高中物理力學(xué)實驗教學(xué)有效策略

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摘要：針對高中物理力學(xué)課程模塊開展有效的實驗教學(xué)，是當(dāng)前物理教育教學(xué)改革必不可少的重要內(nèi)容。針對當(dāng)前實驗教學(xué)中存在的問題與不足，文章分別從力學(xué)演示實驗、探究性實驗以及實驗習(xí)題的設(shè)置三方面，對力學(xué)實驗教學(xué)的有效性策略進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：高中物理;力學(xué)實驗;教學(xué)有效性策略

高中物理力學(xué)是新高考改革背景下考查學(xué)生物理基礎(chǔ)知識和動手實踐能力的重要方式，在高考物理試題中的比例逐年增大。高中物理教師必須要從思想上引起足夠重視，加強力學(xué)實驗教學(xué)創(chuàng)新，不斷提高物理力學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

一、高中物理力學(xué)實驗教學(xué)模塊的基本內(nèi)容

高中物理力學(xué)實驗教學(xué)模塊分為探究性實驗、驗證性實驗、演示性實驗三部分。其中，探究性力學(xué)實驗，指的是對未知物理問題進(jìn)行探究，利用實驗得出結(jié)論，旨在培養(yǎng)學(xué)生的探索研究能力。驗證性力學(xué)實驗，指的是通過實驗方式對物理結(jié)論進(jìn)行驗證，旨在引導(dǎo)學(xué)生重視對物理知識的證明過程，包括驗證力的平行四邊形定則、驗證機(jī)械能守恒定律及動量守恒定律等。演示性力學(xué)實驗，指的是利用教師示范的方式演示物理現(xiàn)象以表達(dá)物理問題，旨在讓學(xué)生更加直觀、形象地了解物理概念和定理，它包括教材的演示實驗和教師自制教具的演示實驗，涵蓋了整個力學(xué)部分。

二、高中物理力學(xué)實驗教學(xué)的重要意義

針對力學(xué)相關(guān)知識開展實驗教學(xué)，可以更加生動、形象地將力學(xué)的原理、現(xiàn)象展現(xiàn)出來，提高教師的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。其重要意義表現(xiàn)在：一是力學(xué)實驗教學(xué)有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過感受物理實驗的趣味性，學(xué)生的注意力會更加集中，學(xué)習(xí)興趣會更加濃厚。二是力學(xué)實驗教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生具有創(chuàng)造性、開放性的物理思維。教師以探究性實驗為載體，引導(dǎo)學(xué)生深入探究物理現(xiàn)象及物理問題，以更好地理解和把握物理規(guī)律，提高具有開放性、探究性和創(chuàng)新性的物理思維能力。三是力學(xué)實驗教學(xué)有利于促進(jìn)學(xué)生形成優(yōu)良的科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)態(tài)度。物理學(xué)是極其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模瑢W(xué)生在獲取實驗數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理的過程中，能夠培養(yǎng)他們尊重事實、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、與人合作等良好品質(zhì)。四是有助于學(xué)生形成物理觀念、提升各項能力。

三、高中物理力學(xué)實驗教學(xué)的基本現(xiàn)狀

1.以成績?yōu)閷?dǎo)向的錯誤理念，削弱了力學(xué)實驗教學(xué)當(dāng)前，高考考點多見于一些經(jīng)典的力學(xué)實驗。由此，很多物理老師只關(guān)注考試大綱上要求的力學(xué)實驗，對教材中其他的力學(xué)實驗往往是一帶而過，甚至直接忽略，嚴(yán)重影響到學(xué)生物理核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。此外，部分高中物理教師自身實驗?zāi)芰Σ粡姡瑢嶒炛粚Ｗ⒂趯嶒炘怼⒆⒁馐马椧约皩嶒炚`差的理論教學(xué)，缺少了對學(xué)生核心素養(yǎng)培育的具體指導(dǎo)。2.力學(xué)實驗教學(xué)模式單一，忽視了學(xué)生動手能力培養(yǎng)為提高“效率”，部分物理教師干脆直接選擇用多媒體播放力學(xué)實驗錄像，或者在電腦屏幕上點擊用Flash制作的仿真實驗，讓學(xué)生“機(jī)械式”記憶實驗的過程和結(jié)論。這樣的操作，教師省去了準(zhǔn)備器材的煩瑣環(huán)節(jié)，卻失去了實驗的真實性和親身體驗性。對于基礎(chǔ)較差的學(xué)生來說，單純依靠死記硬背是很難理解實驗原理的。即便是物理考試成績不錯的學(xué)生，動手實踐能力也比較差。3.只注重結(jié)果的終結(jié)性評價，不利于學(xué)生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)當(dāng)前，在應(yīng)試思維導(dǎo)向下，考試中對理論知識的考查要遠(yuǎn)高于實踐能力。因此，一些力學(xué)理論基礎(chǔ)較好的學(xué)生僅靠準(zhǔn)確記憶力學(xué)實驗的理論內(nèi)容，采用固定的解題模式，就能取得不錯的成績。這也導(dǎo)致很多學(xué)生形成了物理實驗“可做可不做”的錯誤觀念。而這種單純地只注重結(jié)果的終結(jié)性評價，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造能力是非常不利的。

四、高中物理力學(xué)實驗教學(xué)的有效策略

1.立足演示實驗，將力學(xué)抽象知識點形象化高中物理力學(xué)演示實驗取材靈活，選取實驗資源便捷、高效，具有較高的性價比，是教師比較青睞的實驗方式之一。在進(jìn)行演示時必須注意：一是注意實驗的可視度、準(zhǔn)確預(yù)估實驗時間，提高實驗成功率。二是注重將力學(xué)抽象的知識點形象化。比如，講解“彈力”中的微觀形變時，由于肉眼難以觀察，學(xué)生對微觀形變這一抽象概念很難有正確的認(rèn)知。教師可以在帶有橡皮塞的玻璃瓶中添加紅墨水，插入細(xì)管，通過緊握玻璃杯讓學(xué)生觀察細(xì)管中墨水的上漲變化來認(rèn)識形變的發(fā)生，從而改變學(xué)生的認(rèn)知，增強對彈力知識的理解。教師還可以帶動學(xué)生一起自制教具，比如在講“重心”一課時，可以布置學(xué)生自制“怪坡”教具，并在課堂上讓學(xué)生演示，比比看誰做的圓錐體能無初速上坡且又快又高，這樣的課堂不僅能寓教于樂，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，還能讓學(xué)生深層次理解物理知識。（圖為學(xué)生自制“怪坡”教具）2.依托探究實驗，激發(fā)學(xué)生的探索研究能力探究性力學(xué)實驗，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力及探索研究能力的重要途徑。探究性實驗過程包括“提出問題—猜想—設(shè)計—實驗—分析驗證”等環(huán)節(jié)。在提出問題環(huán)節(jié)，教師要明確指導(dǎo)學(xué)生在實驗中需要測量的物理量，引導(dǎo)學(xué)生主動探究各物理量之間的關(guān)系，讓學(xué)生帶著疑問開展實驗。通過對物理問題的假設(shè)和猜想鍛煉學(xué)生的物理思維能力，牢牢把握住實驗設(shè)計方案的核心，引導(dǎo)學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，最終得出正確的物理結(jié)論。例如，在探究《影響摩擦力大小的因素》實驗時，教師可以從猜想開始一步步引導(dǎo)學(xué)生先設(shè)計出圖1方案，再引導(dǎo)學(xué)生說出該方案的弊端，進(jìn)而啟發(fā)學(xué)生設(shè)計出能讓彈簧秤固定時讀數(shù)的圖2方案。教師要明確自身輔導(dǎo)者的地位，有效利用探究性力學(xué)實驗激發(fā)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新能力。3.合理設(shè)置實驗習(xí)題，提升學(xué)生的實驗?zāi)芰κ艿綉?yīng)試制度的影響和制約，很多物理教師將實驗教學(xué)目標(biāo)定位于讓學(xué)生記憶實驗原理、方法及步驟，能應(yīng)對考試即可。在這種觀念指引下，教師設(shè)置的力學(xué)實驗課后習(xí)題功利性過強、不夠科學(xué)合理，極大地限制了學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培育。要科學(xué)設(shè)置力學(xué)實驗習(xí)題，真正做到“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”四維度的考查。一是及時更新觀念，設(shè)計以情景為載體的力學(xué)實驗習(xí)題，引導(dǎo)學(xué)生利用力學(xué)知識進(jìn)行分析論證，注重啟發(fā)性思維的培養(yǎng)；二是針對學(xué)生力學(xué)實驗知識點的薄弱之處設(shè)定基礎(chǔ)性的題目以及容易產(chǎn)生變式的典型習(xí)題，加強學(xué)生就某一力學(xué)實驗知識的全方位理解，力爭獲得舉一反三的效果，注重遷移能力的培養(yǎng)；三是針對力學(xué)實驗數(shù)據(jù)測量的更精確性，改良實驗方案，設(shè)計出創(chuàng)新方案的習(xí)題，注重學(xué)生發(fā)散思維的培養(yǎng)。

五、結(jié)語

陶行知說：“我們深化教育是國家萬年根本大計。教師必須天天學(xué)習(xí)，天天進(jìn)行再教育，才能有教學(xué)之樂而無教學(xué)之苦。自己在民主作風(fēng)上精進(jìn)不已，才能以身作則，宏收教化流行之效。”高中物理力學(xué)實驗教學(xué)中，物理教師應(yīng)積極通過力學(xué)實驗激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生理解和建構(gòu)力學(xué)知識。在教學(xué)理念、教學(xué)模式以及評價反饋等方面仍然需要不斷加強和改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1]薛鈺康.運用知識圖譜指向核心素養(yǎng)的物理復(fù)習(xí)課教學(xué)設(shè)計——以初中物理力學(xué)綜合復(fù)習(xí)教學(xué)為例[J].物理教師，2020(2)：41-43.

[2]范麗華.新課改下高中物理高效課堂的構(gòu)建策略[J].教學(xué)管理與教育研究，2019，4(24)：99-100.

作者：洪英蘭 單位：福建省三明市第二中學(xué)