關(guān)于山區(qū)高中如何創(chuàng)新物理實驗?zāi)Ｊ降奶剿?/h1>
2018-12-26 09:16:24謝鐵林
中學課程輔導·教學研究 2018年27期 關(guān)鍵詞：創(chuàng)新實驗
謝鐵林
摘要：高中物理學科的核心素養(yǎng)是指學生在接受物理教育過程中逐步形成的適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，其中“實驗探究”則是學生物理核心素養(yǎng)的關(guān)鍵四個方面的要素之一，創(chuàng)新教育又是基礎(chǔ)教育的一部分，所以高中物理實驗?zāi)Ｊ降膭?chuàng)新是基于物理學科核心素養(yǎng)的物理實驗教學的重要內(nèi)容。
關(guān)鍵詞：山區(qū)高中;實驗?zāi)Ｊ?創(chuàng)新實驗
中圖分類號：G633.7? ?文獻標識碼：A? ?文章編號：1992-7711（2018）09-0096
山區(qū)高中物理實驗教學存在的基本現(xiàn)狀是不容樂觀的，學生的實驗思維不夠活躍，只是機械式地按步驟完成驗證物理定律或定理，而沒有達到通過探究實驗去形成概念、發(fā)現(xiàn)規(guī)律、建立理論的真正目的。大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)的教師和學生由于條件的限制，在物理實驗創(chuàng)新素養(yǎng)方面跟不上形勢的發(fā)展，學生實驗探究能力較差，特別是對創(chuàng)新物理實驗?zāi)Ｊ椒矫婵梢哉f沒有什么概念。針對以上在實驗教學過程中出現(xiàn)的各種問題，本文分三個方面探索如何改革高中物理實驗的模式，從而培養(yǎng)山區(qū)高中生的物理創(chuàng)新實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新精神。
一、物理實驗儀器的創(chuàng)新
我們在實驗課堂上經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的儀器總是存在一些問題：可能是數(shù)據(jù)不準確，誤差太大;可能是現(xiàn)象不太明顯，肉眼觀察不到或較模糊等。而物理學的建模往往是將復雜的問題簡單化，最后建立為理想化的模型，但理想與現(xiàn)實之間總是有差距的，也就是說現(xiàn)實中的實驗儀器往往還達不到要求，我們可以從出現(xiàn)問題的地方作為切入口，去指導學生改進實驗儀器。
關(guān)于如何創(chuàng)新實驗儀器這一點是很有發(fā)展空間的，因為國家、省、市級有一年一度的青少年科技創(chuàng)新大賽，借助這個平臺，我們應(yīng)盡量引導學生將這些創(chuàng)新的實驗教學儀器改造成能夠在實驗課堂上運用的儀器。如筆者所在學校教師指導學生改進的電學實驗器材“新型可調(diào)學生電源”有如下優(yōu)點：1. 使用效率高的電源芯片，有效節(jié)約電能浪費;2. 兩路共地輸出，方便雙電源調(diào)試;3. USB輸出，可為其他儀器提供穩(wěn)定電源。
創(chuàng)新物理實驗器材，在物理實驗課堂中讓物理現(xiàn)象更明顯、更容易觀察，或者實驗數(shù)據(jù)更加準確，往往能讓學生感到出其不意，從而取得更好的效果，從實踐中得到的結(jié)果比憑空想象的東西會令人印象更加深刻。
二、物理實驗探究模式的創(chuàng)新
1. 演示實驗與分組實驗的融合
如何將課本上的演示實驗做到與分組實驗相融合，是值得我們思考的一個方向。比如筆者指導的授課教師上《向心力》這節(jié)課時，在引入課題的時候用一個充沙的乒乓球快速地做圓周運動拉動質(zhì)量相對較大的裝水的礦泉水瓶的演示實驗，引起了學生的學習興趣;引出了向心力概念后，接著引導學生進一步猜想與向心力大小有關(guān)的因素，驗證猜想時要求每一個學生拿出?？ê丸€匙，簡簡單單地就地取材，就將演示實驗變成了分組實驗;然后每兩個同學一組，利用桌面上的實驗器材，設(shè)計實驗研究向心力和它的有關(guān)因素間的定量關(guān)系，具體的讀數(shù)是可以通過彈簧秤得到的。
整節(jié)課下來就會感覺到課堂氣氛相當好，既提高了學生學習的興趣，又能提高學生的實踐動手能力，還能培養(yǎng)教師和學生的創(chuàng)新意識。
2. 分組實驗與探究實驗的融合
現(xiàn)在大部分山區(qū)高中上分組實驗時，教師缺乏培養(yǎng)學生探究科學原理的意識和習慣，一節(jié)分組實驗課下來可能沒達到預期的效果。學生有時按實驗步驟一步一步做，尚且可能得不出相應(yīng)的結(jié)論，所以如果要求學生完全靠自己去探究，也不現(xiàn)實，這幾乎是不可能完成的任務(wù)，有些科學規(guī)律原理，科學家也要幾年幾十年甚至上百年才能探究出來，學生在一節(jié)課或者是幾節(jié)課時間就能探究出來嗎？
筆者認為要解決這些問題，比較可行的辦法就是將分組實驗與探究實驗融合，關(guān)鍵是把握好一個“度”的問題，我們教師不能完全代替學生思考，也不能完全放任由學生自主去探究，整個實驗過程由教師設(shè)定一個可控的范圍，一步一步引導學生按預設(shè)的流程走，最后形成正確的實驗結(jié)論。我們還可以給學生幾天或者更長的時間利用課后時間去拓展探究相關(guān)問題。
三、物理實驗課堂教學模式的創(chuàng)新
現(xiàn)在大部分山區(qū)高中的傳統(tǒng)實驗課堂教學設(shè)計環(huán)節(jié)幾乎是一成不變的，模式基本上都是“復習——提出問題——引入新課——講授新課——小結(jié)——布置作業(yè)”這樣一種固定模式，遇到有演示或探究實驗的地方就照本宣科，或讓學生看相關(guān)視頻，一般情況下視頻得到的數(shù)據(jù)總讓人有一種死搬硬套的感覺，學生的思維和感官都沒有參與到實際情景中，從而不能在實踐中獲取相關(guān)信息，總結(jié)出物理的定律或規(guī)律。要改變這種現(xiàn)狀，筆者認為最好的辦法就是要創(chuàng)新物理實驗課堂教學模式。
我們可以根據(jù)每一節(jié)實驗課的實際情況進行設(shè)計創(chuàng)新式的課堂教學環(huán)節(jié)，如八年級的《物體的沉浮條件及其應(yīng)用》這節(jié)課，授課教師一開始用泰坦尼克號的浮沉片段引入，將學生的思維引入到實際的情境中，接著用不同的物體做演示實驗，讓學生總結(jié)出物體的沉浮條件;緊接著讓學生利用桌面上的物品探究怎樣改變物體的浮沉條件;在講應(yīng)用方面的時候，用容量瓶加橡皮塞和橡皮管做成實驗器材模擬潛水艇的浮沉;用空牙膏盒加刻度尺模擬密度計;最后用酒精燈和食物薄膜袋做模擬熱氣球的分組實驗。
整個課堂教學環(huán)節(jié)和傳統(tǒng)的模式相比好像不太完整，但卻取得了良好的效果，在授課教師的引導下，學生在演示和分組實驗中自主地動手動腦總結(jié)規(guī)律，充分調(diào)動了學生的學習能動性，體現(xiàn)了創(chuàng)新物理實驗課堂教學模式的理念，達到了理想的效果。
總之，以上三點是相互聯(lián)系的，比如我們可以制作創(chuàng)新實驗器材去上演示、分組或探究實驗課;反過來，在做實驗過程中碰到的一些問題，如果我們用創(chuàng)新的思維探索怎樣解決或改進出現(xiàn)的問題，又可以改進或創(chuàng)新實驗器材。我們經(jīng)常說“教無定法”，其實物理實驗課的教學也是一樣，最好能做到“驗無定法”?？迫谓處熥陨肀仨氁袆?chuàng)新的意識和精神，不斷探索創(chuàng)新更好、更實用、更適用的實驗探究模式，然后才能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和提高學生的探究能力。
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關(guān)鍵詞：山區(qū)高中;實驗?zāi)Ｊ?創(chuàng)新實驗
中圖分類號：G633.7? ?文獻標識碼：A? ?文章編號：1992-7711（2018）09-0096
山區(qū)高中物理實驗教學存在的基本現(xiàn)狀是不容樂觀的，學生的實驗思維不夠活躍，只是機械式地按步驟完成驗證物理定律或定理，而沒有達到通過探究實驗去形成概念、發(fā)現(xiàn)規(guī)律、建立理論的真正目的。大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)的教師和學生由于條件的限制，在物理實驗創(chuàng)新素養(yǎng)方面跟不上形勢的發(fā)展，學生實驗探究能力較差，特別是對創(chuàng)新物理實驗?zāi)Ｊ椒矫婵梢哉f沒有什么概念。針對以上在實驗教學過程中出現(xiàn)的各種問題，本文分三個方面探索如何改革高中物理實驗的模式，從而培養(yǎng)山區(qū)高中生的物理創(chuàng)新實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新精神。
一、物理實驗儀器的創(chuàng)新
我們在實驗課堂上經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的儀器總是存在一些問題：可能是數(shù)據(jù)不準確，誤差太大;可能是現(xiàn)象不太明顯，肉眼觀察不到或較模糊等。而物理學的建模往往是將復雜的問題簡單化，最后建立為理想化的模型，但理想與現(xiàn)實之間總是有差距的，也就是說現(xiàn)實中的實驗儀器往往還達不到要求，我們可以從出現(xiàn)問題的地方作為切入口，去指導學生改進實驗儀器。
關(guān)于如何創(chuàng)新實驗儀器這一點是很有發(fā)展空間的，因為國家、省、市級有一年一度的青少年科技創(chuàng)新大賽，借助這個平臺，我們應(yīng)盡量引導學生將這些創(chuàng)新的實驗教學儀器改造成能夠在實驗課堂上運用的儀器。如筆者所在學校教師指導學生改進的電學實驗器材“新型可調(diào)學生電源”有如下優(yōu)點：1. 使用效率高的電源芯片，有效節(jié)約電能浪費;2. 兩路共地輸出，方便雙電源調(diào)試;3. USB輸出，可為其他儀器提供穩(wěn)定電源。
創(chuàng)新物理實驗器材，在物理實驗課堂中讓物理現(xiàn)象更明顯、更容易觀察，或者實驗數(shù)據(jù)更加準確，往往能讓學生感到出其不意，從而取得更好的效果，從實踐中得到的結(jié)果比憑空想象的東西會令人印象更加深刻。
二、物理實驗探究模式的創(chuàng)新
1. 演示實驗與分組實驗的融合
如何將課本上的演示實驗做到與分組實驗相融合，是值得我們思考的一個方向。比如筆者指導的授課教師上《向心力》這節(jié)課時，在引入課題的時候用一個充沙的乒乓球快速地做圓周運動拉動質(zhì)量相對較大的裝水的礦泉水瓶的演示實驗，引起了學生的學習興趣;引出了向心力概念后，接著引導學生進一步猜想與向心力大小有關(guān)的因素，驗證猜想時要求每一個學生拿出?？ê丸€匙，簡簡單單地就地取材，就將演示實驗變成了分組實驗;然后每兩個同學一組，利用桌面上的實驗器材，設(shè)計實驗研究向心力和它的有關(guān)因素間的定量關(guān)系，具體的讀數(shù)是可以通過彈簧秤得到的。
整節(jié)課下來就會感覺到課堂氣氛相當好，既提高了學生學習的興趣，又能提高學生的實踐動手能力，還能培養(yǎng)教師和學生的創(chuàng)新意識。
2. 分組實驗與探究實驗的融合
現(xiàn)在大部分山區(qū)高中上分組實驗時，教師缺乏培養(yǎng)學生探究科學原理的意識和習慣，一節(jié)分組實驗課下來可能沒達到預期的效果。學生有時按實驗步驟一步一步做，尚且可能得不出相應(yīng)的結(jié)論，所以如果要求學生完全靠自己去探究，也不現(xiàn)實，這幾乎是不可能完成的任務(wù)，有些科學規(guī)律原理，科學家也要幾年幾十年甚至上百年才能探究出來，學生在一節(jié)課或者是幾節(jié)課時間就能探究出來嗎？
筆者認為要解決這些問題，比較可行的辦法就是將分組實驗與探究實驗融合，關(guān)鍵是把握好一個“度”的問題，我們教師不能完全代替學生思考，也不能完全放任由學生自主去探究，整個實驗過程由教師設(shè)定一個可控的范圍，一步一步引導學生按預設(shè)的流程走，最后形成正確的實驗結(jié)論。我們還可以給學生幾天或者更長的時間利用課后時間去拓展探究相關(guān)問題。
三、物理實驗課堂教學模式的創(chuàng)新
現(xiàn)在大部分山區(qū)高中的傳統(tǒng)實驗課堂教學設(shè)計環(huán)節(jié)幾乎是一成不變的，模式基本上都是“復習——提出問題——引入新課——講授新課——小結(jié)——布置作業(yè)”這樣一種固定模式，遇到有演示或探究實驗的地方就照本宣科，或讓學生看相關(guān)視頻，一般情況下視頻得到的數(shù)據(jù)總讓人有一種死搬硬套的感覺，學生的思維和感官都沒有參與到實際情景中，從而不能在實踐中獲取相關(guān)信息，總結(jié)出物理的定律或規(guī)律。要改變這種現(xiàn)狀，筆者認為最好的辦法就是要創(chuàng)新物理實驗課堂教學模式。
我們可以根據(jù)每一節(jié)實驗課的實際情況進行設(shè)計創(chuàng)新式的課堂教學環(huán)節(jié)，如八年級的《物體的沉浮條件及其應(yīng)用》這節(jié)課，授課教師一開始用泰坦尼克號的浮沉片段引入，將學生的思維引入到實際的情境中，接著用不同的物體做演示實驗，讓學生總結(jié)出物體的沉浮條件;緊接著讓學生利用桌面上的物品探究怎樣改變物體的浮沉條件;在講應(yīng)用方面的時候，用容量瓶加橡皮塞和橡皮管做成實驗器材模擬潛水艇的浮沉;用空牙膏盒加刻度尺模擬密度計;最后用酒精燈和食物薄膜袋做模擬熱氣球的分組實驗。
整個課堂教學環(huán)節(jié)和傳統(tǒng)的模式相比好像不太完整，但卻取得了良好的效果，在授課教師的引導下，學生在演示和分組實驗中自主地動手動腦總結(jié)規(guī)律，充分調(diào)動了學生的學習能動性，體現(xiàn)了創(chuàng)新物理實驗課堂教學模式的理念，達到了理想的效果。
總之，以上三點是相互聯(lián)系的，比如我們可以制作創(chuàng)新實驗器材去上演示、分組或探究實驗課;反過來，在做實驗過程中碰到的一些問題，如果我們用創(chuàng)新的思維探索怎樣解決或改進出現(xiàn)的問題，又可以改進或創(chuàng)新實驗器材。我們經(jīng)常說“教無定法”，其實物理實驗課的教學也是一樣，最好能做到“驗無定法”?？迫谓處熥陨肀仨氁袆?chuàng)新的意識和精神，不斷探索創(chuàng)新更好、更實用、更適用的實驗探究模式，然后才能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和提高學生的探究能力。
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