高中物理实验教学开展方法分析
谢瑶欣
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谢瑶欣,. 高中物理实验教学开展方法分析[J]. 物理进展,2024.9. DOI:10.12721/ccn.2024.157410.
摘要: 物理课程是高中教育教学课程体系的关键学科,对于培养学生逻辑思维和科学素养具有重要作用。实验教学是提高学生科学素养、培养创新思维和实践能力的重要环节。作为高中物理学科教师需要认识到实验教学的重要价值,并探索物理实验教学开展的有效路径和方法,以尽可能发挥实验教学的价值,促进物理学科教学质量提升。本文旨在探讨高中物理实验教学的有效开展方法,以期提升高中物理实验教学的质量和效果。
关键词: 高中物理;实验教学;开展方法
DOI:10.12721/ccn.2024.157410
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实验教学是物理学教育的重要组成部分,它不仅能够帮助学生理解物理概念,掌握实验技能,还能培养学生的科学探究精神和创新意识。然而,在实际教学中,如何有效开展物理实验教学,提高学生的学习兴趣和实验能力,是广大物理教师需要面对的重要课题。

一、实验教学在高中物理教学中的价值

(一)有利于加深学生对物理概念的理解

物理学科中涉及的各类概念、原理较多,而这些内容通常较为抽象,学生理解起来难度相对较大。实验教学的开展,可以将抽象的物理概念以直观的方式呈现出来,能够让学生在实际操作、直观观察中,对物理现象产生深刻感知,这对于加深学生对物理概念、原理的理解,突破物理教学难点有很大帮助。

(二)有利于促进学生获得思维能力发展

在开展实验教学的过程中,学生需要运用所学物理概念、原理知识来设计、操作实验,并解决实验过程中遇见的问题,这也为学生运用物理概念知识创造了条件,对深化学生对概念的理解,培养学生解决问题能力也有积极意义。此外,实验过程中,学生经常会遇到实验结果和预期情况不符合的情况,这就需要学生主动去寻找原因、解决问题,这一过程不仅能加深学生对物理知识的理解,同时还能在无形中促进学生问题解决能力、批判性思维能力发展,对学生综合素养能力的提升有积极影响。

二、高中物理实验教学开展方法

(一)精心设计趣味实验,逐步提升操作难度

根据高中物理教学目标要求,制订完善的创新实验教学计划,围绕课堂教学目标,精心设计趣味实验,消除传统教学模式下实验形式单一、实验内容枯燥等弊端,以生动形象的实验内容激发学生探究兴趣。高中物理创新实验教学效果的彰显并非朝夕之举,需要按照循序渐进的教学原则,逐步提升实验操作难度系数,引导学生由浅入深地探究物理实验内容,在教学过程方面实现阶梯化提升。比如:在《自由落体运动》内容教学中,为使学生明白影响物体下落快慢的主要因素是空气阻力,掌握自由落体运动的定义和条件,学会运用理想化的物理学研究方法,教师可利用有趣的游戏实验进行课堂导入,引导学生观察并思考物理实验,根据实验现象做出合理假设与猜想,然后进行求证。在该基础上,对羽毛、树叶、直尺和铁片等分别进行演示实验,然后组织学生开展讨论,以加深对该物理知识的理解。

(二)善于利用冲突思维,促使学生深入探索

高中物理创新实验的设计可将整个实验过程进行细化分解,通过对每项分解内容进行深入讲解和操作,使学生将所学知识与相对应的实验环节有机结合起来,以更加全面地掌握物理原理、规律和本质。在上述过程中,冲突思维具有重要作用,可引导学生在物理知识的海洋中尽情遨游,时刻保持对所学内容的注意力,锻炼提升逻辑思维能力,形成对物理实验内容的自我认知。以《楞次定律》一课教学为例,教师可首先通过创新实验创设问题情境:让磁铁分别在纸筒和铜管中自由下落,让学生亲自动手操作,观察磁铁下落快慢情况。在观察到实验现象后,利用冲突思维引导学生思考:为什么磁铁在铜管中下落明显变慢?进而引出变化的磁场这一概念,循序渐进探究感应电流等内容。在上述实验环节,教师应鼓励学生对“感应电流的方向和磁通量的变化”等内容展开大胆想象,充分发挥发散思维,以加深理解。

(三)巧妙结合生活现象,创新设计物理实验

正如前文所述,高中物理创新实验设计应遵循生活化原则要求,准确把握物理知识与现实生活之间的关系,将趣味化的生活现象嵌入物理实验之中,并运用得到验证的物理知识解释部分有趣的生活现象。在物理创新实验与生活现象结合中,教师应充分把握学生既有生活经验,关注学生兴趣点所在,拓展延伸物理实验教学内容,使学生意识到物理知识的实用性。以《力的合成和分解》一课为例,该课教学目标在于理解分力及合力的概念,掌握按力的作用效果进行分解的一般步骤,学会判断一个力产生的实际效果,并强化“等效替代”思想等。对此,教师可带领学生走进实验室,利用力的合成分解演示器、钩码和平行四边形演示器等实验仪器,将演示器按事先选定的分力夹角和分力大小,调整位置并选配钩码个数,将汇力环上部连接的测力计由引力器拉引来调节高度,并适时调节拉引距离,使汇力环悬空,目测与坐标盘同心,然后改变分力夹角,重复上述实验环节。通过上述方式得出相应结论,验证物理规律。

(四)科学启思,增强实验教学效果

开展实验教学能够以直观方式来呈现抽象的物理概念、原理等知识,可以加深学生对物理概念、物理规律的认知,对提升物理学科的整体教学质量及效率有积极意义。但实验教学并不是简单地将实验过程演示给学生看即可,或者指导学生按照一定的步骤方法对实验过程进行操作即可,而是要在引导学生参与实验操作的过程中,通过适当的问题、有效的引导来启发学生思维,让学生在实践操作中,深入思考相关实验现象、实验问题,纠正错误认知。

例如:在教学《串联电路和并联电路》时,由于实际电路连接中经常会遇到连接多个电器的情况,这就需要学生掌握合理连入电路的方法,而这一知识相对复杂,仅依靠教师口头讲解所达到的效果非常有限。为此,具体教学时教师可先为学生分析电路中的各个元件,介绍其功能及各种符号,从而增加学生对电路连接基本知识的了解。在此基础上,教师还可以通过模型或者PPT课件图的方式,为学生展示错误的线路图,让学生观察并找出其中存在的问题。之后,教师则可为学生提供实验材料,如灯泡L1、L2、电池组、开关、导线等,然后让学生以小组为单位展开讨论:“想要保证闭合开关时,两个灯泡都亮起来,关闭开关时两个灯泡都熄灭,应该怎么连接电路?”可以将讨论结果先以画线路图的方式呈现出来,然后再利用实验材料进行验证。若结果和自己预期不同,则可再鼓励学生进行更深入的讨论,纠正实验中存在的问题,以寻找正确的电路串联和并联方式。最后,教师则可以根据各小组的讨论结果、实验情况,进行总结分析,并可对正确的电路连接方式进行展示,纠正学生在实验操作中存在的错误和问题,同时还可以带领学生思考“调换开关位置是否会对串联电路造成影响”“如何避免电路短路”等问题,以进一步加深学生对于电路串联及并联知识的掌握。

三、结语

总而言之,实验是物理学科教学中非常重要的组成部分,其在增进学生对于物理知识的理解、提升学生物理学习的效率、发展学生学科思维中发挥着非常重要的作用。作为该学科教师在实际教学中需要深挖实验教学的价值,并且积极革新教育理念、优化实验教学设计方案,以尽可能为学生创造参与实验操作的机会、拓展实验教学的空间及内容,从而不断提升实验教学的效果,让学生通过参与实验学习获得提升和发展。

参考文献:

[1]蒲彪.浅析微课在高中物理实验教学中的创新应用策略[J].教师,2022(15):60.

[2]吴畅.提高高中物理实验教学有效性的策略研究[J].湖南中学物理,2022,33(9):69-71.

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