提高高中物理教師創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)素養(yǎng)的策略

王 晶

(江蘇省如皋中學(xué),江蘇 南通 226500)

自從新一輪課程改革推行以來(lái),在高中物理教學(xué)中,對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出更高的要求,而且在新課改背景下,實(shí)驗(yàn)教學(xué)所占比例越來(lái)越大.教師要給予高度重視與格外關(guān)注,對(duì)原有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)合理的創(chuàng)新,提高自己的實(shí)驗(yàn)教學(xué)素養(yǎng),帶給學(xué)生更為新穎的學(xué)習(xí)體驗(yàn),同步培養(yǎng)他們動(dòng)腦思考、動(dòng)手操作與動(dòng)口交流等多項(xiàng)能力.

1 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,提升學(xué)生參與程度

1.1 鼓勵(lì)學(xué)生自主操作,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量

在新時(shí)期教育背景下,教學(xué)主體已經(jīng)由教師轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生,在高中物理教學(xué)中,無(wú)論是在理論知識(shí)講授環(huán)節(jié),還是實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)均是如此.教師首先需及時(shí)轉(zhuǎn)變教育觀念,明確學(xué)生的主體地位,創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,提升他們的參與程度.在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),教師應(yīng)為學(xué)生提供更多親自動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì),自己則從旁做到指導(dǎo)者與輔助者的工作,鼓勵(lì)他們通過(guò)自主操作探究物理世界的神奇,使其積累更多物理學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量[1].

例如,在進(jìn)行“彈力”教學(xué)時(shí),教師先要求學(xué)生拿出事先準(zhǔn)備好的鋼絲、銅導(dǎo)線、橡皮筋、彈簧、竹片等材料,通過(guò)觀察、觸摸、把玩等活動(dòng)感知這些材料的特點(diǎn),使其結(jié)合親身體驗(yàn)交流各自的感受,讓他們初步認(rèn)識(shí)塑性、彈性、彈力等概念.接著,教師指導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn),在同一彈簧或者橡皮筋下面掛不同數(shù)量的鉤碼,認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,交流自己的想法,使其探究橡皮筋或者彈簧的形變程度與彈力大小之間的關(guān)系,引導(dǎo)他們得到三種不同的結(jié)論:彈簧的伸長(zhǎng)與拉力成正比;可用于工程技術(shù)上;能夠根據(jù)同樣的道理設(shè)計(jì)制作一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)力計(jì).之后,教師帶領(lǐng)學(xué)生演示實(shí)驗(yàn):用彎曲的鐵片把小球彈出,彎曲的橡皮泥無(wú)法把小球彈出,彎曲的鐵片不與小球接觸,無(wú)法把小球彈出,使其通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析與討論彈力產(chǎn)生的條件,知道彈力的作用過(guò)程.隨后教師引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)自主操作實(shí)驗(yàn),使其研究與歸納彈力的方向,幫助他們不斷積累實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),逐步提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體質(zhì)量.

1.2 引入小組合作模式,升華實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

高中物理知識(shí)同初中相比,不僅廣度有所提升,難度與深度自然也在增加,有時(shí)學(xué)生僅靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)很難順利完成實(shí)驗(yàn)任務(wù),還極易陷入到困境之中,影響他們的正常學(xué)習(xí),這時(shí)就要引入小組合作模式,使其在互幫互助中完成實(shí)驗(yàn)探究.具體來(lái)說(shuō),高中物理教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可根據(jù)實(shí)際情況安排小組合作實(shí)驗(yàn)任務(wù),一起制定實(shí)驗(yàn)方案,使其順利完成實(shí)驗(yàn)操作,突破疑難障礙,升華實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果[2].

比如,在開(kāi)展“摩擦力”教學(xué)時(shí),教師先要求學(xué)生回顧與描述初中時(shí)期所學(xué)的摩擦力概念,指導(dǎo)他們動(dòng)手做一個(gè)小實(shí)驗(yàn):用逐漸增大的水平力推動(dòng)地面上的桌子,直至推動(dòng)一段距離,使其體會(huì)且分析桌子受到推力及摩擦力的作用,對(duì)靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生感性認(rèn)識(shí).接著,教師組織學(xué)生在小組內(nèi)研究靜摩擦力,操作如下實(shí)驗(yàn):在水平桌面上放置一個(gè)小木塊,用彈簧測(cè)力計(jì)沿著水平方向用較小的力拉木塊但保持木塊不動(dòng),并不斷緩慢地增大拉力,注意觀察彈簧秤的示數(shù)變化,使其發(fā)現(xiàn)隨著拉力的逐漸增大,彈簧秤的示數(shù)也在不斷變大,然后繼續(xù)實(shí)驗(yàn):在彈簧測(cè)力計(jì)指針下輕塞一個(gè)小紙團(tuán),會(huì)隨指針移動(dòng),作為指針到達(dá)最大位置的標(biāo)志.以剛才的實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)繼續(xù)用力,當(dāng)拉力達(dá)到一定的值時(shí)木塊開(kāi)始移動(dòng),這時(shí)拉力會(huì)突然變小,要求他們記下最大值,討論后發(fā)現(xiàn)靜摩擦有限度.隨后教師繼續(xù)組織學(xué)生在小組內(nèi)研究滑動(dòng)摩擦力,使其結(jié)合控制變量法探討影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素,鍛煉他們的合作實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?

2 借助信息技術(shù)優(yōu)勢(shì),創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)形式

2.1 利用信息技術(shù)手段,模擬物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

在高中物理教學(xué)中,創(chuàng)設(shè)適宜的教學(xué)環(huán)境具有一定的促進(jìn)作用,特別是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師可以結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容打造良好的課堂環(huán)境,引入相應(yīng)的物理實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生知道這一物理現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,激起他們的學(xué)習(xí)興趣,使其表現(xiàn)得更為積極.為順應(yīng)新時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì),教師可借助信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)形式,利用信息技術(shù)手段模擬一些難以演示或者較為微觀的物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,直觀、清晰地呈現(xiàn)在學(xué)生面前,促使他們透徹理解知識(shí)[3].

以“萬(wàn)有引力定律”教學(xué)為例,由于本節(jié)課涉及到的知識(shí)比較抽象,純粹憑借教材內(nèi)容對(duì)萬(wàn)有引力進(jìn)行解讀,學(xué)生理解起來(lái)難度較大,而借助常規(guī)實(shí)驗(yàn)演示的方式,也難以讓他們把萬(wàn)有引力知識(shí)同實(shí)驗(yàn)聯(lián)系起來(lái),很難想象出萬(wàn)有引力定律的畫(huà)面與情境.在這一情況下,教師應(yīng)事先根據(jù)課本知識(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)渠道搜集一些有關(guān)太陽(yáng)與行星在太空中運(yùn)動(dòng)的視頻,以此當(dāng)作萬(wàn)有引力的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,利用信息技術(shù)手段模擬出來(lái),在播放過(guò)程中繼續(xù)運(yùn)用信息技術(shù)標(biāo)注出太陽(yáng)和行星之間的相互作用力,為學(xué)生帶來(lái)直觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,使其清晰看到太陽(yáng)和行星相互吸引的運(yùn)動(dòng)軌跡,讓他們切實(shí)意識(shí)到萬(wàn)有引力的存在,且形成深刻印象與牢固記憶.這樣在這一過(guò)程中,其實(shí)就是借助現(xiàn)代化信息技術(shù)把抽象的萬(wàn)有引力現(xiàn)象演示、模擬出來(lái),還原實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,讓學(xué)生明顯看到與課本內(nèi)容相契合的現(xiàn)象,使其把物理知識(shí)同實(shí)際實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象關(guān)聯(lián)起來(lái),促使物理知識(shí)的學(xué)習(xí)不再抽象,驅(qū)使他們更好地理解萬(wàn)有引力原理.

2.2 運(yùn)用信息技術(shù)仿真,優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)環(huán)境

高中物理是一門(mén)實(shí)踐性和實(shí)驗(yàn)性均比較強(qiáng)的科目,實(shí)驗(yàn)更是貫穿于整個(gè)物理教學(xué).不過(guò)實(shí)驗(yàn)也有著一定的規(guī)律性,為幫助學(xué)生探尋出準(zhǔn)確結(jié)果,他們往往需要反復(fù)操作同一個(gè)實(shí)驗(yàn),使其最終獲得預(yù)期學(xué)習(xí)效果.隨著新課改的推進(jìn),高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式也在不斷創(chuàng)新,信息技術(shù)已經(jīng)得到廣泛運(yùn)用,教師可以運(yùn)用信息技術(shù)的仿真手段優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)環(huán)境,突破時(shí)間與空間的限制,帶給學(xué)生良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn),幫助他們輕松理解與掌握實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)涵的知識(shí).

在“電源和電流”教學(xué)中,本節(jié)課運(yùn)用學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)的等勢(shì)體上電荷分布和轉(zhuǎn)移情況,引領(lǐng)他們分析恒定電場(chǎng)形成的過(guò)程,并引出電源和恒定電流的定義及物理意義.通常情況下,教師會(huì)直接拿出電流表,講授電流表的使用方法、注意事項(xiàng)等內(nèi)容,指導(dǎo)學(xué)生利用電流表實(shí)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,不過(guò)在操作過(guò)程中會(huì)不少問(wèn)題,如:一些同學(xué)擔(dān)心把電流表?yè)p壞,不敢操作;有的同學(xué)則認(rèn)為無(wú)法直接看到電源產(chǎn)生電流的過(guò)程,以及不同電流大小在導(dǎo)線中的傳送情況,這樣他們的實(shí)驗(yàn)操作能力很難得到鍛煉與提升,更是無(wú)法深刻理解相關(guān)理論知識(shí).這時(shí)教師可利用信息技術(shù)手段打造仿真的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,指導(dǎo)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)軟件操作實(shí)驗(yàn),使其自主完成實(shí)驗(yàn)操作,以免出現(xiàn)損壞實(shí)驗(yàn)儀器的情況.

3 創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)操作,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)素養(yǎng)

3.1 適當(dāng)改進(jìn)原有實(shí)驗(yàn),助推學(xué)生高效學(xué)習(xí)

教材中安排了不少實(shí)驗(yàn),但是有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不是特別明顯,或者效果一般,對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新或者改進(jìn)是相當(dāng)有必要的,這也是提高高中物理教師創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)素養(yǎng)的有效途徑之一.具體來(lái)說(shuō),高中物理教師在平常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,可以根據(jù)實(shí)際情況與教學(xué)需求適當(dāng)改進(jìn)原有實(shí)驗(yàn)的裝置、操作方式及流程等,帶給學(xué)生更為直觀與明顯的現(xiàn)象,使其更好地理解物理原理與規(guī)律,助推他們高效學(xué)習(xí)[4].

比如,在實(shí)施“超重和失重”教學(xué)時(shí),教材中安排的內(nèi)容是人在加速上升的電梯中對(duì)地面的壓力這一實(shí)際問(wèn)題,雖然能很好地體現(xiàn)出生活化教學(xué)理念,但是課本中提供的實(shí)驗(yàn)是在電梯地板上放一個(gè)臺(tái)秤,讓人站在臺(tái)秤上面,當(dāng)電梯加速向上或者向下運(yùn)動(dòng)時(shí),可以根據(jù)臺(tái)秤的示數(shù)看到超重與失重現(xiàn)象,這顯然不切實(shí)際,無(wú)法在課堂上演示出來(lái).此時(shí),需要教師設(shè)計(jì)能在課堂上完成的實(shí)驗(yàn).

3.2 引入數(shù)字化的實(shí)驗(yàn),帶領(lǐng)學(xué)生精準(zhǔn)探究

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是信息技術(shù)與科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和更新下的產(chǎn)物,一般由數(shù)據(jù)采集器、傳感器以及計(jì)算機(jī)輔助軟件等構(gòu)成,具有測(cè)量、采集與處理數(shù)據(jù)的功能.在高中物理教學(xué)中,要想提高高中物理教師創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)素養(yǎng),引入數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是相當(dāng)有必要的,而且還是高中物理實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、提升實(shí)驗(yàn)檔次、加速同國(guó)際接軌的一個(gè)重要途徑.對(duì)此,高中物理教師應(yīng)巧妙引用數(shù)字化實(shí)驗(yàn),為學(xué)生提供更為精確的數(shù)據(jù),帶領(lǐng)他們精準(zhǔn)探究物理原理與規(guī)律[5].

總之,在高中物理教學(xué)活動(dòng)中,實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性不言而喻,是對(duì)理論知識(shí)很好的補(bǔ)充、驗(yàn)證與還原,關(guān)系到整體教學(xué)質(zhì)量的高低,教師應(yīng)給予格外關(guān)注與認(rèn)真對(duì)待.結(jié)合物理學(xué)科的特點(diǎn)制定多元化的教學(xué)策略,真正提高創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)素養(yǎng),引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)助力下對(duì)物理原理進(jìn)行研究與探索,使其手、腦、口均得到鍛煉,提升他們的物理綜合素質(zhì).