物理学科具有较强的综合性和探究性。因此,在物理学科的教学工作中,实验教学的开展,不但可以为学生创造良好的知识应用机会,而且也强化了学生的物理知识理解能力,实现了对物理知识内容的巩固,对于培养学生的物理思维具有重要意义。
一、高中物理实验教学的意义
(一)有利于激发学生的探究兴趣。高中物理课本中包含了许多有趣的小实验,这些实验常常能迅速地引起学生的注意,从而引起他们对物理问题的主动思考.在学生对物理知识“知其然而不知其所以然”的情况下,在学生有主动探索、但自身物理基础薄弱的情况下,通过物理实验能够提高学生的学习能力.利用新奇有趣的物理实验现象,在一定程度上激发了学生对物理学的好奇心,进而促进了他们的学习.
(二)有利于提升学生掌握物理知识的效率。物理实验常能直观地呈现出物理知识的生成过程,使原本晦涩难懂的物理学知识更加直观和简洁.不管是物理演示实验,还是学生自己进行实验,得出的结果都能帮助学生更好地理解和掌握物理概念,从而使他们能够灵活运用所学的物理知识.同时,通过物理实验,学生能够了解和掌握科学工作者对物理学的探索,体验对物理学的探索乐趣.
二、高中物理教学中创新实验的设计与实践
(一)引导学生参与,形成物理观念。在高中物理实验教学中,教师首先要做的就是引导学生充分参与到实验中去,并且教师要在此过程中加强物理观念教育.物理知识之间联系紧密,在物理实验中,涉及的物理观念并不是只有一个,一个观念的形成往往是建立在其他观念基础上[1].因此教师要将学生物理观念的培养贯穿于整个实验教学中,教师根据实验设计相对应的问题,让学生能在解决问题的过程中逐步提升自身的物理观念.对高中生来说,在形成了物理观念以后,解决问题时无法联系到相应的知识,或者是学生难以做到理论与实际的良好结合,对此教师还应该借助实验,对学生进行适当点拨,帮助提升学生解决实际问题的能力.
(二)借助媒体信息技术,改进讲解方式。物理学科的实验教学过程离不开演示,这不仅是实验教学最为基本的形式,也是帮助学生对物理实验过程进行观察和模仿的有效途径。而在传统的教学模式下,充当着演示者的物理教师往往只是机械化地将实验内容向学生进行讲解示范,整体过程的形式较为单一,不利于激发学生的探索欲望。因此,为实现高中物理实验教学的优化,教师要善于运用信息技术以及媒体软件等方法,加强物理实验演示的趣味性和生动性,这能够赋予物理实验良好的吸引力,使学生能够积极主动地参与到实验探究过程中,并对实验的过程和现象进行思考,锻炼学生的物理思维。这不仅改进了物理实验的讲解方式,同时也有效培养了学生的物理学习兴趣[2]。以人教版物理必修第二册“实验:探究平抛运动的特点”的教学为例。在教学中,教学的重点目标是帮助学生认识平抛运动的概念,并对物体做平抛运动的过程进行深层次的探究,分析其运动规律。为实现教学过程的优化,教师通过运用信息技术中的各项功能,对实验探究过程和方式进行创新,使其能够对学生产生吸引力,进而激发学生的探索欲望,而教师也可以在信息技术的辅助下,创新原有的物理实验讲解方式,让学生能够对其产生更加深刻的印象,加强对于实验内容的理解和掌握程度。同时,教师要向学生展示课前准备好的实验器材,在斜槽上标注的高度释放小球,使其沿着斜槽轨道滑下,并在末端以水平方向抛出,做平抛运动。教师要利用信息技术中的录像功能记录小球进行平抛运动的过程,随后再使用媒体软件进行处理,通过降低视频播放的速度对小球平抛运动的轨迹进行观察、分析,然后选择小球在各个时间节点经过的位置,将其用曲线进行连接后便可得到平抛运动的轨迹图像。教师也可以利用教学软件将小球的平抛运动曲线图像与方格坐标进行结合,并对其做好时间以及高度的标注,引导学生对小球平抛运动过程中的初速度进行分析和计算,完成对平抛运动的深入研究与探析。在教师以信息技术和多媒体教学软件对物理实验讲解方式进行改进的基础上,学生对于物理实验的探究热情被很好地调动了起来,实现了学生学习兴趣的有效培养。
(三)优化物理实验虚拟空间,强化学生操作体验。在信息时代环境下,教师在开展实验教学活动的过程中,不仅要对课堂教学指导空间加以优化,还应该尝试从教学改革的视角,引入虚拟现实技术和虚拟仿真技术,构建虚拟化的物理探究实验室,将物理实验在虚拟实验室中还原,让每个学生都能够参与到实验操作和实验验证中,重点培养学生的实验操作意识和能力,使学生在实验探究中能通过亲身操作和验证,产生深刻的理解,切实优化学生的物理课堂收获[3].
(四)开展项目主题式小组竞赛实验活动。除了要开展小组竞赛式的趣味项目教学之外,教师还可以以小组为单位开展主题式的竞赛实验活动.用任务驱动的形式开阔学生的思维,也让学生在更开放的物理实验环境中实现思维能力的拓展与提升.例如在学习共点力这一物理概念时,教师可以让学生以小组为单位,以任务驱动的形式展开主题式的物理实验探索.以常见的电梯为例,电梯在工作时往往是从静止开始加速,然后再以不变的速度匀速下降,最后到达指定楼层后停止.针对这个问题,教师可以让小组学生自行选择物理实验器材,并根据电梯运动的特点来自己制作实验工具,自己创新实验形式.在这一过程中,教师还可以让学生以小组为单位做实验数据的分析和总结,并且画出力的图示,探究共点力的平衡条件以及规律.之后,教师可以让小组学生将自己整个实验的过程展示给大家,由其他小组对整个实验的过程进行评价,评分最高的小组获胜.通过任务驱动竞赛的形式来强化学生的学习与实验积极性,同时也让学生在任务驱动下,以小组探讨交流为基础,进行思维的拓展,让学生在更开放的物理环境中实现思维能力的提升.
结论:
综上所述,物理实验作为高中物理教学中培养和发展学生物理核心素养的重要内容,教师必须对其进行积极的创新,采取科学有效的教学策略,最大限度的发挥出物理实验的教学作用和价值。
参考文献:
[1]李池华.核心素养视角下的高中物理实验情境创设策略[J].物理之友,2022,38(10):1719.