高中物理課程與科技教育有效融合的實(shí)踐

諸葛錦兵

摘 要： 實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中十分重要，物理教學(xué)以自然研究為基礎(chǔ)，對學(xué)生物理各方面的能力進(jìn)行培養(yǎng)，包括實(shí)踐能力、觀察能力、合作能力等，進(jìn)而開闊學(xué)生視野，使學(xué)生的素質(zhì)水平得到提高，其與科技教育具有相同的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中扮演著重要角色，其有效實(shí)現(xiàn)了物理課程和科技教育的結(jié)合。

關(guān)鍵詞： 物理教學(xué) 物理實(shí)驗(yàn) 科技教育 實(shí)踐能力

在物理這門學(xué)科里，實(shí)驗(yàn)事實(shí)是最根本的因素。而物理實(shí)驗(yàn)則是對學(xué)生各方面能力進(jìn)行培養(yǎng)，類似于科技教育。在物理教學(xué)過程中，如何將物理教學(xué)與科技教育有效結(jié)合，本文認(rèn)為開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)是切實(shí)可行的方法。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對學(xué)生能力與素質(zhì)的培養(yǎng)具有重要意義，并且可以有效推動(dòng)社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展。因此，對物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法進(jìn)行研究，對科技教育的開展具有重要影響。

一、改變物理課程中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意識(shí)

教學(xué)在傳統(tǒng)意義上屬于應(yīng)試教學(xué)，教師教學(xué)的效果及學(xué)生學(xué)習(xí)的成績均以考試分?jǐn)?shù)體現(xiàn)。教師的教學(xué)僅僅是為了應(yīng)付考試，如此一來，教師只注重學(xué)生理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，卻忽略了實(shí)踐操作能力的培養(yǎng)。于是，物理在學(xué)生的眼中就成了較復(fù)雜的科目，更無法明確物理實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

物理實(shí)驗(yàn)在以往分為兩種：其一是教師進(jìn)行試驗(yàn)，學(xué)生在旁觀看；其二是以學(xué)生為主體，以小組為單位，由學(xué)生自己按照操作規(guī)范進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。二者存在一定的缺陷，無法有效實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)探究的目標(biāo)，沒有明確實(shí)驗(yàn)探究的真正內(nèi)涵。

二、改善物理課程中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法

（一）廣泛開展實(shí)驗(yàn)，提升實(shí)驗(yàn)趣味性。

物理學(xué)科強(qiáng)調(diào)以實(shí)驗(yàn)為主，教師應(yīng)使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的重要性，并使學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)是得出結(jié)論的重要途徑。所以，教師的教學(xué)不應(yīng)只局限于教材，而應(yīng)開發(fā)思維，進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對課本上的知識(shí)定理更信服。然后，教師要鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的參與，其要求教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，以科學(xué)為基礎(chǔ)，提高實(shí)驗(yàn)趣味性，從而引發(fā)學(xué)生興趣，使學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性得到充分調(diào)動(dòng)。

例如，在進(jìn)行物理反射的講解時(shí)，教師的講解一般會(huì)涉及彩虹等例子，以往教師會(huì)采用圖片、視頻的形式予以表現(xiàn)。教師采用幾何光路分析的方法，對這些自然景觀形成的原因進(jìn)行分析時(shí)，將會(huì)給學(xué)生造成巨大困惑。因此，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行彩虹制作的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過程中始終明確實(shí)驗(yàn)原理，這樣一來，可以有效加深學(xué)生印象，并提高其實(shí)踐動(dòng)手能力。

（二）進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)，提高教學(xué)的探究性。

學(xué)生只有積極參與探究性實(shí)驗(yàn)，才能實(shí)現(xiàn)自我探究能力的提高。教師可以充分開發(fā)探究性實(shí)驗(yàn)，注重學(xué)生從問題的發(fā)現(xiàn)、研究到解決過程中的能力培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)靈感可以來源于生活，這樣設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)更能激發(fā)學(xué)生興趣，并且能使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)在生活中的實(shí)用性。

例如，高中電磁感應(yīng)的教學(xué)，其中涉及搖繩發(fā)電的話題，如圖1所示，但是，教師對于這個(gè)小實(shí)驗(yàn)往往是一帶而過，并沒有進(jìn)行實(shí)際操作。下面就這個(gè)話題進(jìn)行探討，將其分為三個(gè)部分。

第一，驗(yàn)證搖繩能否發(fā)電。該部分的內(nèi)容是教師要求學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對搖繩發(fā)電的可行性進(jìn)行驗(yàn)證，并且證明產(chǎn)生的電流為交流電。

第二，利用搖繩發(fā)電實(shí)驗(yàn)測量學(xué)校地磁感應(yīng)的強(qiáng)度。這部分內(nèi)容是教師要求學(xué)生通過分組，然后小組間進(jìn)行分工與合作，選取材料，用傳感器感應(yīng)的方法獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，之后對得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出相應(yīng)結(jié)論，分別是搖繩發(fā)電具有一定的可行性，但不能進(jìn)行大規(guī)模發(fā)電；根據(jù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行學(xué)校的磁場強(qiáng)度的測量，測出強(qiáng)度為10-5T。這項(xiàng)活動(dòng)可以使學(xué)生對電磁感應(yīng)的理解更深刻，并且學(xué)生可以從中明白知識(shí)與實(shí)踐之間相互的過程。

第三，進(jìn)行假設(shè)和聯(lián)想。在以上實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，學(xué)生對地磁場的概念有了更多體會(huì)，教師可以進(jìn)一步擴(kuò)寬研究的范圍，使學(xué)生的想象力及探索能力有發(fā)揮的空間，要求學(xué)生用一些物體表現(xiàn)出磁場的形象，如下：1.利用小磁針進(jìn)行地磁形象的展示，方法是按照一定的間隔將小磁針擺放在桌面上，等其處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)N極的指向相同。2.學(xué)生制作地磁場體驗(yàn)機(jī)，如圖2所示。其工作原理為人們蹬自行車時(shí)，發(fā)電裝置開始運(yùn)行，地磁發(fā)電的情況可以直接由電表展示，通過對照地磁發(fā)電及傳統(tǒng)發(fā)電裝置，證明地磁不能用于大規(guī)模發(fā)電。

3.教師設(shè)計(jì)制作一個(gè)地磁場洛倫茲力演示的裝置。在以往教學(xué)中，該裝置只是采用簡單的圖像形式進(jìn)行展示，現(xiàn)教師可以設(shè)法完成該項(xiàng)裝置的制作，讓學(xué)生對裝置有更直觀的了解，如圖3、圖4所示。

上述幾項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，雖然都有失敗的可能，但是其開展過程中具有特別的意義，只要經(jīng)歷了這個(gè)過程，學(xué)生對于知識(shí)的理解才會(huì)進(jìn)一步加深，從而實(shí)現(xiàn)物理教學(xué)實(shí)效性的提高。

（三）創(chuàng)建開放性實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)的實(shí)用性。

探究意識(shí)在探究能力培養(yǎng)中十分關(guān)鍵，是推動(dòng)學(xué)生進(jìn)行探究的動(dòng)力。因此，教師應(yīng)結(jié)合學(xué)生現(xiàn)有的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)多種方案的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生研究。例如，教師可以開展一個(gè)與長度測量有關(guān)的實(shí)踐競賽，主要內(nèi)容如下：

以任何可以進(jìn)行測量的工具為材料，要求學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行特定物體長度及面積等相關(guān)測量，主要包括長度測量、面積測量及體積測量等內(nèi)容，比如測量學(xué)校圖書館的面積及周長等。以精確度、科學(xué)性為評判標(biāo)準(zhǔn)，提出四項(xiàng)解決方案，包括：徒步測量、用已知物體丈量、根據(jù)衛(wèi)星圖片進(jìn)行測量及利用光的發(fā)射原理進(jìn)行測量。

在上述方案中，徒步測量較簡單，但是精確度不夠理想。用已知物體測量比徒步測量更精確，但精確度有限，不適用于大距離測量。衛(wèi)星圖片測量比較適用，且具有較高的可行性，但誤差可能較大，因此，教師可以根據(jù)這個(gè)方案要求學(xué)生進(jìn)行操作，操作步驟如下：

根據(jù)百度地圖的衛(wèi)星照片，結(jié)合實(shí)地測量，按照一定的比例尺進(jìn)行計(jì)算，得出測量的結(jié)果。例如，教師可以組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)校運(yùn)動(dòng)場面積的測量。先根據(jù)衛(wèi)星圖像，其中的比例尺為1：100，也就是圖上1厘米表示實(shí)際100米。對衛(wèi)星圖片測量，衛(wèi)星圖上運(yùn)動(dòng)場寬1.5厘米，那么實(shí)際寬度為150米，圖上運(yùn)動(dòng)場長3厘米，那么實(shí)際長度為300米，由此可以計(jì)算出運(yùn)動(dòng)場的面積。

（四）創(chuàng)建特色課程，對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新。

新課程改革注重學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，然而應(yīng)試教育在社會(huì)中得到較高重視，在實(shí)際教學(xué)中并不能真正實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育。所以，教師應(yīng)以促進(jìn)學(xué)生物理知識(shí)技能的學(xué)習(xí)、借助實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)學(xué)生各方面的能力為目標(biāo)，科學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，開設(shè)具有創(chuàng)新性的校本課程。

校本課程的內(nèi)容應(yīng)包括以下方面：1.課堂教學(xué)內(nèi)容的復(fù)習(xí)和延伸；2.探究能力的培養(yǎng)；3.實(shí)驗(yàn)室資源及日常用品的使用和開發(fā)。校本教學(xué)的模式應(yīng)分為以下過程：分組討論—明確主題—設(shè)計(jì)方案—實(shí)施方案—處理問題—持續(xù)完善—實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。在這一過程中，教師對課程環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，可以有效培養(yǎng)學(xué)生相互協(xié)作的意識(shí)及能力，使其交流表達(dá)能力得到提高，并且敢于闡述自己的觀點(diǎn)，之后結(jié)合實(shí)際予以完善。對科技教育與物理教學(xué)的融合及學(xué)生能力的發(fā)展及素質(zhì)的培養(yǎng)而言，具有積極意義。

此外，教師在教學(xué)過程中，應(yīng)重視學(xué)生努力學(xué)習(xí)的過程，不應(yīng)片面注重學(xué)生分?jǐn)?shù)。對于一些不起眼的實(shí)驗(yàn)不應(yīng)該置之不理，而應(yīng)當(dāng)按照一定的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并且有助于學(xué)生理解。

三、結(jié)語

物理規(guī)律的探索離不開實(shí)驗(yàn)，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。在實(shí)際的物理教學(xué)中，應(yīng)廣泛進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對課本知識(shí)的理解更深刻。此外，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生積極開展實(shí)驗(yàn)，這樣可以有效促進(jìn)實(shí)踐操作能力的提高。然而，通過物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對學(xué)生各方面的能力進(jìn)行培養(yǎng)需要一個(gè)長期的過程，其離不開教師的反復(fù)教學(xué)及學(xué)生的長期練習(xí)。物理實(shí)驗(yàn)的活學(xué)實(shí)用實(shí)現(xiàn)了物理教學(xué)和科技教育的有效融合，對教育事業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

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