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(guò)程中逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)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(gè)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(hào):G633.7? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? ?文章編號(hào):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(lè)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(méi)有達(dá)到通過(guò)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(shì)的發(fā)展,學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力較差,特別是對(duì)創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)?zāi)J椒矫婵梢哉f(shuō)沒(méi)有什么概念。針對(duì)以上在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題,本文分三個(gè)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?cè)趯?shí)驗(yàn)課堂上經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的儀器總是存在一些問(wèn)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(wèn)題簡(jiǎn)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(shuō)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(wèn)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?guó)家、省、市級(jí)有一年一度的青少年科技創(chuàng)新大賽,借助這個(gè)平臺(tái),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(huì)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(gè)方向。比如筆者指導(dǎo)的授課教師上《向心力》這節(jié)課時(shí),在引入課題的時(shí)候用一個(gè)充沙的乒乓球快速地做圓周運(yùn)動(dòng)拉動(dòng)質(zhì)量相對(duì)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(shí)要求每一個(gè)學(xué)生拿出??ê丸€匙,簡(jiǎn)簡(jiǎn)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?jī)蓚€(gè)同學(xué)一組,利用桌面上的實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)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(guò)彈簧秤得到的。
整節(jié)課下來(lái)就會(huì)感覺(jué)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(dòng)手能力,還能培養(yǎng)教師和學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。
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(shí),教師缺乏培養(yǎng)學(xué)生探究科學(xué)原理的意識(shí)和習(xí)慣,一節(jié)分組實(shí)驗(yàn)課下來(lái)可能沒(méi)達(dá)到預(yù)期的效果。學(xué)生有時(shí)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(lái),學(xué)生在一節(jié)課或者是幾節(jié)課時(shí)間就能探究出來(lái)嗎?
筆者認(rèn)為要解決這些問(wèn)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(gè)“度”的問(wèn)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(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程由教師設(shè)定一個(gè)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(zhǎng)的時(shí)間利用課后時(shí)間去拓展探究相關(guān)問(wèn)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(jì)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(wèn)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(jué),學(xué)生的思維和感官都沒(méi)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?jiǎng)?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(jì)創(chuàng)新式的課堂教學(xué)環(huán)節(jié),如八年級(jí)的《物體的沉浮條件及其應(yīng)用》這節(jié)課,授課教師一開(kāi)始用泰坦尼克號(hào)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(shí)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(jì);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(gè)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(dòng)手動(dòng)腦總結(jié)規(guī)律,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)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(guò)來(lái),在做實(shí)驗(yàn)過(guò)程中碰到的一些問(wèn)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(wèn)題,又可以改進(jìn)或創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)器材。我們經(jīng)常說(shuō)“教無(wú)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(wú)定法”??迫谓處熥陨肀仨氁袆?chuàng)新的意識(shí)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。