摘 要:我國教育改革不斷深入,素質(zhì)教育是每位教師需要關(guān)注的重點內(nèi)容,也關(guān)系到學生的未來發(fā)展。因此,在新課改背景下,高中物理教師應研讀教材中的抽象化物理知識點,聯(lián)系生活內(nèi)容進行巧妙設計,實施趣味物理實驗教學,引導學生在實驗中探究物理知識,使學生對物理現(xiàn)象、公式推導等更為直觀地了解,促進學生物理學習效率提高。文章結(jié)合高中物理教學實踐,探討了生活化趣味實驗的具體應用。
關(guān)鍵詞:生活化;趣味實驗;高中物理;應用策略
在人教版高中物理教材中有很多比較抽象的物理知識,如力學、電學等,理解難度很高。對此,教師需要結(jié)合教材內(nèi)容設計生活化的趣味實驗,與高中生的現(xiàn)實生活緊密聯(lián)系起來,引導每位學生參與到實驗探究中,讓學生主動分析實驗中的變化,向?qū)W生展現(xiàn)更為生動的物理世界,從而使學生通過實驗學習更好地掌握物理知識。同時,教師在進行生活化實驗教學時,需要引導學生透過物理現(xiàn)象分析規(guī)律,并指導學生進行推理猜想,讓學生通過實驗主動驗證猜想,促進學生物理學習積極性的提高。
一、 高中物理教學中應用生活化趣味實驗的積極作用
(一)有助于強化學生對物理知識的理解
經(jīng)調(diào)查,部分高中生在學習電磁場等比較抽象的物理知識時,容易出現(xiàn)記憶混淆的情況,并且在解題過程中無法快速提取關(guān)鍵條件,出錯率較高。在物理教學過程中,教師可通過演示生活化趣味實驗,直觀展示物理課堂教學內(nèi)容,幫助學生深入思考分析教材知識,能促進學生物理抽象思維能力提高。同時,高中物理生活化趣味實驗的應用,能聯(lián)系日常生活中的物理知識,并通過實驗用量化數(shù)據(jù)信息展現(xiàn)出來。這能幫助學生更好地理解相關(guān)物理知識,實現(xiàn)物理課堂教學效率的提高。
(二)有助于培養(yǎng)學生的物理實驗探究能力
高中階段的物理知識內(nèi)容相對較為抽象,如物理公式的推導與轉(zhuǎn)化等。若只依賴教師單純地講解,學生很難整理總結(jié)物理規(guī)律,對物理實驗等沒有較好的感悟,所構(gòu)建的物理知識框架不夠完整,導致物理知識學習效果較差。而在物理課堂中,教師開展生活化趣味實驗,能讓學生在實驗中探究分析物理知識,使學生通過動手實踐掌握實驗現(xiàn)象等,促使學生構(gòu)建完善的物理知識框架。經(jīng)調(diào)查,很多高中生在學習電學有關(guān)定律知識時,感到非常吃力,無法通過實驗操作進行推理分析。對此,教師可通過設置生活化趣味實驗,讓學生借助實驗理解電力有關(guān)知識,促進學生物理知識學習興趣提高。
二、 高中物理教學中生活化趣味物理實驗的應用策略
(一)創(chuàng)新設計生活化的趣味物理實驗,引導學生探究思考物理問題
在物理課堂教學中,教師在講解物理原理時,需要聯(lián)系學生的實際生活,設計多個對應的趣味物理實驗,并配合設置相應的物理問題。在進行生活化趣味物理實驗前,教師需要引導學生結(jié)合現(xiàn)有條件進行猜想,留出時間讓學生自主設計物理實驗步驟,從而讓學生主動進行思考分析。在生活化物理實驗中,教師需要引導學生結(jié)合問題梳理物理知識,讓學生對實驗變量進行調(diào)整,使學生掌握整個物理實驗過程。如在“自由落體”教學中,教師讓學生準備兩塊重量不同的石塊、羽毛以及紙片,讓學生設計整個實驗步驟,如從10米高度同時放下石塊等,記錄從放下到落地所用時間。同時教師可設置可能影響實驗的因素有哪些、如何排除其他因素的干擾等問題,讓學生采取有效的規(guī)避措施,如在放下物體的地方和物體落地處各安排一名學生進行計時等。在完成自由落體實驗后,教師需要引導學生總結(jié)實驗現(xiàn)象,如紙片和羽毛落地比石塊落地需要的時間更長,空氣阻力將會對實驗造成極大影響,物體質(zhì)量越大,下落速度越快。對于物體質(zhì)量決定下落速度,教師可讓學生準備兩張完全相同的白紙,讓學生將一張白紙揉成紙團,然后在同一高度同時將紙團和白紙放下。學生可以發(fā)現(xiàn)紙團落地時間比白紙落地時間早,可得出質(zhì)量不是影響物體下落速度的因素。教師需要留出時間讓學生圍繞物理實驗現(xiàn)象進行討論分析,并要求學生理清物理實驗的關(guān)鍵條件。教師可引導學生思考在沒有空氣阻力的條件下物體下落的情況,引出在真空中和空氣中羽毛的下落實驗,排除空氣阻力的干擾。教師可讓學生通過對比研究,認識到空氣阻力是造成物體下落現(xiàn)象變化的影響因素,幫助學生改正“越重的物體下落速度越快”的錯誤認知。在此基礎(chǔ)上,教師可從自由落體進行延伸,如將物體向上拋、讓物體進行自由落體同時在水平方向施加一定的力等,讓學生假設物體的運動軌跡,并引導學生用相同石塊進行三次實驗,讓學生結(jié)合自由落體分析延伸內(nèi)容,從而使學生通過實驗對自由落體相關(guān)知識有較為深刻的理解。
(二)創(chuàng)設生活化趣味物理實驗情境,指導學生進行物理實驗操作
在物理課堂教學中,教師應研讀教材內(nèi)容,分析生活中的教學資源,創(chuàng)設對應的物理實驗情境,并引導學生在情境中分析物理現(xiàn)象等,使學生深入理解物理知識。高中物理知識與現(xiàn)實生活有非常密切的聯(lián)系,高中生通常會結(jié)合直觀感受分析物理問題?;诖?,教師在開展物理實驗教學時,需要聯(lián)系相應的生活場景等,與物理知識相融合,讓學生積極開展實驗討論分析,從而使學生更好地探究物理知識。同時,教師在實驗教學時,需要引導學生發(fā)現(xiàn)實驗中的物理問題,并讓學生用物理知識解釋物理實驗現(xiàn)象,加強鍛煉高中生的探究思考能力與分析總結(jié)能力。如在人教版“向心力”教學時,教師若只講解理論知識則過于抽象,學生無法抓住重點。對此,教師可引入生活中的水流星表演,播放相關(guān)的表演視頻,并要求學生觀察演員的動作變化,如演員會將裝滿水的兩個小桶拴在繩子的兩端,并通過雙手倒換旋轉(zhuǎn)水桶,即使處在上方的水桶口朝下也不會出現(xiàn)水流出的情況。教師可讓學生分組進行類似的實驗,如準備裝滿水的兩個小飲料瓶,將飲料瓶的瓶蓋取下,在一根牢固的繩子的兩端系上飲料瓶,讓學生進行旋轉(zhuǎn),使學生直觀感受向心力實驗。在學生實驗操作過程中,可能會出現(xiàn)飲料瓶口朝下時有水流出的情況。教師可讓學生分析出現(xiàn)這種情況的原因,如雙手倒換不流暢、旋轉(zhuǎn)水瓶的速度較慢等,引導學生思考旋轉(zhuǎn)水瓶時的技巧,可鼓勵學生上臺表演。在此基礎(chǔ)上,教師可引出向心力知識的講解,引導學生分析水桶口朝下且水不流出的水桶速度臨界值,使學生對向心力有較為深刻的理解。又如人教版“動量定理”教學時,教師可引入胸口碎大石表演,播放相應的表演視頻,并提問表演者為什么可以不受影響。教師可引導學生設計類似的實驗,如準備若干雞蛋、瓦片和磚塊,將雞蛋固定在椅子的四個角,并在雞蛋上放置兩本書,再向書上放置兩層磚塊,并讓學生結(jié)合具體情況進行適當調(diào)整。在此基礎(chǔ)上,教師可讓學生將瓦片放在磚塊上,用錘子敲擊瓦片,讓學生提前猜測可能發(fā)生的實驗現(xiàn)象。多數(shù)學生會認為瓦片不碎、雞蛋碎掉,或者是瓦片和雞蛋都會碎掉等。教師可通過物理實驗對學生的猜測進行驗證,實驗出現(xiàn)雞蛋沒碎但瓦片碎掉的情況,讓學生學習動量定理知識,并讓學生對實驗現(xiàn)象進行解釋分析。通過引入生活中的奇特表演,引導學生透過物理實驗現(xiàn)象探究其中的物理知識,能使學生主動進行思考分析,促進實驗探究教學質(zhì)量提高。
(三)優(yōu)化生活化趣味物理實驗的設計,引導學生分析物理規(guī)律
在物理課堂教學中,教師需要引導學生通過物理實驗了解整個物理探究過程,并讓學生分析得出結(jié)論的限制條件,再指導學生總結(jié)分析物理規(guī)律。但物理課堂時間有限,教師需要優(yōu)化相應的生活化趣味物理實驗,讓學生明確物理實驗的目的等,指明大致的實驗探究方向,指導學生掌握實驗中的變量,從而使學生通過課堂實驗學習感受探究過程。在物理實驗探究過程中,教師還需要關(guān)注學生的實驗情況,當學生遇到實驗難題時,應適當給予學生指導,讓學生學會應用物理知識快速解決物理問題,指導學生總結(jié)物理實驗的規(guī)律,促進物理課堂教學實效性提高。如人教版“牛頓第一定律”教學時,教師需要先引導學生分析牛頓第一定律的觀點,簡單講解動學與力學知識,如沒有施加外力的情況下,物體會保持原有的運動速度?;诖耍處熆稍O計伽利略斜面實驗,引入水平面阻力對運動物體的影響,共設置三組實驗,保持所有實驗的斜面高度、光滑程度等一致,一組實驗在水平木板上鋪上棉布,一組實驗保持水平木板光滑,另一組實驗則在水平木板上放毛巾。高中物理教師應要求學生將小車放置在斜面頂端,讓小車由靜止開始滑下,引導學生觀察物理實驗現(xiàn)象。小車在過毛巾時很快停止運動,運動距離較短;小車在過棉布時運動速度減慢并在運動一段距離后停止,有一定的運動距離;小車在過光滑木板時運動速度較快,運動距離較長。教師可讓學生對實驗現(xiàn)象進行對比,得出小車受到的阻力越大,能通過的距離越短。教師可引導學生思考在沒有阻力作用的情況下小車的運動情況,很多學生會猜想小車會一直運動下去。教師需要引導學生分析實驗中的物理規(guī)律,讓學生明確水平面的粗糙程度是實驗變量,讓學生驗證自己的猜想。在此基礎(chǔ)上,教師可優(yōu)化斜面實驗,引導學生設計出雙斜面物理實驗,將右斜面設置成可調(diào)整的狀態(tài),并要求實驗中必須將小球從斜面最高處靜止釋放。教師需要將小球放置在左斜面最高處由靜止釋放,小球在下滑過程中速度加快,而在上滑時出現(xiàn)減速情況。教師可減小右斜面的傾斜角度,并再次釋放小球。學生可觀察到右斜面的斜角減小時,小球減速越小,同時在延伸右斜的情況下,能觀察到小球到達和出發(fā)時相同的高度。教師可引入小球滑動高度和傾斜面的傾斜角無關(guān),再想象將右斜面水平放置,并且沒有摩擦力的影響下,小球會一直運動。
三、 結(jié)語
綜上所述,高中教師在開展生活化趣味實驗教學時,應分析現(xiàn)實生活中的物理知識,引導學生利用常見材料開展趣味實驗,并創(chuàng)設物理實驗情境,讓學生在實驗情境中直觀了解物理知識,從而使學生對物理公式、定律等有更深刻的理解。教師需要指導學生進行物理實驗操作,并引導學生運用物理知識分析實驗中的物理問題,鍛煉學生的思考分析能力,促進學生物理素養(yǎng)提高。
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作者簡介:
趙若芳,甘肅省平?jīng)鍪?,靜寧縣第二中學。