提高高中物理教師創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)素養(yǎng)的策略

摘 要：在高中課程體系中，物理作為一門抽象性極強(qiáng)的科目，離不開實(shí)驗(yàn)的助力與支持.實(shí)驗(yàn)既具有驗(yàn)證物理理論知識(shí)的效果，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力與邏輯思維能力，教師應(yīng)做好策略引領(lǐng)工作，不斷提升自身創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的素養(yǎng)，助推學(xué)生更好地學(xué)習(xí)物理知識(shí).

關(guān)鍵詞：高中物理；課堂教學(xué)；創(chuàng)新；實(shí)驗(yàn)教學(xué)素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-0333（2023）24-0080-03

收稿日期：2023-05-25

作者簡(jiǎn)介：王晶（1983.12-），男，江蘇省如皋人，中學(xué)一級(jí)教師，從事高中物理教學(xué)研究.

基金項(xiàng)目：本文系南通市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“提高高中物理教師創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)素養(yǎng)的實(shí)踐研究”（課題立項(xiàng)號(hào)：FZ2020009）

自從新一輪課程改革推行以來，在高中物理教學(xué)中，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出更高的要求，而且在新課改背景下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)所占比例越來越大.教師要給予高度重視與格外關(guān)注，對(duì)原有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)合理的創(chuàng)新，提高自己的實(shí)驗(yàn)教學(xué)素養(yǎng)，帶給學(xué)生更為新穎的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，同步培養(yǎng)他們動(dòng)腦思考、動(dòng)手操作與動(dòng)口交流等多項(xiàng)能力.

1 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，提升學(xué)生參與程度

1.1 鼓勵(lì)學(xué)生自主操作，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量

在新時(shí)期教育背景下，教學(xué)主體已經(jīng)由教師轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生，在高中物理教學(xué)中，無論是在理論知識(shí)講授環(huán)節(jié)，還是實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)均是如此.教師首先需及時(shí)轉(zhuǎn)變教育觀念，明確學(xué)生的主體地位，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，提升他們的參與程度.在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，教師應(yīng)為學(xué)生提供更多親自動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，自己則從旁做到指導(dǎo)者與輔助者的工作，鼓勵(lì)他們通過自主操作探究物理世界的神奇，使其積累更多物理學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量^［1］.

例如，在進(jìn)行“彈力”教學(xué)時(shí)，教師先要求學(xué)生拿出事先準(zhǔn)備好的鋼絲、銅導(dǎo)線、橡皮筋、彈簧、竹片等材料，通過觀察、觸摸、把玩等活動(dòng)感知這些材料的特點(diǎn)，使其結(jié)合親身體驗(yàn)交流各自的感受，讓他們初步認(rèn)識(shí)塑性、彈性、彈力等概念.接著，教師指導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，在同一彈簧或者橡皮筋下面掛不同數(shù)量的鉤碼，認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，交流自己的想法，使其探究橡皮筋或者彈簧的形變程度與彈力大小之間的關(guān)系，引導(dǎo)他們得到三種不同的結(jié)論：彈簧的伸長(zhǎng)與拉力成正比；可用于工程技術(shù)上；能夠根據(jù)同樣的道理設(shè)計(jì)制作一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)力計(jì).之后，教師帶領(lǐng)學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)：用彎曲的鐵片把小球彈出，彎曲的橡皮泥無法把小球彈出，彎曲的鐵片不與小球接觸，無法把小球彈出，使其通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析與討論彈力產(chǎn)生的條件，知道彈力的作用過程.隨后教師引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)自主操作實(shí)驗(yàn)，使其研究與歸納彈力的方向，幫助他們不斷積累實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，逐步提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體質(zhì)量.

1.2 引入小組合作模式，升華實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

高中物理知識(shí)同初中相比，不僅廣度有所提升，難度與深度自然也在增加，有時(shí)學(xué)生僅靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)很難順利完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，還極易陷入到困境之中，影響他們的正常學(xué)習(xí)，這時(shí)就要引入小組合作模式，使其在互幫互助中完成實(shí)驗(yàn)探究.具體來說，高中物理教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可根據(jù)實(shí)際情況安排小組合作實(shí)驗(yàn)任務(wù)，一起制定實(shí)驗(yàn)方案，使其順利完成實(shí)驗(yàn)操作，突破疑難障礙，升華實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果^［2］.

比如，在開展“摩擦力”教學(xué)時(shí)，教師先要求學(xué)生回顧與描述初中時(shí)期所學(xué)的摩擦力概念，指導(dǎo)他們動(dòng)手做一個(gè)小實(shí)驗(yàn)：用逐漸增大的水平力推動(dòng)地面上的桌子，直至推動(dòng)一段距離，使其體會(huì)且分析桌子受到推力及摩擦力的作用，對(duì)靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生感性認(rèn)識(shí).接著，教師組織學(xué)生在小組內(nèi)研究靜摩擦力，操作如下實(shí)驗(yàn)：在水平桌面上放置一個(gè)小木塊，用彈簧測(cè)力計(jì)沿著水平方向用較小的力拉木塊但保持木塊不動(dòng)，并不斷緩慢地增大拉力，注意觀察彈簧秤的示數(shù)變化，使其發(fā)現(xiàn)隨著拉力的逐漸增大，彈簧秤的示數(shù)也在不斷變大，然后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)：在彈簧測(cè)力計(jì)指針下輕塞一個(gè)小紙團(tuán)，會(huì)隨指針移動(dòng)，作為指針到達(dá)最大位置的標(biāo)志.以剛才的實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)繼續(xù)用力，當(dāng)拉力達(dá)到一定的值時(shí)木塊開始移動(dòng)，這時(shí)拉力會(huì)突然變小，要求他們記下最大值，討論后發(fā)現(xiàn)靜摩擦有限度.隨后教師繼續(xù)組織學(xué)生在小組內(nèi)研究滑動(dòng)摩擦力，使其結(jié)合控制變量法探討影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素，鍛煉他們的合作實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?

2 借助信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)形式

2.1 利用信息技術(shù)手段，模擬物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

在高中物理教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)適宜的教學(xué)環(huán)境具有一定的促進(jìn)作用，特別是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容打造良好的課堂環(huán)境，引入相應(yīng)的物理實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生知道這一物理現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，激起他們的學(xué)習(xí)興趣，使其表現(xiàn)得更為積極.為順應(yīng)新時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)，

教師可借助信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)形式，利用信息技術(shù)手段模擬一些難以演示或者較為微觀的物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，直觀、清晰地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，促使他們透徹理解知識(shí)^［3］.

以“萬有引力定律”教學(xué)為例，由于本節(jié)課涉及到的知識(shí)比較抽象，純粹憑借教材內(nèi)容對(duì)萬有引力進(jìn)行解讀，學(xué)生理解起來難度較大，而借助常規(guī)實(shí)驗(yàn)演示的方式，也難以讓他們把萬有引力知識(shí)同實(shí)驗(yàn)聯(lián)系起來，很難想象出萬有引力定律的畫面與情境.在這一情況下，教師應(yīng)事先根據(jù)課本知識(shí)通過網(wǎng)絡(luò)渠道搜集一些有關(guān)太陽(yáng)與行星在太空中運(yùn)動(dòng)的視頻，以此當(dāng)作萬有引力的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，利用信息技術(shù)手段模擬出來，在播放過程中繼續(xù)運(yùn)用信息技術(shù)標(biāo)注出太陽(yáng)和行星之間的相互作用力，為學(xué)生帶來直觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，使其清晰看到太陽(yáng)和行星相互吸引的運(yùn)動(dòng)軌跡，讓他們切實(shí)意識(shí)到萬有引力的存在，且形成深刻印象與牢固記憶.這樣在這一過程中，其實(shí)就是借助現(xiàn)代化信息技術(shù)把抽象的萬有引力現(xiàn)象演示、模擬出來，還原實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，讓學(xué)生明顯看到與課本內(nèi)容相契合的現(xiàn)象，使其把物理知識(shí)同實(shí)際實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象關(guān)聯(lián)起來，促使物理知識(shí)的學(xué)習(xí)不再抽象，驅(qū)使他們更好地理解萬有引力原理.

2.2 運(yùn)用信息技術(shù)仿真，優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)環(huán)境

高中物理是一門實(shí)踐性和實(shí)驗(yàn)性均比較強(qiáng)的科目，實(shí)驗(yàn)更是貫穿于整個(gè)物理教學(xué).不過實(shí)驗(yàn)也有著一定的規(guī)律性，為幫助學(xué)生探尋出準(zhǔn)確結(jié)果，他們往往需要反復(fù)操作同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，使其最終獲得預(yù)期學(xué)習(xí)效果.隨著新課改的推進(jìn)，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式也在不斷創(chuàng)新，信息技術(shù)已經(jīng)得到廣泛運(yùn)用，教師可以運(yùn)用信息技術(shù)的仿真手段優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)環(huán)境，突破時(shí)間與空間的限制，帶給學(xué)生良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，幫助他們輕松理解與掌握實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)涵的知識(shí).

在“電源和電流”教學(xué)中，本節(jié)課運(yùn)用學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的等勢(shì)體上電荷分布和轉(zhuǎn)移情況，引領(lǐng)他們分析恒定電場(chǎng)形成的過程，并引出電源和恒定電流的定義及物理意義.通常情況下，教師會(huì)直接拿出電流表，講授電流表的使用方法、注意事項(xiàng)等內(nèi)容，指導(dǎo)學(xué)生利用電流表實(shí)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，不過在操作過程中會(huì)不少問題，如：一些同學(xué)擔(dān)心把電流表?yè)p壞，不敢操作；有的同學(xué)則認(rèn)為無法直接看到電源產(chǎn)生電流的過程，以及不同電流大小在導(dǎo)線中的傳送情況，這樣他們的實(shí)驗(yàn)操作能力很難得到鍛煉與提升，更是無法深刻理解相關(guān)理論知識(shí).這時(shí)教師可利用信息技術(shù)手段打造仿真的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，指導(dǎo)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)軟件操作實(shí)驗(yàn)，使其自主完成實(shí)驗(yàn)操作，以免出現(xiàn)損壞實(shí)驗(yàn)儀器的情況.

3 創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)操作，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)素養(yǎng)

3.1 適當(dāng)改進(jìn)原有實(shí)驗(yàn)，助推學(xué)生高效學(xué)習(xí)

教材中安排了不少實(shí)驗(yàn)，但是有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不是特別明顯，或者效果一般，對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新或者改進(jìn)是相當(dāng)有必要的，這也是提高高中物理教師創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)素養(yǎng)的有效途徑之一.具體來說，高中物理教師在平常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以根據(jù)實(shí)際情況與教學(xué)需求適當(dāng)改進(jìn)原有實(shí)驗(yàn)的裝置、操作方式及流程等，帶給學(xué)生更為直觀與明顯的現(xiàn)象，使其更好地理解物理原理與規(guī)律，助推他們高效學(xué)習(xí)^［4］.

比如，在實(shí)施“超重和失重”教學(xué)時(shí)，教材中安排的內(nèi)容是人在加速上升的電梯中對(duì)地面的壓力這一實(shí)際問題，雖然能很好地體現(xiàn)出生活化教學(xué)理念，但是課本中提供的實(shí)驗(yàn)是在電梯地板上放一個(gè)臺(tái)秤，讓人站在臺(tái)秤上面，當(dāng)電梯加速向上或者向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以根據(jù)臺(tái)秤的示數(shù)看到超重與失重現(xiàn)象，這顯然不切實(shí)際，無法在課堂上演示出來.此時(shí)，需要教師設(shè)計(jì)能在課堂上完成的實(shí)驗(yàn).

3.2 引入數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)，帶領(lǐng)學(xué)生精準(zhǔn)探究

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是信息技術(shù)與科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和更新下的產(chǎn)物，一般由數(shù)據(jù)采集器、傳感器以及計(jì)算機(jī)輔助軟件等構(gòu)成，具有測(cè)量、采集與處理數(shù)據(jù)的功能.在高中物理教學(xué)中，要想提高高中物理教師創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)素養(yǎng)，引入數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是相當(dāng)有必要的，而且還是高中物理實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、提升實(shí)驗(yàn)檔次、加速同國(guó)際接軌的一個(gè)重要途徑.對(duì)此，高中物理教師應(yīng)巧妙引用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生提供更為精確的數(shù)據(jù)，帶領(lǐng)他們精準(zhǔn)探究物理原理與規(guī)律^［5］.

總之，在高中物理教學(xué)活動(dòng)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性不言而喻，是對(duì)理論知識(shí)很好的補(bǔ)充、驗(yàn)證與還原，關(guān)系到整體教學(xué)質(zhì)量的高低，教師應(yīng)給予格外關(guān)注與認(rèn)真對(duì)待.結(jié)合物理學(xué)科的特點(diǎn)制定多元化的教學(xué)策略，真正提高創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)素養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)助力下對(duì)物理原理進(jìn)行研究與探索，使其手、腦、口均得到鍛煉，提升他們的物理綜合素質(zhì).

參考文獻(xiàn)：

［1］ 牛福玲.新課程標(biāo)準(zhǔn)下高中物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新研究：以力學(xué)實(shí)驗(yàn)為核心［J］.高中數(shù)理化，2021（22）：49-50.

［2］ 潘如卉.基于學(xué)生有效學(xué)習(xí)的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略探究［J］.新課程導(dǎo)學(xué)，2022（04）：70-71.

［3］ 朱小宏.創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn) 推動(dòng)學(xué)生發(fā)展：高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效策略［J］.高考，2022（13）：135-137.

［4］ 袁富國(guó).培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)的高中物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)研究與實(shí)踐［J］.試題與研究，2022（19）：45-46.

［5］ 邢慶偉.高中物理教學(xué)中創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐探究［J］.中國(guó)多媒體與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)學(xué)報(bào)（下旬刊），2021（09）：181-182.

［責(zé)任編輯：李 璟］