高中物理教学中创新实验的设计探究
高晓欢
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高晓欢,. 高中物理教学中创新实验的设计探究[J]. 教师教育与创新,20215. DOI:10.12721/ccn.2021.157049.
摘要: 在高中物理教学过程中,有很多理论知识学习的难度较大,教师一般会利用生活中的事例解释一些物理现象和原理,学生只能通过自身的想象力去理解物理知识,教学效果不是十分的明显。而创新物理实验设计理论,通过演示实验和学生实验,学生可以清楚观察到实验的整个过程,并且进行实际的动手操作,从而提高了物理的教学效率。
关键词: 高中物理教学;创新实验;实验设计
DOI:10.12721/ccn.2021.157049
基金资助:

高中物理实验主要分为两个方面,一方面是演示实验,主要是展示物理实验的过程,验证物理的理论知识,所以在演示实验创新设计时,需要把实验现象直观展示出来,并清晰明了,保证所有学生都可以非常清楚地观察到实验的各个环节;另一方面是学生实验,由教师设计实验内容,学生进行实际操作,并观察实验过程,总结出实验应用的理论知识,加深学生对物理知识的理解和学习。

一、创新高中物理实验教学的意义

(一)符合学生需要

虽然学生已经通过了初中阶段的物理学习,但是进入高中阶段后很多学生依然在学习物理方面存在不少问题。普遍来看,物理依然是-一门对学生来说十分有难度的学科,不少学生因为无法理解抽象、复杂的理论知识而对物理学习产生了厌倦:的情绪。但物理不仅对学生的高考成绩非常重要,对学生未来的发展也有着一些影响,加强对学生的物理实验教学.可以通.过生动.立体的过程帮助学生理解.掌握理论知识,有效降低学生的学习难度.转变学生的学习态度。

(二)改善教学质量

根据新课程标准的要求.高中物理教师必须构建更加灵活而高效的物理课堂,完成自身和学生的角色转变.让学生的主观能动性充分发挥,改变传统教学形态.提高课堂教学质量,进而可以促成教学目标的快速达成。实验教学和理论授课的地位同等重要,影响学生核心素养的提高,基于这一-目标的实现,教师也应当更加认真地对待实验教学。 

二、教具创新的出发点与常见的做法

教具的创新根本目的是更好的完成教学,让学生更直观的理解物理规律,所以我们应该对高中物理教学内容和配套实验器材进行细致的清点和归类。

1。有些教学内容中,教材配套的实验器材已经能够很好的展现物理本质,能够满足平时教学需要。这一类我们称之为“精益求精类”。这类的创新主要以改进为主。

是通过组合实现创新,把现有的教具进行有机的组合达到新的教学目的。或者是挖掘实验的新用途。通过发现原有教具的新用途达到老教具的新功能也算是做到教具的创新。比如,演示用的变压器,我们把中间的铁芯断开,只取原副线圈中的某一个,并套上铝环用于演示跳环实验,让学生更直接的理解电磁炮的原理。效果十分明显,操作简单,取材方便,十分的便于我们教学。

2。高中物理中还有很大一部分内容,教材有配备的实验,但实验可操作性不强,实验现象不明显,有的甚至是用定性实验来说明定量规律。其教学效果并不十分好。这类教学内容我们称之为“拒绝将就类”。

对于这一类我们主要是通过改进实验的某个方面,使得实验效果更加明显,教学效率提高。一方面,我们要努力做到使实验现象变得简单直观,生动有趣,这样才能抓住学生的心。另一方面,我们还要集思广益,寻找更好鳓=的身边物品进行替换实验,从而使得实验效果更加明显。比如共振演示器利用摆长不同的单摆频率不同来演示共振原理。我们发现可以用手拉动单摆上方的转轴驱动单摆,让学生操作如何让指定的摆球摆幅增大,学生通过拉动频率的改变能达到实验的要求从而更加清晰地体会到共振的条件。

3。还有部分的教学内容,由于各种原因并没有配套的实验器材,这种我们称之为“自主原创类”。对于这一类教学内容的教具开发方法是开放的。也具有很大的偶然性,也许生活中的一件小物品就有可能激发灵感。我们主要做了以下几种尝试。一是通过模仿达到创新,可以考虑已有的实验或生活现象艺术表演等与要做的实验是否有相似之处从而进行模仿,实现创新。比如我们制作的探究电容器的电压与带电量之间关系的演示教具,就是模仿库仑钮称倍增法改变带电量的原理设计的,能做到定量实验,数据准确,原理明了利于学生理解。二是利用高科技新材料现代仪器的应用进行创新。比如我们制作的平行板电容器电容的探究实验教具,利用数字万用表把高中物理器材无法直接测量的电容能定量测出来从而用一个定量实验替代了书本上的定性实验使得实验的严谨性大大提高,让学生更加信服。三是通过生活器械的拆卸,把隐含在生活中熟悉的器械中的物理原理裸露出来,使得实验现象明显,规律更加清晰。比如我们在电磁感应系列实验中做的“钢丝录音“。把录音机中的磁头拆卸出来用手拉动钢丝把声音电信号录制在钢丝中再播放出来。让学生清楚的看到录音放音的原理,让学生更加清楚的看到电磁感应现象产生。更容易理解电磁感应产生的原因也给学生留下了深刻的映像,也增加了学生对物理的情感和兴趣。

4组织小组合作探究,师生共同参与教具制作

教师为使学生有更深层次的物理探究活动心得和收获,可以采取小组合作学习模式,让学生以小组合作形式进行物理实验探究,此外,教师应多与学生进行物理知识的探讨交流,鼓励学生共同参与物理教具的制作中,加强对所学知识的理解。例如,教师在向学生讲解“弹簧的振动频率与振幅无关”时,单纯的字面讲解学生难以接受这个知识点,教师让学生以小组为单位展开教具制作,通过自己的亲身实践探究去验证弹簧振动频率与振幅无关。教师指导学生取两个铁架台,在中间固定的横杆上加两个相同的重物,让它们以不同的振幅开始振动,实验结果显示相同质量的振子在不同振动幅度下它的振动频率并没有发生改变。学生自己验证这一观点,使学生对此物理知识理解得更加透彻。教师在物理课堂教学时,通过与学生及时的互动交流,让学生利用简单的器材进行物理器具的制作,可以提高学生的动手能力,使学生更好地参与课堂学习环节,对所学物理知识理解更加充分。当学生在物理器具制作过程中出现困难时,教师可以及时给予学生帮助,适当鼓励学生,帮助学生树立物理学习的信心。教师在教学中充分发挥物理教具的作用,与学生一起进行教具制作,在师生、生生之间的互帮互助,教学相长的模式下,可以增进彼此之间的情谊,实现师生之间、同学之间良好沟通,是新时期教学理念改革对教师提出的重要要求。

当然由于实践次数有限,没能研究地更深、更广,研究还只是一个起步,还存在许多不足.只是希望这样的课题研究能够一直持续下去.通过教具的开发更好的提高我们的教学效率,重视学生物理观念的形成、着眼学生实验探究能力的培养、加强学生科学态度养成,最终真正提高学生的学科素养.

参考文献:

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