高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新途徑研究

◇ 安徽 方升錢

實(shí)驗(yàn)?zāi)芎芎玫亟沂疚矬w運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，是高中物理中的重要內(nèi)容，也是高考的必考內(nèi)容.為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，高效完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，教師應(yīng)做好以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的總結(jié)，認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的不足，提高創(chuàng)新意識(shí)，積極尋求實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新途徑，使學(xué)生獲得良好的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，從而牢固掌握物理實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識(shí)，為物理學(xué)習(xí)成績(jī)的提升奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).

1 高中物理實(shí)驗(yàn)的重要作用

相對(duì)初中物理來說，高中物理知識(shí)更加豐富復(fù)雜，知識(shí)面范圍更廣，學(xué)習(xí)和理解難度增加，使得學(xué)生逐漸喪失學(xué)習(xí)興趣.高中物理知識(shí)具有較強(qiáng)的抽象性和邏輯性，知識(shí)內(nèi)容較為系統(tǒng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)和理解時(shí)有著較大的難度.因此，在高中物理教學(xué)中，需要深入分析教材內(nèi)容，讓學(xué)生深入理解物理概念和規(guī)律.物理實(shí)驗(yàn)是高中物理學(xué)習(xí)中的重要內(nèi)容，許多物理知識(shí)都需要通過物理實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證.因此，在高中物理教學(xué)中，教師應(yīng)有效利用物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，使其掌握物理實(shí)驗(yàn)技巧，實(shí)現(xiàn)邏輯思維能力的提升，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力和良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣與態(tài)度，強(qiáng)化學(xué)生的核心素養(yǎng)，提升物理課堂教學(xué)質(zhì)量.

在高中物理實(shí)驗(yàn)中，核心素養(yǎng)培養(yǎng)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面.一方面，借助物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生各項(xiàng)技能和能力的培養(yǎng)，通過實(shí)驗(yàn)活動(dòng)幫助學(xué)生形象化地了解物理現(xiàn)象，掌握科學(xué)知識(shí)，提升學(xué)生各方面的能力.在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，教師需要不斷創(chuàng)新教學(xué)方式，加強(qiáng)學(xué)生的綜合能力培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的核心素養(yǎng)的形成.另一方面，借助實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，能夠推動(dòng)現(xiàn)代教育改革的順利開展.傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師偏重物理知識(shí)的學(xué)習(xí)，注重學(xué)生的考試成績(jī)，對(duì)學(xué)生其他方面的能力培養(yǎng)不夠重視.在核心素養(yǎng)視域下，教師應(yīng)注重促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的創(chuàng)新，促進(jìn)學(xué)生綜合能力的提升，使其更好地適應(yīng)未來社會(huì)的發(fā)展.

2 設(shè)計(jì)開放實(shí)驗(yàn)，激發(fā)探究熱情

無論是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)還是探究性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生都能從教材中找到相關(guān)結(jié)論，容易“不勞而獲”，導(dǎo)致一些學(xué)生對(duì)待實(shí)驗(yàn)不認(rèn)真，只是機(jī)械地按照教師的安排做相關(guān)實(shí)驗(yàn)，甚至為和教材中的實(shí)驗(yàn)結(jié)論保持一致，故意修改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，不僅降低了實(shí)驗(yàn)的趣味性，而且實(shí)驗(yàn)效果不佳.為改變這一現(xiàn)狀，教師在授課中應(yīng)注重設(shè)計(jì)開放性實(shí)驗(yàn)，圍繞學(xué)生所學(xué)給出實(shí)驗(yàn)課題，要求學(xué)生積極討論，相互合作，選擇實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)果，給學(xué)生充分的實(shí)驗(yàn)自主權(quán)，增加實(shí)驗(yàn)趣味性，以期在加深其實(shí)驗(yàn)印象的同時(shí)，更好地激發(fā)其實(shí)驗(yàn)探究熱情，提高其實(shí)驗(yàn)探究能力.

如在學(xué)習(xí)“圓周運(yùn)動(dòng)”相關(guān)知識(shí)前，教師可給學(xué)生設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)題目：探究向心力和物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度、質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)半徑之間的關(guān)系，要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)任意選擇實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)驗(yàn)器材.在教師的指引下，學(xué)生選擇了系繩子的小鋼珠、玻璃平面、力傳感器、計(jì)時(shí)器、刻度尺、天平等.在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生將繩子和傳感器相連接，再給小鋼珠一個(gè)力，使其在水平玻璃平面上做圓周運(yùn)動(dòng).通過改變小鋼珠的質(zhì)量、繩子的長(zhǎng)度以及施加力的大小進(jìn)行探究.實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生使用刻度尺測(cè)算鋼珠做圓周運(yùn)動(dòng)的周長(zhǎng)，使用計(jì)時(shí)器測(cè)算出小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間.最終，通過控制變量法，學(xué)生得出向心力F 和鋼珠速度v、質(zhì)量m、半徑r 的關(guān)系為F=mv2／r.通過開放性實(shí)驗(yàn)，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，還能使其更好地理解圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí).

在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以圍繞學(xué)生所學(xué)，設(shè)置開放性實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行探究，使其感受物理知識(shí)的形成過程，在激發(fā)其實(shí)驗(yàn)興趣的同時(shí)，深化其對(duì)物理知識(shí)的理解，促進(jìn)其實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯?shí)驗(yàn)思維的提升.

3 借助虛擬實(shí)驗(yàn)，提升實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)

在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為提高學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，教師應(yīng)注重運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)積極改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境，例如借助虛擬實(shí)驗(yàn)開展教學(xué)工作.基于虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的虛擬實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)突出，不僅能避免損壞實(shí)驗(yàn)器材，而且能直觀地顯示相關(guān)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)以及學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，有助于學(xué)生及時(shí)糾正，提高實(shí)驗(yàn)成功率.因此，針對(duì)現(xiàn)實(shí)中無法完成的實(shí)驗(yàn)或具有一定危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)，教師可引入虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，它能給學(xué)生帶來耳目一新的感覺，從而高效、順利地完成物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo).

如在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，由于鋼球在運(yùn)動(dòng)中會(huì)受空氣阻力的影響，因此所做的并非真實(shí)意義上的平拋運(yùn)動(dòng).為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，教師可帶領(lǐng)學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行操作.實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生先將虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中鋼球運(yùn)動(dòng)時(shí)的空氣阻力設(shè)置為零，而后給其以水平的初速度，使其做平拋運(yùn)動(dòng).虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)會(huì)采集鋼球運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)時(shí)顯示鋼球運(yùn)動(dòng)過程中豎直以及水平方向的速度變化情況.學(xué)生可清晰地看到鋼球的運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線，鋼球水平方向的速度保持不變，豎直方向的速度滿足從而很好地揭示平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.

教師在授課中應(yīng)認(rèn)真研究物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，針對(duì)現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)中存在干擾的問題，可考慮運(yùn)用虛擬實(shí)驗(yàn)開展教學(xué)工作，加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的印象，使其充分理解實(shí)驗(yàn)原理，進(jìn)而得出正確結(jié)論，同時(shí)獲得良好的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn).

4 鼓勵(lì)生活探究，增添實(shí)驗(yàn)樂趣

生活中的很多現(xiàn)象都蘊(yùn)含著豐富的物理知識(shí).在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生做一個(gè)有心之人，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)延伸到生活之中，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活中的物理現(xiàn)象，使之運(yùn)用所學(xué)積極開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，激發(fā)其對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，感受做物理實(shí)驗(yàn)的成就感，從而更加自信地投入到物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中.教師應(yīng)認(rèn)真分析物理教材中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生積極回想生活中的相關(guān)情境，尋找生活中的實(shí)驗(yàn)器材，開展相關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng).另外，教師還要做好學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)情況的反饋，注重與學(xué)生溝通交流，及時(shí)給予其啟發(fā)，幫助其解決實(shí)驗(yàn)探究過程中遇到的問題，使其成功地完成實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng).

如在“探究功和速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，教師可鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)所學(xué)，積極聯(lián)想生活中使用彈弓打彈珠的情境，尋找相關(guān)的實(shí)驗(yàn)器材，探究功和速度的變化關(guān)系.最終，學(xué)生通過積極思考、認(rèn)真討論，選擇了如下實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行探究：橡皮筋、彈珠、照相機(jī)等，其中，用力拉橡皮筋對(duì)彈珠做功，用照相機(jī)記錄彈珠的運(yùn)動(dòng)軌跡，根據(jù)曝光頻率計(jì)算彈珠通過某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度.實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生通過改變橡皮筋的條數(shù)使做的功變?yōu)閃、2W、3W 等.學(xué)生充分借鑒了教材中對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法，即使用圖象法尋找做功W 和速度v之間的關(guān)系.通過繪制圖象，學(xué)生得出功和速度的二次方成正比這一結(jié)論.

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師通過引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想生活情境，增加實(shí)驗(yàn)探究的樂趣，鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用生活用品開展相關(guān)探究實(shí)驗(yàn)，可以使學(xué)生積極主動(dòng)參與到實(shí)驗(yàn)過程中，進(jìn)而使其更加深刻地理解與掌握實(shí)驗(yàn)結(jié)論，為其更好地掌握物理知識(shí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).