王 晶

(江蘇省如皋中學,江蘇 南通 226500)

自從新一輪課程改革推行以來,在高中物理教學中,對實驗教學提出更高的要求,而且在新課改背景下,實驗教學所占比例越來越大.教師要給予高度重視與格外關注,對原有實驗進行科學合理的創(chuàng)新,提高自己的實驗教學素養(yǎng),帶給學生更為新穎的學習體驗,同步培養(yǎng)他們動腦思考、動手操作與動口交流等多項能力.

1 創(chuàng)新實驗教學模式,提升學生參與程度

1.1 鼓勵學生自主操作,提高實驗教學質(zhì)量

在新時期教育背景下,教學主體已經(jīng)由教師轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生,在高中物理教學中,無論是在理論知識講授環(huán)節(jié),還是實驗操作環(huán)節(jié)均是如此.教師首先需及時轉(zhuǎn)變教育觀念,明確學生的主體地位,創(chuàng)新實驗教學模式,提升他們的參與程度.在高中物理實驗教學環(huán)節(jié),教師應為學生提供更多親自動手操作實驗的機會,自己則從旁做到指導者與輔助者的工作,鼓勵他們通過自主操作探究物理世界的神奇,使其積累更多物理學習經(jīng)驗,提高實驗教學質(zhì)量[1].

例如,在進行“彈力”教學時,教師先要求學生拿出事先準備好的鋼絲、銅導線、橡皮筋、彈簧、竹片等材料,通過觀察、觸摸、把玩等活動感知這些材料的特點,使其結(jié)合親身體驗交流各自的感受,讓他們初步認識塑性、彈性、彈力等概念.接著,教師指導學生親自動手實驗,在同一彈簧或者橡皮筋下面掛不同數(shù)量的鉤碼,認真觀察實驗現(xiàn)象,交流自己的想法,使其探究橡皮筋或者彈簧的形變程度與彈力大小之間的關系,引導他們得到三種不同的結(jié)論:彈簧的伸長與拉力成正比;可用于工程技術(shù)上;能夠根據(jù)同樣的道理設計制作一個簡單的測力計.之后,教師帶領學生演示實驗:用彎曲的鐵片把小球彈出,彎曲的橡皮泥無法把小球彈出,彎曲的鐵片不與小球接觸,無法把小球彈出,使其通過實驗對比分析與討論彈力產(chǎn)生的條件,知道彈力的作用過程.隨后教師引導學生繼續(xù)自主操作實驗,使其研究與歸納彈力的方向,幫助他們不斷積累實驗學習經(jīng)驗,逐步提升實驗教學的整體質(zhì)量.

1.2 引入小組合作模式,升華實驗教學效果

高中物理知識同初中相比,不僅廣度有所提升,難度與深度自然也在增加,有時學生僅靠個人經(jīng)驗與知識很難順利完成實驗任務,還極易陷入到困境之中,影響他們的正常學習,這時就要引入小組合作模式,使其在互幫互助中完成實驗探究.具體來說,高中物理教師在實驗教學中可根據(jù)實際情況安排小組合作實驗任務,一起制定實驗方案,使其順利完成實驗操作,突破疑難障礙,升華實驗教學效果[2].

比如,在開展“摩擦力”教學時,教師先要求學生回顧與描述初中時期所學的摩擦力概念,指導他們動手做一個小實驗:用逐漸增大的水平力推動地面上的桌子,直至推動一段距離,使其體會且分析桌子受到推力及摩擦力的作用,對靜摩擦力與滑動摩擦力產(chǎn)生感性認識.接著,教師組織學生在小組內(nèi)研究靜摩擦力,操作如下實驗:在水平桌面上放置一個小木塊,用彈簧測力計沿著水平方向用較小的力拉木塊但保持木塊不動,并不斷緩慢地增大拉力,注意觀察彈簧秤的示數(shù)變化,使其發(fā)現(xiàn)隨著拉力的逐漸增大,彈簧秤的示數(shù)也在不斷變大,然后繼續(xù)實驗:在彈簧測力計指針下輕塞一個小紙團,會隨指針移動,作為指針到達最大位置的標志.以剛才的實驗為基礎繼續(xù)用力,當拉力達到一定的值時木塊開始移動,這時拉力會突然變小,要求他們記下最大值,討論后發(fā)現(xiàn)靜摩擦有限度.隨后教師繼續(xù)組織學生在小組內(nèi)研究滑動摩擦力,使其結(jié)合控制變量法探討影響滑動摩擦力大小的因素,鍛煉他們的合作實驗能力.

2 借助信息技術(shù)優(yōu)勢,創(chuàng)新物理實驗形式

2.1 利用信息技術(shù)手段,模擬物理實驗現(xiàn)象

在高中物理教學中,創(chuàng)設適宜的教學環(huán)境具有一定的促進作用,特別是在實驗教學中,教師可以結(jié)合具體教學內(nèi)容打造良好的課堂環(huán)境,引入相應的物理實驗,讓學生知道這一物理現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,激起他們的學習興趣,使其表現(xiàn)得更為積極.為順應新時代的發(fā)展趨勢,教師可借助信息技術(shù)優(yōu)勢創(chuàng)新物理實驗形式,利用信息技術(shù)手段模擬一些難以演示或者較為微觀的物理實驗現(xiàn)象,直觀、清晰地呈現(xiàn)在學生面前,促使他們透徹理解知識[3].

以“萬有引力定律”教學為例,由于本節(jié)課涉及到的知識比較抽象,純粹憑借教材內(nèi)容對萬有引力進行解讀,學生理解起來難度較大,而借助常規(guī)實驗演示的方式,也難以讓他們把萬有引力知識同實驗聯(lián)系起來,很難想象出萬有引力定律的畫面與情境.在這一情況下,教師應事先根據(jù)課本知識通過網(wǎng)絡渠道搜集一些有關太陽與行星在太空中運動的視頻,以此當作萬有引力的實驗現(xiàn)象,利用信息技術(shù)手段模擬出來,在播放過程中繼續(xù)運用信息技術(shù)標注出太陽和行星之間的相互作用力,為學生帶來直觀實驗現(xiàn)象,使其清晰看到太陽和行星相互吸引的運動軌跡,讓他們切實意識到萬有引力的存在,且形成深刻印象與牢固記憶.這樣在這一過程中,其實就是借助現(xiàn)代化信息技術(shù)把抽象的萬有引力現(xiàn)象演示、模擬出來,還原實驗現(xiàn)象,讓學生明顯看到與課本內(nèi)容相契合的現(xiàn)象,使其把物理知識同實際實驗現(xiàn)象關聯(lián)起來,促使物理知識的學習不再抽象,驅(qū)使他們更好地理解萬有引力原理.

2.2 運用信息技術(shù)仿真,優(yōu)化物理實驗環(huán)境

高中物理是一門實踐性和實驗性均比較強的科目,實驗更是貫穿于整個物理教學.不過實驗也有著一定的規(guī)律性,為幫助學生探尋出準確結(jié)果,他們往往需要反復操作同一個實驗,使其最終獲得預期學習效果.隨著新課改的推進,高中物理實驗教學模式也在不斷創(chuàng)新,信息技術(shù)已經(jīng)得到廣泛運用,教師可以運用信息技術(shù)的仿真手段優(yōu)化物理實驗環(huán)境,突破時間與空間的限制,帶給學生良好的學習體驗,幫助他們輕松理解與掌握實驗中蘊涵的知識.

在“電源和電流”教學中,本節(jié)課運用學生已經(jīng)學過的等勢體上電荷分布和轉(zhuǎn)移情況,引領他們分析恒定電場形成的過程,并引出電源和恒定電流的定義及物理意義.通常情況下,教師會直接拿出電流表,講授電流表的使用方法、注意事項等內(nèi)容,指導學生利用電流表實物進行實驗操作,不過在操作過程中會不少問題,如:一些同學擔心把電流表損壞,不敢操作;有的同學則認為無法直接看到電源產(chǎn)生電流的過程,以及不同電流大小在導線中的傳送情況,這樣他們的實驗操作能力很難得到鍛煉與提升,更是無法深刻理解相關理論知識.這時教師可利用信息技術(shù)手段打造仿真的實驗環(huán)境,指導學生利用計算機軟件操作實驗,使其自主完成實驗操作,以免出現(xiàn)損壞實驗儀器的情況.

3 創(chuàng)新物理實驗操作,提高實驗教學素養(yǎng)

3.1 適當改進原有實驗,助推學生高效學習

教材中安排了不少實驗,但是有的實驗現(xiàn)象不是特別明顯,或者效果一般,對其進行創(chuàng)新或者改進是相當有必要的,這也是提高高中物理教師創(chuàng)新實驗教學素養(yǎng)的有效途徑之一.具體來說,高中物理教師在平常的實驗教學中,可以根據(jù)實際情況與教學需求適當改進原有實驗的裝置、操作方式及流程等,帶給學生更為直觀與明顯的現(xiàn)象,使其更好地理解物理原理與規(guī)律,助推他們高效學習[4].

比如,在實施“超重和失重”教學時,教材中安排的內(nèi)容是人在加速上升的電梯中對地面的壓力這一實際問題,雖然能很好地體現(xiàn)出生活化教學理念,但是課本中提供的實驗是在電梯地板上放一個臺秤,讓人站在臺秤上面,當電梯加速向上或者向下運動時,可以根據(jù)臺秤的示數(shù)看到超重與失重現(xiàn)象,這顯然不切實際,無法在課堂上演示出來.此時,需要教師設計能在課堂上完成的實驗.

3.2 引入數(shù)字化的實驗,帶領學生精準探究

數(shù)字化實驗是信息技術(shù)與科學技術(shù)不斷發(fā)展和更新下的產(chǎn)物,一般由數(shù)據(jù)采集器、傳感器以及計算機輔助軟件等構(gòu)成,具有測量、采集與處理數(shù)據(jù)的功能.在高中物理教學中,要想提高高中物理教師創(chuàng)新實驗教學素養(yǎng),引入數(shù)字化實驗是相當有必要的,而且還是高中物理實驗實現(xiàn)現(xiàn)代化、提升實驗檔次、加速同國際接軌的一個重要途徑.對此,高中物理教師應巧妙引用數(shù)字化實驗,為學生提供更為精確的數(shù)據(jù),帶領他們精準探究物理原理與規(guī)律[5].

總之,在高中物理教學活動中,實驗教學的重要性不言而喻,是對理論知識很好的補充、驗證與還原,關系到整體教學質(zhì)量的高低,教師應給予格外關注與認真對待.結(jié)合物理學科的特點制定多元化的教學策略,真正提高創(chuàng)新實驗教學素養(yǎng),引導學生在實驗助力下對物理原理進行研究與探索,使其手、腦、口均得到鍛煉,提升他們的物理綜合素質(zhì).