新課程背景下高中物理實驗教學(xué)有效方法探索

朱玲

【摘要】新課程背景下，核心素養(yǎng)成為了課程教育的指導(dǎo)方向和核心理念，物理作為一門實驗性課程，更應(yīng)當從實際學(xué)情出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)與各項綜合能力。本文圍繞高中物理實驗教學(xué)實踐，對于實驗教學(xué)設(shè)計的新方向、新模式提出一點看法和思考。

【關(guān)鍵詞】高中物理;新課程背景;核心素養(yǎng);實驗教學(xué)

新課程背景下的物理實驗更加強調(diào)學(xué)生的自主性，側(cè)重于對其科學(xué)探究、物理思維、科學(xué)態(tài)度以及創(chuàng)新意識等多方面的均衡培養(yǎng)。作為教學(xué)的組織者與設(shè)計者，更應(yīng)當從學(xué)科基本屬性與實際學(xué)情出發(fā)，探索更有助于學(xué)生成長發(fā)展的教學(xué)模式和策略方法。

一、高中物理實驗設(shè)計原則

1、目的性

目的性是教育的本質(zhì)屬性，因此教師在設(shè)計物理實驗教學(xué)時既要遵循學(xué)生的認知規(guī)律，也要充分體現(xiàn)出一定的趣味性和創(chuàng)新性，是實驗的目的更加明確，提高學(xué)生的參與積極性，從而在實驗探究中獲取知識，形成技能。具體從教學(xué)實踐角度出發(fā)來看，任何一項實驗都需要依托于明確的目的，這是選擇實驗器材，確定實驗步驟，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的重要前提條件。來到實驗教學(xué)過程中，教師則需要結(jié)合新課程標準所強調(diào)的核心素養(yǎng)理念，培養(yǎng)學(xué)生良好的物理觀念，通過實驗來滲透和傳遞物理規(guī)律與概念知識，幫助學(xué)生深入理解和把握事物的本質(zhì)以及物質(zhì)間存在的相互關(guān)系。最終，實驗教學(xué)結(jié)束，要落實對學(xué)生科學(xué)探究、數(shù)據(jù)收集、總結(jié)歸納、得出結(jié)論等各項能力的提升。

2、科學(xué)性

實驗是物理作為一門自然科學(xué)的基本屬性，也是重要特征，而教師在設(shè)計和呈現(xiàn)物理實驗時一定要確保實驗原理的科學(xué)性與實驗現(xiàn)象的真實性，以落實對學(xué)生科學(xué)求知態(tài)度的培養(yǎng)，切忌投機和造假。另一方面，物理學(xué)科核心素養(yǎng)中也強調(diào)了科學(xué)態(tài)度與責任這項內(nèi)容，說的即是嚴謹認真、實事求是、規(guī)范操作的科學(xué)精神，在實驗過程中絕不隨意下定論，始終堅信科學(xué)實踐是檢驗真理的唯一標準。

3、參與性

新課標強調(diào)學(xué)生在教學(xué)活動中的主體性，因此只有使學(xué)生充分參與才能夠保證一切教學(xué)行為的有效性，在物理實驗教學(xué)中從設(shè)計實驗方案到把握實驗原理，再到確定實驗步驟，分析歸納數(shù)據(jù)等等，都應(yīng)該體現(xiàn)出對于學(xué)生參與性和可操作性的考量，根據(jù)學(xué)生的已有認知經(jīng)驗循序漸進地來實現(xiàn)實驗探究學(xué)習(xí)效果的理想化。

二、科學(xué)思維培養(yǎng)下的物理實驗

基于學(xué)生對物理概念和規(guī)律有一定認識的基礎(chǔ)上，教師要通過物理實驗來引導(dǎo)學(xué)生完整經(jīng)歷猜想假設(shè)、分析、演繹推理、探究論證等一系列過程，使學(xué)生對于問題能夠形成一個批判質(zhì)疑的態(tài)度，建立起一個成熟的科學(xué)思維。這里所指的科學(xué)思維是指邏輯、抽象、你想、發(fā)散、批判以及創(chuàng)新等高階思維，諸多方面所組成的科學(xué)思維是學(xué)生形成自主學(xué)習(xí)意識和實際能力的關(guān)鍵。課上，教師一般需要通過生活化的情境創(chuàng)設(shè)來為學(xué)生拋出一些問題，以問題來激發(fā)學(xué)生的質(zhì)疑和探究興趣，從而進入到實驗探究環(huán)節(jié)當中。在實驗設(shè)計中，教師可以讓學(xué)生通過自己或與同伴合作的方式來擬定方案，充分表現(xiàn)自己的思維觀點，進而具現(xiàn)化到實驗步驟當中，這是一個從理論到實際的過程，是一個不斷試錯和改正的過程。物理實驗本質(zhì)上對于程序性知識的驗證，所以需要依托于一定的方法來進行建構(gòu)，從而能夠使學(xué)生概括描述物理問題，沿著正確的思路一步一步走下去，直至解決問題。

根據(jù)學(xué)生的已有認知經(jīng)驗來結(jié)合實驗的優(yōu)缺點進行選擇是一種較為科學(xué)合理的教學(xué)設(shè)計思路。演示實驗，實驗現(xiàn)象較為明顯且容錯率高，不會占用課堂太多的時間;驗證實驗，實驗各步驟十分明確，且是在已知結(jié)論的情況下進行，目的是增強學(xué)生對于知識的理解以及實驗操作素養(yǎng)。這兩種實驗都過于強調(diào)實驗本身，而忽視了學(xué)生的主體性以及思維的發(fā)展性，那么教師則應(yīng)當更多地去考慮探究性實驗，本著遷移學(xué)生思維，幫助其內(nèi)化知識的目標出發(fā)，來實現(xiàn)實驗教學(xué)的高質(zhì)量生成。

例如，在“探究物體的加速度與作用力關(guān)系”實驗中，教師可以根據(jù)教材實驗圖來進行方案改進，利用雙小車的方式來引導(dǎo)學(xué)生進行新實驗，從而驗證牛頓第二定律。首先，取來兩個質(zhì)量相同的小車，將小車置于光滑的水平桌面上，要求同時釋放和停止，感受兩小車位移的比與加速度的比相等。左邊小車的拉力由小盤中的砝碼來決定，小盤依靠滑輪懸掛于桌子一側(cè)，通過該裝置在進行實驗時，教師要保證小盤、小車和砝碼三者的總質(zhì)量不變，在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生通過調(diào)整砝碼來改變力和加速度，從而得知二者之間的關(guān)系。根據(jù)所學(xué)知識與裝置水平方向上的實際情況得出，mg-T=ma，T=ma，則a=mg/m+M。該裝置的實驗方案體現(xiàn)出最明顯的優(yōu)勢就是不用保證兩個小車的質(zhì)量會遠大于拉力。在這個實驗中，教師可以為裝置增加氣墊導(dǎo)軌和力傳感器（也可以用彈簧測力計替代）。將打點計時器、紙帶、小車置于同一水平面上，桌子另一端放置兩個滑輪，一個滑輪支撐在桌子拐角處，用彈簧測力計勾住下垂處的滑輪，再用下垂滑輪懸掛鉤碼，依托于裝置的改進，在此基礎(chǔ)上還可以增加遮光條、物塊、光電門等器材，目的就是利用氣墊導(dǎo)軌來使摩擦力無需平衡，利用力傳感器或彈簧測力計很方便地直接測出拉力，減少了實驗原本會產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。通過改進實驗來提高學(xué)生的自主設(shè)計與邏輯推理能力。

綜上所述，高中物理實驗教學(xué)應(yīng)當始終秉承物理學(xué)科核心素養(yǎng)與素質(zhì)教育內(nèi)涵的理念，注重每次實踐后的反思，在交流、探討、實踐、反思中不斷調(diào)整、改進和優(yōu)化，設(shè)計出真正符合學(xué)生實際認知特點且對其成長發(fā)展有積極意義的實驗課堂。

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