新高考背景下物理實驗教學(xué)策略的探究

劉忠強

摘 要?新高考改革正如火如荼的推進(jìn)著，但在實際物理教學(xué)中，仍存在著諸多困難。如在物理實驗教學(xué)中，如何去突破教學(xué)過程中采用傳統(tǒng)的講實驗、畫實驗，學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的記實驗、背實驗，這一直是值得高中物理老師思考的問題。本文將從教學(xué)生認(rèn)識實驗器材、實驗中開展小組合作、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗創(chuàng)新等方面來探究高中物理實驗教學(xué)的策略。

關(guān)鍵詞?合作實驗;邏輯推理;創(chuàng)新設(shè)計

中圖分類號：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-7661（2018）14-0200-01

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，高中物理教育在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)方面起著至關(guān)重要的作用，在高中物理教育中實驗教學(xué)必定成為老師引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究、實現(xiàn)科學(xué)創(chuàng)新的重要授課方式。在近幾年的高考變革中對物理實驗的考查也悄然發(fā)生著變化，這要求物理老師的教學(xué)策略要隨之發(fā)生調(diào)整。本文將結(jié)合新高考要求和筆者的從教經(jīng)歷來闡釋自己理解的高中物理實驗教學(xué)的策略。

一、預(yù)習(xí)實驗器材

認(rèn)識物理實驗器材至少要讓學(xué)生明白該器材叫什么、有什么用、怎么用等。建議：

（一）對所教內(nèi)容有足夠的預(yù)見性。建議老師提前一個星期，將需要學(xué)生認(rèn)識了解的器材進(jìn)入教室，讓學(xué)生有充足的時間去觸摸、去把玩、去嘗試、去感知、去猜想、去思考、去運用……

（二）提前布置好實驗器材預(yù)習(xí)任務(wù)。可以以完成表格的形式要求學(xué)生通過自主查詢與老師提供的實驗器材相關(guān)的信息來促使學(xué)生對該器材的“預(yù)習(xí)”。對老師，則要求對準(zhǔn)備的實驗器材提前做好“功課”。

（三）設(shè)計實驗器材“預(yù)習(xí)單”?？蓪⑵鞑拿Q直接告知學(xué)生，讓他們利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等去查閱該器材用途、使用步驟、使用注意事項、配套設(shè)備設(shè)施、技術(shù)參數(shù)、精確度等。

二、明確實驗?zāi)康?，制定實驗計?/p>

在高中物理實驗中，常碰見同一實驗裝置可實現(xiàn)多個實驗?zāi)康?，這就要求教師在實驗前要與學(xué)生一起明確本次實驗的實驗?zāi)康?，目的不同，具體的實驗要求和步驟是不同的，例如用于“探究勻變速直線運動的規(guī)律”實驗裝置既能用于“探究勻變速直線運動的規(guī)律”，又能“探究加速度與合力的關(guān)系”，還能用于“探究合外力做功與動能變化的關(guān)系”，也可用于“驗證系統(tǒng)機械能守恒”。盡管實驗裝置圖一樣，但在“探究做勻變速直線運動的規(guī)律”時不用考慮小車與長木板間摩擦力的影響，不需墊高左端來平衡摩擦力;在“探究加速度與合力的關(guān)系”實驗中，為了讓小車運動過程中所受合外力近似等于細(xì)線拉力，要求：（1）用薄木片墊高長木板左端來平衡摩擦力;（2）砝碼盤以及盤中砝碼總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M。在“探究合外力做功與動能變化的關(guān)系”中既要求平衡摩擦力，砝碼盤以及盤中砝碼總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M，還要求實驗中需用天平測量砝碼盤以及盤中砝碼總質(zhì)量m和小車質(zhì)量M。在“驗證系統(tǒng)機械能守恒定律”實驗中既要求平衡摩擦力，還需要用天平測量砝碼盤以及盤中砝碼總質(zhì)量m和小車質(zhì)量M，但不要求m遠(yuǎn)小于M。

所以，在進(jìn)行具體實驗操作前，一定要指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到：不同實驗?zāi)康?，即便實驗裝置相同，每一實驗的具體操作要求是可以不同或者可以不完全相同的。

三、采用分組式小組合作實驗

采用小組合作實驗，一般建議每組4到6人。在分組實驗中可充分發(fā)揮各個組員的主動參與實驗的積極性，也能實現(xiàn)互幫互助、共同學(xué)習(xí)、共同提高。通過小組合作實驗，動手能力較強的同學(xué)可為動手能力較差的同學(xué)起到榜樣示范作用，也可在實驗中將實驗?zāi)芰姷耐瑢W(xué)的存在感體現(xiàn)出來，促使這類同學(xué)能夠在以后學(xué)習(xí)中變得更加優(yōu)秀。通過小組合作實驗，對動手能力較差的同學(xué)會起到刺激、激勵的作用，讓這類同學(xué)在羨慕中去學(xué)習(xí)、在佩服中去提高。在這種模式下，大家都有收獲，都能提升自己的物理實驗?zāi)芰?。具體實施步驟：

（一）實驗分組。物理教師在對學(xué)生進(jìn)行分組時，可將實驗?zāi)芰姷膶W(xué)生和實驗?zāi)芰θ醯膶W(xué)生進(jìn)行混合編組，這樣可以更大程度上提高實驗效率。

（二）明確實驗分工。在實驗前，物理教師可提前謀劃（也可以讓各組組員自行決定）一個小組內(nèi)誰負(fù)責(zé)這個實驗的哪個環(huán)節(jié)、哪個步驟，誰在實驗中擔(dān)任主要的舵手，誰負(fù)責(zé)記錄實驗數(shù)據(jù)等。

（三）重復(fù)實驗，各小組組員交換任務(wù)，組員間協(xié)作完成每一次的實驗

（四）每個組員各自處理實驗數(shù)據(jù)，結(jié)束后比對實驗結(jié)果，分析實驗誤差。

（五）每個組員各自撰寫實驗報告。

四、重視數(shù)學(xué)邏輯推理

在近幾年高考中，在物理實驗中考查學(xué)生數(shù)學(xué)邏輯推理能力的題目較多，如2018年全國Ⅱ卷23題中“求f與m、木塊質(zhì)量M、木板和木塊之間的動摩擦因數(shù)μ及重力加速度g之間的關(guān)系式f=??????”等。

因此，對需要帶領(lǐng)學(xué)生沖刺高考的物理教師來講，在日常實驗教學(xué)中就必須要有針對性地培養(yǎng)學(xué)生在這一方面的能力。具體落實工作時，要求老師反復(fù)給學(xué)生做好數(shù)學(xué)邏輯推導(dǎo)的示范引領(lǐng)，并在課后習(xí)題和實驗檢測中有意識、有目的的增加對這方面的考查。

五、引導(dǎo)學(xué)生對開放性實驗進(jìn)行實驗創(chuàng)新探究

對同一個實驗?zāi)康模诓惶砑舆^多的限制條件的情況下，可以很好的挖掘?qū)W生的想象力和創(chuàng)造力，讓學(xué)生有更多的時間和精力去“異想天開”，使得他們借助物理實驗可以嘗試去打破禁錮、突破思維的定勢，以培養(yǎng)他們在物理實驗方面的核心能力。如，在進(jìn)行“用伏安法測電阻”實驗時，可以誘導(dǎo)學(xué)生用“伏伏法”、“安安法”、“安阻法”、“伏阻法”、“等效替代法”、“電橋法”等方法去探索對電阻值的測量。