生活化的趣味實驗在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：我國教育改革不斷深入，素質(zhì)教育是每位教師需要關(guān)注的重點內(nèi)容，也關(guān)系到學(xué)生的未來發(fā)展。因此，在新課改背景下，高中物理教師應(yīng)研讀教材中的抽象化物理知識點，聯(lián)系生活內(nèi)容進行巧妙設(shè)計，實施趣味物理實驗教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生在實驗中探究物理知識，使學(xué)生對物理現(xiàn)象、公式推導(dǎo)等更為直觀地了解，促進學(xué)生物理學(xué)習(xí)效率提高。文章結(jié)合高中物理教學(xué)實踐，探討了生活化趣味實驗的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：生活化;趣味實驗;高中物理;應(yīng)用策略

在人教版高中物理教材中有很多比較抽象的物理知識，如力學(xué)、電學(xué)等，理解難度很高。對此，教師需要結(jié)合教材內(nèi)容設(shè)計生活化的趣味實驗，與高中生的現(xiàn)實生活緊密聯(lián)系起來，引導(dǎo)每位學(xué)生參與到實驗探究中，讓學(xué)生主動分析實驗中的變化，向?qū)W生展現(xiàn)更為生動的物理世界，從而使學(xué)生通過實驗學(xué)習(xí)更好地掌握物理知識。同時，教師在進行生活化實驗教學(xué)時，需要引導(dǎo)學(xué)生透過物理現(xiàn)象分析規(guī)律，并指導(dǎo)學(xué)生進行推理猜想，讓學(xué)生通過實驗主動驗證猜想，促進學(xué)生物理學(xué)習(xí)積極性的提高。

一、 高中物理教學(xué)中應(yīng)用生活化趣味實驗的積極作用

（一）有助于強化學(xué)生對物理知識的理解

經(jīng)調(diào)查，部分高中生在學(xué)習(xí)電磁場等比較抽象的物理知識時，容易出現(xiàn)記憶混淆的情況，并且在解題過程中無法快速提取關(guān)鍵條件，出錯率較高。在物理教學(xué)過程中，教師可通過演示生活化趣味實驗，直觀展示物理課堂教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生深入思考分析教材知識，能促進學(xué)生物理抽象思維能力提高。同時，高中物理生活化趣味實驗的應(yīng)用，能聯(lián)系日常生活中的物理知識，并通過實驗用量化數(shù)據(jù)信息展現(xiàn)出來。這能幫助學(xué)生更好地理解相關(guān)物理知識，實現(xiàn)物理課堂教學(xué)效率的提高。

（二）有助于培養(yǎng)學(xué)生的物理實驗探究能力

高中階段的物理知識內(nèi)容相對較為抽象，如物理公式的推導(dǎo)與轉(zhuǎn)化等。若只依賴教師單純地講解，學(xué)生很難整理總結(jié)物理規(guī)律，對物理實驗等沒有較好的感悟，所構(gòu)建的物理知識框架不夠完整，導(dǎo)致物理知識學(xué)習(xí)效果較差。而在物理課堂中，教師開展生活化趣味實驗，能讓學(xué)生在實驗中探究分析物理知識，使學(xué)生通過動手實踐掌握實驗現(xiàn)象等，促使學(xué)生構(gòu)建完善的物理知識框架。經(jīng)調(diào)查，很多高中生在學(xué)習(xí)電學(xué)有關(guān)定律知識時，感到非常吃力，無法通過實驗操作進行推理分析。對此，教師可通過設(shè)置生活化趣味實驗，讓學(xué)生借助實驗理解電力有關(guān)知識，促進學(xué)生物理知識學(xué)習(xí)興趣提高。

二、 高中物理教學(xué)中生活化趣味物理實驗的應(yīng)用策略

（一）創(chuàng)新設(shè)計生活化的趣味物理實驗，引導(dǎo)學(xué)生探究思考物理問題

在物理課堂教學(xué)中，教師在講解物理原理時，需要聯(lián)系學(xué)生的實際生活，設(shè)計多個對應(yīng)的趣味物理實驗，并配合設(shè)置相應(yīng)的物理問題。在進行生活化趣味物理實驗前，教師需要引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合現(xiàn)有條件進行猜想，留出時間讓學(xué)生自主設(shè)計物理實驗步驟，從而讓學(xué)生主動進行思考分析。在生活化物理實驗中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合問題梳理物理知識，讓學(xué)生對實驗變量進行調(diào)整，使學(xué)生掌握整個物理實驗過程。如在“自由落體”教學(xué)中，教師讓學(xué)生準備兩塊重量不同的石塊、羽毛以及紙片，讓學(xué)生設(shè)計整個實驗步驟，如從10米高度同時放下石塊等，記錄從放下到落地所用時間。同時教師可設(shè)置可能影響實驗的因素有哪些、如何排除其他因素的干擾等問題，讓學(xué)生采取有效的規(guī)避措施，如在放下物體的地方和物體落地處各安排一名學(xué)生進行計時等。在完成自由落體實驗后，教師需要引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)實驗現(xiàn)象，如紙片和羽毛落地比石塊落地需要的時間更長，空氣阻力將會對實驗造成極大影響，物體質(zhì)量越大，下落速度越快。對于物體質(zhì)量決定下落速度，教師可讓學(xué)生準備兩張完全相同的白紙，讓學(xué)生將一張白紙揉成紙團，然后在同一高度同時將紙團和白紙放下。學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)紙團落地時間比白紙落地時間早，可得出質(zhì)量不是影響物體下落速度的因素。教師需要留出時間讓學(xué)生圍繞物理實驗現(xiàn)象進行討論分析，并要求學(xué)生理清物理實驗的關(guān)鍵條件。教師可引導(dǎo)學(xué)生思考在沒有空氣阻力的條件下物體下落的情況，引出在真空中和空氣中羽毛的下落實驗，排除空氣阻力的干擾。教師可讓學(xué)生通過對比研究，認識到空氣阻力是造成物體下落現(xiàn)象變化的影響因素，幫助學(xué)生改正“越重的物體下落速度越快”的錯誤認知。在此基礎(chǔ)上，教師可從自由落體進行延伸，如將物體向上拋、讓物體進行自由落體同時在水平方向施加一定的力等，讓學(xué)生假設(shè)物體的運動軌跡，并引導(dǎo)學(xué)生用相同石塊進行三次實驗，讓學(xué)生結(jié)合自由落體分析延伸內(nèi)容，從而使學(xué)生通過實驗對自由落體相關(guān)知識有較為深刻的理解。

（二）創(chuàng)設(shè)生活化趣味物理實驗情境，指導(dǎo)學(xué)生進行物理實驗操作

在物理課堂教學(xué)中，教師應(yīng)研讀教材內(nèi)容，分析生活中的教學(xué)資源，創(chuàng)設(shè)對應(yīng)的物理實驗情境，并引導(dǎo)學(xué)生在情境中分析物理現(xiàn)象等，使學(xué)生深入理解物理知識。高中物理知識與現(xiàn)實生活有非常密切的聯(lián)系，高中生通常會結(jié)合直觀感受分析物理問題。基于此，教師在開展物理實驗教學(xué)時，需要聯(lián)系相應(yīng)的生活場景等，與物理知識相融合，讓學(xué)生積極開展實驗討論分析，從而使學(xué)生更好地探究物理知識。同時，教師在實驗教學(xué)時，需要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實驗中的物理問題，并讓學(xué)生用物理知識解釋物理實驗現(xiàn)象，加強鍛煉高中生的探究思考能力與分析總結(jié)能力。如在人教版“向心力”教學(xué)時，教師若只講解理論知識則過于抽象，學(xué)生無法抓住重點。對此，教師可引入生活中的水流星表演，播放相關(guān)的表演視頻，并要求學(xué)生觀察演員的動作變化，如演員會將裝滿水的兩個小桶拴在繩子的兩端，并通過雙手倒換旋轉(zhuǎn)水桶，即使處在上方的水桶口朝下也不會出現(xiàn)水流出的情況。教師可讓學(xué)生分組進行類似的實驗，如準備裝滿水的兩個小飲料瓶，將飲料瓶的瓶蓋取下，在一根牢固的繩子的兩端系上飲料瓶，讓學(xué)生進行旋轉(zhuǎn)，使學(xué)生直觀感受向心力實驗。在學(xué)生實驗操作過程中，可能會出現(xiàn)飲料瓶口朝下時有水流出的情況。教師可讓學(xué)生分析出現(xiàn)這種情況的原因，如雙手倒換不流暢、旋轉(zhuǎn)水瓶的速度較慢等，引導(dǎo)學(xué)生思考旋轉(zhuǎn)水瓶時的技巧，可鼓勵學(xué)生上臺表演。在此基礎(chǔ)上，教師可引出向心力知識的講解，引導(dǎo)學(xué)生分析水桶口朝下且水不流出的水桶速度臨界值，使學(xué)生對向心力有較為深刻的理解。又如人教版“動量定理”教學(xué)時，教師可引入胸口碎大石表演，播放相應(yīng)的表演視頻，并提問表演者為什么可以不受影響。教師可引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計類似的實驗，如準備若干雞蛋、瓦片和磚塊，將雞蛋固定在椅子的四個角，并在雞蛋上放置兩本書，再向書上放置兩層磚塊，并讓學(xué)生結(jié)合具體情況進行適當(dāng)調(diào)整。在此基礎(chǔ)上，教師可讓學(xué)生將瓦片放在磚塊上，用錘子敲擊瓦片，讓學(xué)生提前猜測可能發(fā)生的實驗現(xiàn)象。多數(shù)學(xué)生會認為瓦片不碎、雞蛋碎掉，或者是瓦片和雞蛋都會碎掉等。教師可通過物理實驗對學(xué)生的猜測進行驗證，實驗出現(xiàn)雞蛋沒碎但瓦片碎掉的情況，讓學(xué)生學(xué)習(xí)動量定理知識，并讓學(xué)生對實驗現(xiàn)象進行解釋分析。通過引入生活中的奇特表演，引導(dǎo)學(xué)生透過物理實驗現(xiàn)象探究其中的物理知識，能使學(xué)生主動進行思考分析，促進實驗探究教學(xué)質(zhì)量提高。

（三）優(yōu)化生活化趣味物理實驗的設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生分析物理規(guī)律

在物理課堂教學(xué)中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生通過物理實驗了解整個物理探究過程，并讓學(xué)生分析得出結(jié)論的限制條件，再指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)分析物理規(guī)律。但物理課堂時間有限，教師需要優(yōu)化相應(yīng)的生活化趣味物理實驗，讓學(xué)生明確物理實驗的目的等，指明大致的實驗探究方向，指導(dǎo)學(xué)生掌握實驗中的變量，從而使學(xué)生通過課堂實驗學(xué)習(xí)感受探究過程。在物理實驗探究過程中，教師還需要關(guān)注學(xué)生的實驗情況，當(dāng)學(xué)生遇到實驗難題時，應(yīng)適當(dāng)給予學(xué)生指導(dǎo)，讓學(xué)生學(xué)會應(yīng)用物理知識快速解決物理問題，指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)物理實驗的規(guī)律，促進物理課堂教學(xué)實效性提高。如人教版“牛頓第一定律”教學(xué)時，教師需要先引導(dǎo)學(xué)生分析牛頓第一定律的觀點，簡單講解動學(xué)與力學(xué)知識，如沒有施加外力的情況下，物體會保持原有的運動速度?；诖?，教師可設(shè)計伽利略斜面實驗，引入水平面阻力對運動物體的影響，共設(shè)置三組實驗，保持所有實驗的斜面高度、光滑程度等一致，一組實驗在水平木板上鋪上棉布，一組實驗保持水平木板光滑，另一組實驗則在水平木板上放毛巾。高中物理教師應(yīng)要求學(xué)生將小車放置在斜面頂端，讓小車由靜止開始滑下，引導(dǎo)學(xué)生觀察物理實驗現(xiàn)象。小車在過毛巾時很快停止運動，運動距離較短;小車在過棉布時運動速度減慢并在運動一段距離后停止，有一定的運動距離;小車在過光滑木板時運動速度較快，運動距離較長。教師可讓學(xué)生對實驗現(xiàn)象進行對比，得出小車受到的阻力越大，能通過的距離越短。教師可引導(dǎo)學(xué)生思考在沒有阻力作用的情況下小車的運動情況，很多學(xué)生會猜想小車會一直運動下去。教師需要引導(dǎo)學(xué)生分析實驗中的物理規(guī)律，讓學(xué)生明確水平面的粗糙程度是實驗變量，讓學(xué)生驗證自己的猜想。在此基礎(chǔ)上，教師可優(yōu)化斜面實驗，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計出雙斜面物理實驗，將右斜面設(shè)置成可調(diào)整的狀態(tài)，并要求實驗中必須將小球從斜面最高處靜止釋放。教師需要將小球放置在左斜面最高處由靜止釋放，小球在下滑過程中速度加快，而在上滑時出現(xiàn)減速情況。教師可減小右斜面的傾斜角度，并再次釋放小球。學(xué)生可觀察到右斜面的斜角減小時，小球減速越小，同時在延伸右斜的情況下，能觀察到小球到達和出發(fā)時相同的高度。教師可引入小球滑動高度和傾斜面的傾斜角無關(guān)，再想象將右斜面水平放置，并且沒有摩擦力的影響下，小球會一直運動。

三、 結(jié)語

綜上所述，高中教師在開展生活化趣味實驗教學(xué)時，應(yīng)分析現(xiàn)實生活中的物理知識，引導(dǎo)學(xué)生利用常見材料開展趣味實驗，并創(chuàng)設(shè)物理實驗情境，讓學(xué)生在實驗情境中直觀了解物理知識，從而使學(xué)生對物理公式、定律等有更深刻的理解。教師需要指導(dǎo)學(xué)生進行物理實驗操作，并引導(dǎo)學(xué)生運用物理知識分析實驗中的物理問題，鍛煉學(xué)生的思考分析能力，促進學(xué)生物理素養(yǎng)提高。

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作者簡介：

趙若芳，甘肅省平?jīng)鍪?，靜寧縣第二中學(xué)。