學(xué)生正確認(rèn)識物理現(xiàn)象,從而形成物理的學(xué)科思維,使教學(xué)得到的更全面客觀的發(fā)展變化。
三、 鼓勵學(xué)生嘗試實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新,確定實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)性
面對物理實(shí)驗(yàn)這樣一個(gè)大課程,教師也不能緊盯著書本上的一畝三分地,不能僅僅在教材的指引下按部就班地完成教學(xué)任務(wù)。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的物理思維與學(xué)科素養(yǎng),教師應(yīng)在實(shí)驗(yàn)中鼓勵學(xué)生展開實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新,從課本上的物理定義、概念與公式出發(fā),依循既有的實(shí)驗(yàn)原理,把實(shí)驗(yàn)課程變得更活潑更生動。通過轉(zhuǎn)變確定的實(shí)驗(yàn)方案,不按常理出牌,學(xué)生會抱有更多的興趣,用饒有興致的目光看待實(shí)驗(yàn)過程。在鼓勵學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)后,學(xué)生就會展開自主思考,實(shí)驗(yàn)的條件是哪些?需要用哪些材料?哪些細(xì)節(jié)會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成不可逆的影響?在逐步的發(fā)問與回答中,學(xué)生獲取到的物理信息更多更全面。而經(jīng)由這些設(shè)計(jì)過程,實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)性得以完善,照顧到的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)也更為具體,教學(xué)開展得更為順利。
舉例說明,在電路的教學(xué)中,教師可以讓學(xué)生嘗試自行組裝電路,在符合安全規(guī)范的前提下進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),通過對歐姆定律的驗(yàn)證與發(fā)散,強(qiáng)調(diào)實(shí)際實(shí)驗(yàn)下的元件功率的變化。在燈泡、二極管等器件的測試下,通過伏安特性曲線等幫助學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)的排查。并通過功率的有效測定,理解實(shí)際中因?qū)Ь€電阻產(chǎn)生的圖線偏移,以及常見的發(fā)光發(fā)熱等,在功率的損耗下進(jìn)行更精準(zhǔn)的計(jì)算。而在系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)框架下,學(xué)生吸收與運(yùn)用的知識更直觀,內(nèi)化的效率更高。并通過合理的流程設(shè)計(jì),使創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)具有較高的安全性,然后學(xué)生在嘗試下能去理解自身想法存在的問題與優(yōu)點(diǎn),實(shí)驗(yàn)教學(xué)變得有序起來。
四、 改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,更新教師的教學(xué)思想
對于常規(guī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說,學(xué)生在機(jī)械性的練習(xí)與實(shí)驗(yàn)嘗試中,容易失去對整體活動的興趣。因而,物理教師需要學(xué)會改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式,以更多元多變的實(shí)驗(yàn)形式內(nèi)容,獲取到更多的信息。這一部分教師能從生活中出發(fā),改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的過程,在設(shè)計(jì)上更加靈活出彩。同時(shí),還能使學(xué)生認(rèn)識到物理來源于生活與應(yīng)用于生活,把物理實(shí)驗(yàn)充分與社會的方方面面聯(lián)系起來。在生活化思潮的影響下,教師在教學(xué)上的傳統(tǒng)思想也能得以轉(zhuǎn)變,不再以應(yīng)試教育為核心,而是在抓教師的主體作用,在思想的更新下促進(jìn)對學(xué)生的培訓(xùn),整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程在問題的解決中得到更完善的開展。一方面,通過實(shí)驗(yàn)探究進(jìn)行知識訓(xùn)練;另一方面,通過理想實(shí)驗(yàn)進(jìn)行知識的細(xì)化與區(qū)別,使物理的教學(xué)更細(xì)致。
一般來說,教師可以采用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的方式,通過計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行實(shí)景模擬,在給出相關(guān)物理規(guī)律與環(huán)境因素下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)演算。比如在高中物理的動量部分教學(xué)中,通過接觸面變形的模擬、相撞時(shí)間、碰撞角度等方面計(jì)算速度的變化,在多次的演算中總結(jié)出碰撞的動量定理。另外,實(shí)驗(yàn)教學(xué)還能讓學(xué)生去嘗試進(jìn)行小型電磁炮等的制作,通過在磁場與電場中的所學(xué),使學(xué)生在受力分析下理解電磁炮原理,把小型的通電導(dǎo)體在磁場中進(jìn)行加速;也能讓學(xué)生利用線圈的自感與互感作用進(jìn)行小物件的制作,在模擬下使動態(tài)的物理學(xué)原理理解成為可能,甚至還能通過所學(xué)去嘗試修理簡單的耳機(jī)與無線充電器等,將所學(xué)化為所用,使物理實(shí)驗(yàn)發(fā)展出新的形式。
五、 利用多媒體輔助,激發(fā)學(xué)生求知欲
對于一些理解較為困難的高中物理重難點(diǎn)來說,教師可以利用多媒體進(jìn)行輔助教學(xué)。在信息化、數(shù)字化的教學(xué)系統(tǒng)中,學(xué)生能更好地采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對需要精確測定的數(shù)值也測量得更精準(zhǔn)。在一些實(shí)驗(yàn)展示中,通過物理的3D模型建設(shè),在投影儀或者顯示屏上投放模型圖像,透過模型去分析實(shí)物內(nèi)部的構(gòu)造,理解微觀層面上各種粒子的變化,并將其宏觀地反映在整個(gè)模型上。在多媒體的輔助之下,能充分激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與求知欲,在好學(xué)探進(jìn)的過程中對物理學(xué)習(xí)報(bào)以更大的熱情。并通過觀察與推理能力的培養(yǎng),使學(xué)生逐漸意識到多媒體對物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的益處,將原本死板固定的教學(xué)內(nèi)容變得鮮活起來,形成的學(xué)科印象也更為立體,適合學(xué)生個(gè)人的實(shí)驗(yàn)開展。
舉例而言,教師可以讓學(xué)生去通過多媒體理解原子彈的反應(yīng)機(jī)理與變化過程,在中子的碰撞形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)時(shí),擴(kuò)散成為巨大的沖擊波,對周圍的空間與其他原子產(chǎn)生巨大的壓力,表現(xiàn)為放射性。在虛擬實(shí)驗(yàn)中,整個(gè)原子反應(yīng)過程變得生動形象,去除了神秘的面紗。在學(xué)生求知的過程里,還能利用動畫演示理想實(shí)驗(yàn),在牛頓第一定律與能量守恒中,放低斜面高度,觀察小球運(yùn)動的高度是否相同,并通過推理,推導(dǎo)出光滑斜面上運(yùn)動的小球?qū)⒈3謶T性繼續(xù)沿平面勻速直線運(yùn)動下去。通過多媒體演示,使學(xué)生的思維與推理能力得到長足的發(fā)展,在由觀察到推導(dǎo)中強(qiáng)化物理學(xué)科素質(zhì),理解正確結(jié)論推導(dǎo)與探索的艱辛。并在相關(guān)的后續(xù)試驗(yàn)中,使學(xué)生能夠努力學(xué)習(xí),克服實(shí)驗(yàn)中的種種困難,充分利用實(shí)驗(yàn)開展物理學(xué)習(xí)。
六、 總結(jié)
通過在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的理學(xué)觀念,讓學(xué)生具備更完善的實(shí)驗(yàn)意識,在動手操作下親身感受真實(shí)的物理學(xué)知識,從而實(shí)現(xiàn)對自身學(xué)習(xí)的提升。另外,教師還能在當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)下幫助學(xué)生找出理解上的不足,在改善課堂效率方面做出更大的貢獻(xiàn)。從這些方面看,教師需要找出最適合展開實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式,發(fā)揮出實(shí)驗(yàn)教學(xué)的預(yù)期效果,在理科能力與思維上對高中生加以培養(yǎng)。從已有的名校教學(xué)成就經(jīng)驗(yàn)看,這些學(xué)校無一不是通過有效的實(shí)驗(yàn)去訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)踐意識,在實(shí)踐探究中幫助學(xué)生理解物理概念,在物理規(guī)律的歸納與總結(jié)中去針對性解決學(xué)習(xí)中的重難點(diǎn)。
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作者簡介:
邵暉,甘肅省天水市,甘肅省清水縣第一中學(xué)。