浅谈高中物理实验在教学中的作用

作者: 来源: 发布时间:2018年04月28日 点击数:

关键词:核心素养;高中物理;实验教学;概念;重要性;方法

传统的物理实验教学相对来说比较偏向形式化,基本是由教师演示,学生模仿之后再总结实验结果的形式进行教学,但这种形式并不符合当今素质教育的基本政策,这就需要教师审时度势,根据新课改的新要求,体现学生学习主体地位,注重学生参与探究实验,而这一切都要基于物理的核心素养,因此,教师需要明确其重要性,并寻找优化物理实验教学的有效方式。

1高中物理核心素养的基本概念

1.1概念

高中物理教学主旨是在学生认知程度的基础上进一步提高学生的科学素养,由于高中学生即将面临人生中重要的转折点,而物理的难度相对来说较大,正确理解物理的基本内涵将有利于学生系统物理思维的建立,核心素养是在学生学习物理基本知识、物理操作技能,以及学习物理的有效方法和学习态度之上提出的为学生未来发展考虑的重要内容,核心素养强调顺应现代社会发展和实际生活运用,不仅是理论知识,还包括科学实践的过程,是学生综合素质提升的科学导向,由此可见,高中物理的核心素养是培养学生科学观和社会认知的决定性条件[1]。

1.2重要性

由核心素养的概念可知,学生借助学校教育而形成的解决实际问题的能力才是进行物理实验的动力,而教师培养学生的核心素养,将非常有利于学生的求知欲增长,只有学生的求知欲、积极性有效提高,物理的内涵才能够充分体现,也才能够被学生充分理解,二者相互促进且相互补充,提高学生的物理能力离不开学生的核心素养提升,核心素养的培养也离不开物理这门科学性极强的学科支持,因此,基于核心素养的高中物理教学,才是正确的物理教学方向。

2基于核心素养的高中物理实验教学方法

实验教学是提高高中物理教学效率,培养学生学习兴趣,增强学生物理知识应用能力的关键,在核心素养背景下,高中物理实验教学方法如下:

2.1开展小组合作

高中阶段的学生正值青春期,虽然思维不够缜密,却有着源源不断的青春活力,这一时期的学生所缺乏的不是刻板固守的强硬纠正,而是有力有效的方向引导,对于高中物理教师来说,想要进行科学的物理实验教学,就要遵循学生的成长规律和个性特点,小组合作的教学方法正适用于高中学生,也适用于实验教学[2]。在这一方面,教师可以根据学生学习能力,对学生进行合理分组,同龄人之间的互相帮助与促进比教师督促更加有效,例如,教师要进行实验之前,将学生分组,每组分配一名学习能力较强、成绩较好的学生,在进行实验的过程中,要求这名同学不动手操作,而是指导小组其他成员亲手操作,出现疑问时可以讨论解决,这种方式加强了学生的集体荣誉感,也提高了学生之间的团结协作能力,真正达到培养学生核心素养,进行素质教育的最终目的。例如,在《电流表的改装及内接外接法》实验教学中,教师可以通过对学生进行分组,并要小组成员之间相互交流探讨电流表的改装知识,以及内接外接法等知识,一方面可以为学生营造一个良好的学习氛围,另一方面可以培养学生的团队协作能力,在学习物理知识的同时也提高了学生的素质水平。

2.2结合生活实际

虽然人类发展中必然会受到社会条件等框架的制约,但这并不影响学生的学习能力提高,恰恰相反,这种制约反而会使学生走向更加正确的道路,物理实验教学也是如此,基于核心素养的教学是有约束的,这为教师制定了教学思维的导向,教师需要根据这一内容将实验设计得更加贴合实际生活,脱离开实际的实验都是不科学的,与核心素养的要求不符,因此,鼓励学生从生活中探寻物理实验的踪迹,并将其运用到学习中,才能达到提高物理实验教学效率的目的,从而引导学生的思想越来越适应社会发展的趋势。例如,在利用螺旋测微器和游标卡尺进行长度测量的实验中,教师可以引导学生用所学的知识以及相应的测量工具去测量生活中的一些实物,如矿泉水瓶瓶盖的内外径、小水杯的深度、水笔笔盖的内外径等,要让学生知道物理来源于生活,生活中处处都存在物理知识,引导学生去发现。

2.3凸显学生的主体地位

新课改要求突出学生的学习主体地位,这也是核心素养的要求之一,因此,教师要将这一内容体现在物理实验教学的过程中,注重学生个体参与,加强学生主动认知与学习,物理本就是一门实践性较强的抽象学科,学生参与将提升物理思维的建立能力[3-4],例如:在探究“单摆的周期与哪些因素有关”时,笔者曾经分别让三个同学上台做演示实验。第一个同学在同一高度同时放开两个摆长相等、质量不同的单摆,结果两个单摆摆动同步。经过几次实验,实验结果基本一样,因此得到实验结论“单摆的周期与质量无关”。第二个同学在不同高度同时放开两个完全相同的单摆,实验结果两个单摆摆动也同步。同样经过几次实验,实验结果大同小异,因此得到了第二个结论“单摆的周期与振幅无关”。第三个同学则在同一高度同时释放两个质量相同、摆长不同的单摆,实验结果在第一次实验里发现两个单摆摆动不同步。这一下子,这位同学有点慌了,赶紧再做一次实验,结果两个单摆还是不同步。全班同学哄堂大笑,他只好红着脸回到自己的座位上。此时,笔者问全班学生:“从刚才第三位同学的实验中,我们能得到什么结论呢?”本来预想,学生应该会异口同声地说:“单摆的周期和摆长有关。”但出乎预想的是,学生的回答是:“第三位同学的实验操作能力太差了!”那位同学的脸更红了。笔者想马上反驳,说结论应该是“单摆的周期与摆长有关”?这样的话,显得苍白无力。那应该怎么办呢?笔者接着说:“既然大家觉得刚才这位同学的实验操作能力太差了,那么我们就请一位“高手”上台来给大家演示一下,怎样?”在大家的推荐下,一位大家认为实验操作能力较强的同学上台,重新做了第三个演示实验。结果两个单摆还是不同步的摆动,甚至有个不相信的同学又上台做了演示实验,结果还是一样。此时,课堂上安静了许多,笔者接着说:“其实,不是第三个同学的实验操作能力太差,而是单摆的周期与摆长有关。第三个同学得到的不应该是大家的质疑,而应该是大家的表扬。”疑团彻底揭开了,上台做实验的同学得到了鼓励,其他同学通过这次小小的“曲折”也明白了单摆的周期与摆长的关系,还学会了应该更深入的看问题。再如:老师在进行打点计时器实验测定匀变速运动时,首先老师示范打点计时器的操作方法,而后可以让学生自行操作,期间老师游走于学生之间为学生答疑解惑,鼓励学生主动探究。

2.4鼓励实验创新

创新教育是基础教育的一部分,物理实验的创新又是基于核心素养的物理实验教学的重要内容。在实际的物理实验教学中,培养学生的创新意识和创新思维,不仅能激发学生的创新潜能,教会学生思考,激发学生的兴趣,促进学生个性的和谐发展,又能帮助学生挖掘实验的精髓,展示实验的思想和魅力,提高物理实验教学的有效性。例如:在《探究加速度与力、质量的关系》这个实验时,基于本实验操作的难度和复杂性,笔者先花了一节课的时间把本次实验的实验目的、实验原理、实验步骤等内容和学生一起探究了下,然后又给学生一节课的时间让学生去操作实验,但有学生按教材中的原方案操作实验后,发现误差较大。经过分析后,学生觉得误差较大的原因是实验室所提供的小车质量没有办法远大于钩码的质量。实验室有质量更大的小车吗?没有。那怎么办呢?这时,几个实验能力较强的同学围着实验桌进行讨论。笔者提示可以对实验方案进行创新,也就是更改实验方案啊!虽然已经临近下课,但在笔者的鼓励下,学生的学习热情上来了,陷入了一阵思考和讨论中……最终得出了一个不需要小车质量远大于钩码的质量这个前提条件的创新实验方案。是的,对于上面学生提出的问题,可能有些老师会蜻蜓点水地应付过去,但笔者认为学生的潜能是不容小觑的。如果能对学生提出的问题,进行适当的引导、鼓励和帮助,或许会让学生在有限的实验课堂时间内,有所创新,收获无限的知识。这也是符合核心素养所要求的创新实验教学。核心素养是学生健康成长,顺利学习的重要支持,而物理这门学科对树立学生科学观和综合认知能力有很大帮助,物理实验又是促进学生物理能力提高的有效教学手段,因此,基于核心素养的物理实验教学,才是培养学生综合素质全面发展的重要途径

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