新课改背景下高中物理实验教学优化策略探究论文

2024-11-02 14:22:17 来源: 作者:dingchenxi
摘要:实验教学是高中物理教学的重要构成部分。在新课改背景下,教师有必要采取新的教学方法落实高中物理教学工作,推进高中物理实验教学发展。
摘要:实验教学是高中物理教学的重要构成部分。在新课改背景下,教师有必要采取新的教学方法落实高中物理教学工作,推进高中物理实验教学发展。文章立足新课改背景分析了当下高中物理实验教学中存在的不足,同时指出了教师可通过创设生动情境、演示实验过程、组织合作讨论、组织操作活动、指导归纳分享、落实随堂练习六种方式优化高中物理实验教学,希望为进一步提高物理实验教学质量,促进学生物理实验能力发展提供参考。
关键词:高中物理;新课改;实验教学
教育部《关于做好普通高中新课程新教材实施工作的指导意见》指出,教师应当优化教学管理、综合素质评价工作方式,为推动高中课程改革做好准备。《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称《课程标准》)指出,教师应当采取多种教学方法开展形式多样的指导活动,指导学生在活动中丰富知识储备,发展核心素养。在此背景下,高中物理教师应当反思实验教学中存在的不足,思考优化实验教学的策略,为不断改进实验教学过程、优化实验教学细节、促进学生实验能力提升做好准备。
一、目前高中物理实验教学存在的不足
第一,实验教学重点偏移。目前的高中物理实验教学以传授实验知识为主,忽略了对学生实验思维的培养以及实验能力的锻炼,导致学生只了解实验知识,缺乏应用实验工具独立实验的能力。
第二,实验教学方法单一。部分高中物理教师倾向于应用注入教学法、灌输教学法等方法传授实验知识。此类教学方法无法让学生充分参与到物理实验教学过程中,容易使学生的学习陷入被动,难以在学习过程中主动发现、探究实验问题。
第三,实验教学的随堂练习内容不配套。在实验教学中,部分教师不是根据学生的实验学习成果巩固需要整理练习内容,而是仅为学生出示教科书后的练习题。这样虽然能巩固学生的课上所学成果,但不利于学生迁移思维、发散思维,难以使学生的实验能力得到进一步的提升。
二、新课改背景下优化高中物理实验教学的具体策略
(一)创设生动情境,引发物理实验兴趣
在课堂上创设生动的教学情境有助于增加高中物理实验教学的趣味性[1]。在新课改背景下,高中物理教师应当使用恰当的教学方法突出实验教学特点,激发学生的实验学习兴趣。情境教学法是一种趣味教学方法,主要被用作课堂导入教学。教师可在实验教学的初始阶段应用此教学方法,利用生动的情境巧妙导入实验教学内容,潜移默化地增强学生的实验探究动机,实现对学生实验学习兴趣的有效培养。
以鲁科版高中物理必修(第一册)“科学测量:做直线运动物体的瞬时速度”一课为例。教师可以使用多媒体教学工具为学生创设如下生动情境,引发学生的探究兴趣:让学生观看奥运会100米跑项目比赛视频,并在此过程中渗透实验教学内容——这些运动员的速度是多少?应该用平均速度评价运动员跑步的快慢,还是用瞬时速度评价运动员跑步的快慢?我们都知道平均速度怎样计算,那么瞬时速度怎样计算呢?该如何测算瞬时速度?这样一来,教师通过创设运动情境、提出物理问题的方式增强了实验教学的感染性,激发了学生的学习兴趣,并让学生在兴趣作用下探究相应问题,激发学生的实验探究意识。之后,教师切入实验教学主题:如何测量做直线运动物体的瞬时速度?由此主题驱动学生联想过去所学知识,主动探究实验教学内容。
在上述案例中,教师根据教学主题应用多媒体教学工具为学生创设情境,引发了学生对物理问题的探究兴趣。之后,教师再提出系列问题,由问题激活学生的实验探究意识,能够让学生从实验探究的角度思考相关问题,并主动参与实验学习。
(二)演示实验过程,激发物理操作意识
教师通过口述的方式为学生讲解实验操作步骤、实验注意事项、实验现象,难以使学生对实验教学内容形成直观认识[2]。要想在物理实验教学中有效激发学生的物理操作意识,教师可以应用视觉教学手段和听觉教学手段开展实验教学,以增强学生的学习体验,激发学生的操作意识。因此,教师可将演示教学法应用到高中物理实验教学过程中,利用充足的实验工具为学生演示实验设计、操作、观察、记录的全过程,让学生在观看的过程中形成操作意识。与此同时,教师还可在演示操作流程的过程中提出问题,进一步引发学生对实验内容的探究。
以鲁科版高中物理必修(第一册)“科学探究:力的合成”一课为例。教师可以使用方木板、白纸、弹簧秤、橡皮筋、细绳、三角板、图钉等实验器材,为学生演示物理实验:将两个弹簧秤分别挂在细绳上,互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋伸长至结点,达到某一位置,此时记录结点位置、细绳拉扯方向、两个弹簧秤的示数;只用一只弹簧秤通过细绳把橡皮筋的结点拉到同一位置,记录细绳方向、弹簧秤的示数。在演示过程中,教师可以提出问题,如:怎样选择研究对象?怎样保证两个分力的作用效果与一个合力的作用效果相同?怎样准确记录一个力?如此,教师通过演示增强了学生的视觉感受,通过提问增强了学生的听觉感受,让学生在观察、思考的过程中领会实验操作方法。
在上述案例中,教师应用实验器材为学生演示实验全过程,并在演示过程中提出具体问题引发学生思考,增强了学生的实验学习体验,激发了学生的操作意识。
(三)组织合作讨论,激活物理实验思维
在高中物理实验教学中,教师集中学生的意见与智慧可以收获更好的教学效果[3]。在新课改背景下,教师不能用“一言堂”的教学模式进行物理实验教学,否则会导致学生出现机械模仿的问题。教师可以将合作教学法应用到实验教学过程中。围绕实验教学内容,教师可组织学生以小组为单位合作讨论,提出实验假设、扫描二维码,获取更多本文相关信息说明实验思路、交换实验想法,让学生在思考、交流的过程中学会从不同角度看待实验问题,发散学生的物理实验思维。
以鲁科版高中物理必修(第二册)“科学验证:机械能守恒定律”一课为例。为在实验教学中激活学生的实验设计、探究思维,教师可布置实验任务:“如何设计能够验证机械能守恒定律的物理实验?”基于此任务,教师可组织学生以小组为单位进行讨论,得出以下结论:需要明确实验主题及实验原理;需要确定实验方案;需要准备完善的实验器材……在学生明确大致思路后,教师可细化任务,如“实验步骤该如何规划”,引发学生进一步讨论。学生在讨论过程中探究安装实验器材、接通和关闭电源的操作方法以及可能出现的实验现象等,由此激活学生的推理、抽象、检验等物理实验思维。
在上述案例中,教师围绕实验教学主题布置实验任务,由任务驱动学生在实验操作前进行客观分析、理性推理,让学生合作探究,实现了对学生物理实验思维的有效激活。
(四)组织操作活动,锻炼实验操作能力
培养学生的实验操作能力是新课改背景下高中物理实验教学的重要目标[4]。要培养学生的实验操作能力,教师需要为学生提供更多学习实验操作的机会,确保学生在操作过程中感悟实验方法。为此,教师可以在实验教学过程中组织操作教学活动。教师通过组织学生以小组为单位合作整理实验工具,合作完成实验设备的组装、实验条件的控制、实验现象的记录,能够让学生在操作、记录的过程中积累实验经验,提高实验操作能力。
以鲁科版高中物理必修(第三册)“科学测量:金属丝的电阻率”一课为例。为使学生在实验教学中掌握螺旋测微器、游标卡尺的读数方法,掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法,学会应用伏安法测量电阻的阻值、测量金属的电阻率,教师可在课上组织“测金属丝的电阻率”这一操作活动。在活动中,教师可组织学生以小组为单位,合作分析实验目的,收集实验资料,准备实验器材,如测定金属丝直径的器材、连接电路的器材、测量长度的器材等。之后,教师组织学生合作完成实验操作,确保学生在操作活动中能够锻炼实验测量、实验操作、实验观察、实验器材整理等能力,积累实验操作经验。
在上述案例中,教师根据课程教学目的组织实验操作活动,并在活动中组织学生合作完成实验准备、操作、整理工作,有利于确保学生在参与活动的过程中积累操作经验,锻炼实验操作能力。
(五)指导归纳分享,总结物理实验技巧
培养学生的系统性思维可使学生养成系统分析、系统记忆的学习习惯,促进学生对所学实验知识的内化吸收。在新课改背景下,教师应当发挥自身的指导作用,在课上指导学生在小组或班级范围内归纳实验知识与实验方法,让学生在归纳、分享的过程中回顾实验过程,总结实验方法以及实验注意事项,提高学生对实验教学内容的系统认知。
以鲁科版高中物理必修(第三册)“科学测量:用多用电表测量电学量”一课为例。在完成实验教学后,教师可以组织学生分享实验学习收获,并用表格归纳分享内容。例如,有学生分享了实验注意事项:实验时,要注意观察多用电表指针是否在左侧电流“0”刻度,若不在此刻度,要用螺丝刀对其进行调零操作。在学生结束分享后,教师可适当补充,进一步完善学生的实验学习成果,确保学生通过总结丰富自身实验技巧。
在上述案例中,教师在完成实验教学后组织开展学生总结、师生互动总结的教学活动,以驱动学生系统归纳实验注意事项、实验操作方法,确保学生在总结过程中丰富自身实验技巧。
(六)落实随堂练习,培养实验迁移能力
高中物理教师在实施实验教学之后落实随堂练习,可以巩固学生在实验学习阶段的所得,同时激活学生的知识迁移、技能迁移思维,使学生在解决随堂练习题的过程中形成应用实验知识解决物理问题的能力,提高学生的实验探究水平[5]。在实际教学中,教师应当围绕实验教学主题整理随堂练习题,按照由简到难的顺序依次呈现题目。教师可先组织学生回答简单问题,激活学生的答题思维,再组织学生综合已掌握知识和已有解题经验解决复杂问题,进一步提高学生学以致用的能力。
以鲁科版高中物理选择性必修(第一册)“科学测量:用单摆测量重力加速度”一课为例。为使学生学会使用单摆测重力加速度,学会减小实验误差的方法并将其运用到物理解题过程中,教师可在实验教学完成后依次出示如下练习题。
(1)“用单摆测重力加速度”实验中,依照教材实验直接测量的物理量应该是 、 、 ,其公式为 。(2)用单摆测量重力加速度根据的原理是什么?(3)某用单摆测定重力加速度的实验中获得的数据如下:摆长(l/m)分别为0.5、0.6、0.8、1.2,周期的二次方(T2/s2)分别为2.0、2.4、3.2、4.8。根据上述数据,做出T2-l图像。
三道习题分别考查学生对实验内容、实验原理的掌握情况以及学生根据实验数据绘制图像的能力。教师通过设计此类习题开阔学生实验学习的视野,能够使学生在实验学习中形成实验迁移能力。
在上述案例中,教师在实验教学之后按照由简到难的顺序设计了三道习题,驱动学生回顾实验知识并迁移应用相关实验技能,促进了学生能力的综合发展。
三、结束语
综上所述,目前高中物理实验教学仍然存在教学内容单一、教学过程僵化的问题,不利于学生理解与学习实验知识、实验技能。新课改背景下的高中物理实验教学应当以挖掘学生的实验潜能、提升学生的物理学科核心素养为教学目标。要想满足《课程标准》对高中物理实验教学的要求,教师需要深入反思当下实验教学不足的原因,同时根据具体原因尝试不同的实验教学优化方法,改进实验教学模式,提高实验教学效果。为此,高中物理教师应当积极将情境教学法、演示教学法、讨论教学法、活动教学法等应用于实验教学中,通过组织多样的实验教学活动,为学生提供更多实验分析、操作、总结的机会,确保学生在活动中有更多收获。
参考文献
[1]刘耀民.思维进阶视域下高中物理实验教学路径探索:以“用单摆测量重力加速度”为例[J].中学物理教学参考,2022,51(36):11-13.
[2]刘莉敏.提升高中物理实验教学实效的策略探析[J].高考,2022(36):114-116.
[3]陈国军.微课在高中物理教学中的应用研究[J].数理天地(高中版),2022(24):69-71.
[4]张顺平.核心素养视野下的高中物理实验教学策略探析[J].中学课程辅导,2022(35):108-110.
[5]王威.核心素养导向下高中物理探究性实验教学策略研究[J].中学物理,2023,41(21):29-32.
