摘 要:高中物理實驗與物理教學(xué)有著緊密的內(nèi)在聯(lián)系,高中物理實驗教學(xué)不僅是高中物理教學(xué)體系中的重要組成部分,也是高中階段的重要考試題型。高中物理老師在教學(xué)過程中要始終以實驗為基礎(chǔ)提高學(xué)生的物理理解水平和應(yīng)用能力,使高考物理實驗成為物理教育發(fā)展的重要評價途徑。
關(guān)鍵詞:高考物理實驗,高中物理教學(xué),相關(guān)性
物理是一門重要的科學(xué)學(xué)科,物理學(xué)的發(fā)展離不開實踐性的探索,因此在高中物理教學(xué)中加強學(xué)生的實驗?zāi)軌蛴兄匾慕逃饬x。高中物理老師在開展物理教學(xué)過程中,應(yīng)深入研究物理實驗對物理教學(xué)的指導(dǎo)作用,深化二者之間的內(nèi)在聯(lián)系,并積極尋求物理實驗的教學(xué)啟示,并以物理實驗為依托增強學(xué)生的物理綜合素養(yǎng),使學(xué)生在面對高考時能夠更加得心應(yīng)手。文章通過對高考物理實驗與高中物理教學(xué)的相關(guān)性進(jìn)行研究分析,旨在能夠為教育改革目標(biāo)下的物理教學(xué)創(chuàng)新提供新的思路,充分利用物理實驗與物理教學(xué)的相輔相成關(guān)系,推動高中物理教育水平的提高。
一、 高考物理實驗與高中物理教學(xué)的相關(guān)性研究
(一)高考物理實驗對物理教學(xué)的啟示作用
1. 提高學(xué)生對實驗環(huán)節(jié)的重視
高中物理實驗是教材中的重要內(nèi)容之一,對高中物理改革有著非常積極的作用。傳統(tǒng)物理教學(xué)中涉及的實驗內(nèi)容較少,使學(xué)生在潛移默化中形成了實驗不重要的錯誤觀點,直接影響了學(xué)生的后續(xù)物理能力發(fā)展。通過將物理實驗融入高考環(huán)節(jié),能夠有效地提高學(xué)生對物理實驗的重視程度。物理實驗是一種實踐動手環(huán)節(jié),能夠顯著地改變傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生只會對物理概念機械性記憶的缺陷,幫助學(xué)生在充分理解和掌握物理原理的前提下實現(xiàn)成績的提升。
例如,物理老師在講到《牛頓運動定律》這部分內(nèi)容時,如果沒有充分開展實驗教學(xué)環(huán)節(jié),學(xué)生就只能根據(jù)書本中的牛頓運動定律概念來進(jìn)行做題。由于現(xiàn)代高考改革進(jìn)程中,試題形式發(fā)生了較大改變,純粹考查定義的題型已經(jīng)逐漸被考查學(xué)生物理理解和應(yīng)用的靈活性試題所替代,高考物理實驗對學(xué)生的物理綜合技能提出了新的要求,學(xué)生僅僅憑借記憶很難快速正確地答題。因此,學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過程中會更加重視對實驗環(huán)節(jié)的參與和重視,通過老師所演示的牛頓運動定律實驗,即“伽利略的理想斜面實驗”“打點計時器實驗”“傳感器實驗”等,領(lǐng)悟到“力是改變物體運動狀態(tài)的原因,力使物體獲得加速度,力是物體間的相互作用?!睂W(xué)生對物理實驗與物理教學(xué)之間的重要依存關(guān)系也有了深刻的體會。
2. 培養(yǎng)學(xué)生的審題能力
物理學(xué)習(xí)中的審題能力,是學(xué)生更好地理解和判斷物理考試內(nèi)涵的關(guān)鍵。高考物理實驗環(huán)節(jié)中學(xué)生需要面對的往往是嶄新的試題內(nèi)容,這就需要學(xué)生在平時參與物理實驗的過程中,能夠積極地培養(yǎng)自身的審題技能,從而能夠明確物理實驗的目的、方法和過程等要求。學(xué)生對物理實驗的有效審題,還能夠幫助學(xué)生更好地聯(lián)系物理教學(xué)中的各個知識點的內(nèi)容,以及其中與物理實驗要求相關(guān)的關(guān)鍵點,進(jìn)而幫助學(xué)生理清物理實驗的思路,提高學(xué)生的高考物理實驗水平。高考中的物理實驗內(nèi)容都是基于物理教學(xué)目標(biāo)而設(shè)計,因此學(xué)生只要深入細(xì)致地進(jìn)行審題,就能夠找到解答實驗題目的途徑和方法。
例如,物理老師在講到《機械能守恒定律》這份部分內(nèi)容時,可以指導(dǎo)學(xué)生通過打點計時器在紙帶上打出的點測量小車獲得的速度,來分析功與速度的關(guān)系,從而來驗證機械能守恒定律。實驗用一條橡皮筋對小車做功,用打點計時器打出的紙帶測出小車前端通過兩鐵釘連線時小車的速度,并指導(dǎo)學(xué)生對比橡皮筋的彈力勢能與動能之間的轉(zhuǎn)化過程,增強學(xué)生對機械能守恒定律的理解和領(lǐng)悟。學(xué)生在開展物理實驗時,需要在老師的實驗題目中找到關(guān)鍵點,即速度、勢能,并以此為重心開展實驗,物理老師還要根據(jù)實驗內(nèi)容鼓勵學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)題型分析,從而提高學(xué)生的物理能力。
(二)高考物理實驗對物理教學(xué)的考查作用
1. 考查學(xué)生對實驗器具的操作
物理實驗過程離不開實驗器具的輔助,學(xué)生對實驗器具性能和用途的了解和掌握直接影響到物理實驗的效果。隨著高考中對物理實驗重視程度的不斷提高,學(xué)生需要能夠熟練運用各種實驗器具。目前高考物理實驗中常見的實驗器具主要有游標(biāo)卡尺、電流表、電壓表等,這些實驗器具往往會對應(yīng)不同的實驗內(nèi)容,學(xué)生可以根據(jù)不同物理知識的實驗特點來分門別類地了解實驗器具類型,并能夠正確操作和讀出相關(guān)數(shù)值等,為更好地完成高考物理實驗要求做出鋪墊。
2. 考查學(xué)生對實驗流程的掌握
高考改革過程中,考試題目中往往是通過為學(xué)生模擬出一個實驗情境,并要求學(xué)生以此情境為基礎(chǔ)回答問題。因此,學(xué)生是否能夠正確有效地在實驗情境中進(jìn)行實驗操作,是學(xué)生取得較好成績的關(guān)鍵。在實驗環(huán)節(jié)中,學(xué)生要先對題目進(jìn)行分析,并認(rèn)真仔細(xì)觀察題目中所列示的實驗圖形。對于實驗圖形中具備測量功能的儀器,要能夠準(zhǔn)確讀出數(shù)字,如電壓值、電流值等,對于實驗中展現(xiàn)的物理狀態(tài)要能夠正確判斷,如靜止、運動等。學(xué)生在對物理實驗流程的掌握基礎(chǔ)上,能夠更好地將實驗情境中的內(nèi)容進(jìn)行綜合歸納,最后得到物理實驗結(jié)論。
例如,在物理實驗情境中,當(dāng)圖像中出現(xiàn)了電感線圈、磁鐵等內(nèi)容,學(xué)生就需要按照實驗流程來判斷電感線圈中的電流方向,從而為解答實驗中如何利用電磁學(xué)原理進(jìn)行受力計算做好基礎(chǔ)。在物理光學(xué)實驗中,學(xué)生則需要根據(jù)實驗情境來判斷光的傳播特點,并計算出光的反射、折射角度,以及光的傳播物質(zhì)類型,如水中傳播、空氣中的傳播、鏡面?zhèn)鞑サ?,從而有效解答光學(xué)實驗試題中的各個問題。
二、 加強高中物理實驗教學(xué)有效性的途徑
(一)加強對學(xué)生物理實驗操作能力的培養(yǎng)
在傳統(tǒng)的物理實驗教學(xué)中,實驗環(huán)節(jié)更多的是依靠老師的演示來完成,學(xué)生的動手操作能力沒有得到有效的培養(yǎng),不利于學(xué)生在高考物理實驗環(huán)節(jié)取得更好的成績。因此,物理老師在日常的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中,要提高學(xué)生的實驗參與水平,讓學(xué)生真正成為物理實驗課的主人。物理老師在激發(fā)學(xué)生發(fā)揮主觀能動性解決實驗問題時,可以啟發(fā)學(xué)生充分發(fā)揮自己的探索和創(chuàng)新精神,在原有物理實驗環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上增加實驗的深度和廣度,使學(xué)生的物理實驗素養(yǎng)得到提高。
例如,物理老師在講到《探究勻變速直線運動規(guī)律》這部分內(nèi)容時,可以為學(xué)生設(shè)計一個觀察物理運動的環(huán)境,并讓學(xué)生自行測量物體在勻速運動和變速運動時,位移與時間形成的圖形關(guān)系。學(xué)生在親自操作實驗物體進(jìn)行運動時,可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)速度一定時,位移與時間成正比例關(guān)系,但是物理在做勻變速運動時,物體的位移和時間表現(xiàn)為曲線,而速度與時間則表現(xiàn)為比例關(guān)系。老師可以在學(xué)生完成實驗后啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行更深層次的探究,突破實驗教材的限制。學(xué)生在老師的啟發(fā)下,會想到“當(dāng)物體在外力作用下由勻速運動轉(zhuǎn)變?yōu)樽兯龠\動時,運動規(guī)律的圖形會呈現(xiàn)什么狀態(tài)呢?”接下來,學(xué)生會對自己的想法進(jìn)行實驗驗證,學(xué)生會發(fā)現(xiàn)物體的速度改變時,圖形也由直線變?yōu)榱饲€。
(二)為學(xué)生提供更多的物理實驗機會
由于高考中的物理實驗內(nèi)容有了顯著的增加,這就使得物理實驗課程的時間安排需要同時增加。物理老師可以為學(xué)生提供更多的物理實驗機會,培養(yǎng)學(xué)生的物理實驗熱情。物理老師設(shè)計的實驗環(huán)節(jié)中,可以在原有實驗教學(xué)任務(wù)的基礎(chǔ)上,豐富實驗的內(nèi)容和形式,讓學(xué)生的實驗環(huán)境更加新穎多彩。物理老師可以采用與社會實踐相聯(lián)系的物理實驗環(huán)節(jié),提高學(xué)生的物理應(yīng)用能力,還可以組織學(xué)生參與物理小發(fā)明比賽,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
1. 利用生活實踐開展物理實驗
例如,物理老師在講到《超重和失重》這部分內(nèi)容時,僅僅是讓學(xué)生根據(jù)書本內(nèi)容來了解超重和失重的特點,學(xué)生往往無法更好地進(jìn)行理解和掌握。在物理學(xué)實驗中老師一般會通過橡皮筋拉力之下的金屬容器來讓學(xué)生了解到實驗現(xiàn)象。但這樣的實驗環(huán)節(jié)學(xué)生只能通過觀察來了解物理原理,實際的體驗效果并不理想。物理老師可以組織學(xué)生利用電梯來體會超重和失重的感覺,從而提高了學(xué)生對物理實驗的領(lǐng)悟效果,增強了學(xué)生在高考物理實驗中的應(yīng)對能力。
2. 利用實驗比賽提高學(xué)生興趣
例如,物理老師在講到《動量定理》這部分內(nèi)容時,還可以通過實驗比賽的方式提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,如物理老師可以讓學(xué)生自己設(shè)計一個具有緩沖力的裝置,在裝置中放上一個生雞蛋,并從高處使其自由降落,最后看哪些同學(xué)的雞蛋沒有被摔破。這是一個較為有趣的實驗途徑,學(xué)生不僅要根據(jù)自己對力的相互作用原理進(jìn)行深入分析,還要親自動手進(jìn)行實驗操作,從而極大地鍛煉了學(xué)生的實驗技能,為學(xué)生更好地完成高考物理實驗試題、提高高考物理成績奠定了基礎(chǔ)。
三、 結(jié)束語
物理教育不能僅僅停留在書本表面,而是需要為學(xué)生提供良好的實驗契機,激發(fā)學(xué)生的實驗興趣、培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?,進(jìn)而幫助學(xué)生在高考物理實驗中能夠從容面對。物理實驗是驗證物理概念、解釋物理現(xiàn)象的重要途徑,隨著教育改革的不斷深化,高考物理內(nèi)容中對學(xué)生實驗?zāi)芰Φ目疾橐苍絹碓街匾暋7e極總結(jié)和探索高考物理實驗對高中物理教學(xué)的作用,能夠更好實現(xiàn)高中物理教育改革的目標(biāo)。
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作者簡介:
陳明東,廣東省湛江市,徐聞縣徐聞中學(xué)。