農(nóng)村高中生力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)與研究

摘要：農(nóng)村高中生力學(xué)實(shí)驗(yàn)的開展情況是提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要途徑。從高中開展力學(xué)實(shí)驗(yàn)的總要性入手，分析當(dāng)前農(nóng)村高中力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)存在問題，提出提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的途徑對(duì)于高中物理實(shí)驗(yàn)課程的有效開展具有重要指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：高中；力學(xué)實(shí)驗(yàn)；設(shè)計(jì)；提升

物理實(shí)驗(yàn)的開展是提高物理課程教學(xué)實(shí)效性的重要輔助手段，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，提高知識(shí)理解的重要方法和途徑。力學(xué)是高中物理課程的基礎(chǔ)性內(nèi)容，首要學(xué)習(xí)內(nèi)容，承上啟下的內(nèi)容，學(xué)生理解的程度對(duì)后續(xù)物理學(xué)習(xí)興趣、物理其他知識(shí)的學(xué)習(xí)都會(huì)有一定的影響。

一、高中開展力學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要作用

（一）發(fā)散物理思維，幫助學(xué)生理解

物理是一門理解性、理論性、探究性極強(qiáng)的學(xué)科，每一個(gè)物理知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)都要充分進(jìn)行思考、理解其內(nèi)在規(guī)律性，并驗(yàn)證結(jié)果。學(xué)生的學(xué)習(xí)要求是必須要透過物理學(xué)知識(shí)的現(xiàn)象看到本質(zhì)，讓學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)知從感性上升到理性。物理實(shí)驗(yàn)可以通過設(shè)置物理事物情景或者虛擬情景等，讓學(xué)生直觀的認(rèn)知物理知識(shí)背后的東西，讓學(xué)生站在實(shí)驗(yàn)人員研發(fā)的角度，觀察物理現(xiàn)象，提出疑問，并展開交流，自己探究出結(jié)論。這就是一個(gè)完整的學(xué)習(xí)過程。

（二）糾正認(rèn)知沖突，增加感性認(rèn)識(shí)

學(xué)生在初中階段已經(jīng)有了物理知識(shí)的初步學(xué)習(xí)，但與高中物理知識(shí)相比，還比較基礎(chǔ)，用初中物理知識(shí)解釋生活中的物理現(xiàn)象也不夠準(zhǔn)確，與高中物理知識(shí)形成了認(rèn)知沖突。因?yàn)槌踔形锢碇R(shí)有正確的，也有不正確的。在高中物理學(xué)習(xí)時(shí)，教師使用一些物理教具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，能夠讓學(xué)生增強(qiáng)感性認(rèn)知，引導(dǎo)物理概念的正向深入。比如一個(gè)水瓶裝滿水，如果在瓶底有空，會(huì)漏水，但是當(dāng)瓶子做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，水卻不會(huì)流下來，學(xué)生通過真實(shí)的實(shí)驗(yàn)會(huì)對(duì)什么是“完全失重”有深刻的認(rèn)知。

（三）補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容，完成教學(xué)目標(biāo)

每一門課程的每一個(gè)教學(xué)內(nèi)容都有學(xué)習(xí)目標(biāo)和重難點(diǎn)，有的時(shí)候，重難點(diǎn)枯燥難懂，怎么解決這一問題？靠的就是實(shí)驗(yàn)這一輔助手段。力學(xué)物理概念是高中物理的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，更是后續(xù)物理知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，學(xué)生如果打不好基礎(chǔ)，會(huì)導(dǎo)致后續(xù)物理課程更加不能理解。物理學(xué)習(xí)還有一個(gè)方法問題，通過力學(xué)實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生理解科學(xué)家實(shí)驗(yàn)探究科學(xué)的過程，步步引導(dǎo)，會(huì)使學(xué)生掌握并學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)的方法來分析問題，提升學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣，這既是完成教學(xué)目標(biāo)的要求，同時(shí)也是為后續(xù)學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

二、農(nóng)村高中生在物理力學(xué)學(xué)習(xí)中存在的問題

（一）感性認(rèn)識(shí)不足

農(nóng)村高中由于經(jīng)費(fèi)、環(huán)境等問題，有的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備配備不足，導(dǎo)致缺少實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)效果不佳。在進(jìn)行力學(xué)學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)生缺少物理現(xiàn)象認(rèn)知，就無(wú)法全面系統(tǒng)的理解物理規(guī)律、適用條件和物理意義等理論知識(shí)，感性認(rèn)識(shí)不足。由于初中升高中后，力學(xué)是物理的第一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，所以很多學(xué)生習(xí)慣于用原有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)看待新的物理知識(shí)，形成一種思維定勢(shì)，不愿意多角度，全面去思考問題，更不注重條件的變化，愿意用老思維解決新問題，造成錯(cuò)誤出現(xiàn)。因此，在物理力學(xué)學(xué)習(xí)過程中，要教會(huì)學(xué)生面對(duì)物理概念與物理規(guī)律需使用不同思維，減少絕對(duì)化的出現(xiàn)，改變初中物理學(xué)習(xí)的思維定勢(shì)。

（二）教學(xué)方式單一

由于高中物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)在高考中分值所占比例較少，在應(yīng)試思想的影響下，教師不愿意多花時(shí)間在實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究與讓學(xué)生做實(shí)驗(yàn)。有的教師用理論代替實(shí)驗(yàn)，有的教師讓學(xué)生看實(shí)驗(yàn)視頻，有的教師自己做實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生看，再好點(diǎn)的教師就是邊做實(shí)驗(yàn)便講解實(shí)驗(yàn)過程。由于農(nóng)村高中條件限制，很多高中無(wú)法實(shí)現(xiàn)學(xué)生人手一臺(tái)實(shí)驗(yàn)操作設(shè)備，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)呈現(xiàn)僵硬化的教學(xué)模式，學(xué)生呈現(xiàn)出看實(shí)驗(yàn)、背實(shí)驗(yàn)、聽實(shí)驗(yàn)、講實(shí)驗(yàn)的實(shí)際教學(xué)過程。

（三）實(shí)驗(yàn)儀器明顯不足

高中物理階段是整個(gè)學(xué)生生涯實(shí)驗(yàn)課程最多的階段，也是物理學(xué)習(xí)最重要的階段，很多農(nóng)村學(xué)校由于實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)不足，無(wú)法滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)所必須的條件。一些高中配備了實(shí)驗(yàn)設(shè)備，但僅限于分成小組做實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致一部分學(xué)生無(wú)法親手操作，教學(xué)目標(biāo)無(wú)法完成，實(shí)驗(yàn)性趣無(wú)法培養(yǎng)，更別提提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力了。

（四）教師觀念不正確

一些學(xué)校的教師存在高考考高分就可以了，不需要學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手和設(shè)計(jì)能力有多強(qiáng)，只要學(xué)生掌握高考中幾個(gè)重點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)案例即可，忽視了學(xué)生實(shí)驗(yàn)技巧、動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)和提高。還有一些教師由于不重視實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)準(zhǔn)備不足，操作技能較低，有時(shí)候?qū)嶒?yàn)?zāi)繕?biāo)根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

三、提升農(nóng)村高中生力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的有效途徑

（一）改革教學(xué)模式，發(fā)揮學(xué)生主體作用

為培養(yǎng)學(xué)生的力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，首先要樹立以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，注重學(xué)生物理學(xué)習(xí)的探究性過程，可以做如下教學(xué)設(shè)計(jì)：第一步創(chuàng)設(shè)力學(xué)實(shí)驗(yàn)情境提出研究的問題；第二步組織學(xué)生討論，讓學(xué)生猜想與假設(shè)；第三步讓學(xué)生制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；第四步指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)操作；第五步讓學(xué)生尋找實(shí)驗(yàn)誤差，總結(jié)實(shí)驗(yàn)失誤；第六步讓學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，討論、交流與總結(jié)；第七步老師進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)講解，加深學(xué)生理解。

（二）有效利用生活用品

物理來源于生活，教師在對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，盡量讓實(shí)驗(yàn)和生活相聯(lián)系起來。利用 生活中的瓶瓶罐罐也可設(shè)計(jì)出精彩的物理課堂演示實(shí)驗(yàn)，由于這些用品不屬于教材中的儀 器，所以也是一種創(chuàng)新的表現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)貼近生活，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中處處有物理，使物理走向生活，使學(xué)生學(xué)習(xí)起來更有效率。

（三）設(shè)計(jì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)試題

學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)需要靠實(shí)驗(yàn)試題來檢驗(yàn)。因此，在實(shí)驗(yàn)試題中，要設(shè)置開放型問題，讓學(xué)生設(shè)計(jì)試題中的實(shí)驗(yàn)過程，引導(dǎo)學(xué)生自己通過筆答的形式完成試題測(cè)驗(yàn)，這也是提高學(xué)生設(shè)計(jì)能力的有效手段。

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注：課題名稱《農(nóng)村高中生力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)與研究》，課題編號(hào) MDZX2017070。

作者簡(jiǎn)介：秦麗凱（1981-）男，單位：撫順縣高級(jí)中學(xué)。