基于實驗設計的高中物理教學策略探究

黃金榮

(福建省廈門市海滄中學,福建 廈門 361026)

高中物理是一門實驗性很強的重要學科.只有高度重視實驗教學,設計可靠的實驗方案,組織學生樂于參與實驗活動,才能夠開啟課堂教學新格局,徹底打破傳統的教學模式,有效促進學生綜合素質與綜合能力的全面發展.基于實驗設計的高中物理教學,既要突出學生的主體地位,也要融入科學思維,深挖學生的內在潛能,妥善解決教學形式化及授課表面化等問題,滿足學生的學習需求,讓越來越多的學生愛上物理實驗課.

1 高中物理教學中實驗設計的相關問題

1.1 學生地位并不突出

目前來看,很多教師依然按照自己的想法和教學經驗,設計教學方案,策劃實驗活動,很少會結合學生的認知特點,設計探究性較強的實驗項目.所以,學生的實驗能力無法得到有效的提升,極難擺脫學習困境,淪為學習機器[1].此外,還有很多教師雖安排了實驗活動,卻未鍛煉學生主動動手與合作探究的能力,學生還是被動地接收知識,無法走進物理的世界,其學習積極性明顯下降,會因此錯過最好的發展時機,甚至出現嚴重的偏科現象.

1.2 信息化教學太頻繁

通過對高中物理課堂教學的實際情況展開調查后發現,很多教師都會存在一種錯誤的認識,即頻繁開展信息化教學,可以充分展現信息技術的教學優勢和多重功能.殊不知,這不僅打亂了學生原本的學習節奏,導致學生一旦脫離課件的提示,便無法完成學習任務,無法進行實驗探究,還會直接降低課堂教學的趣味性和實驗教學的連續性,增加學生的實驗難度,教學效果不盡如人意,學生的學習狀態越來越差,始終徘徊在物理的門外,無法達成個性化發展、多元化發展等目標.

1.3 實驗教學不受重視

有些教師太過重視理論教學,總是把全部的教學精力都放在理論知識的講學之中,即使組織了實驗活動,也并不受學生的歡迎.因此,學生的綜合能力無法得到有效鍛煉,難以串聯碎片化知識,難以在生活實踐等環節堅持展開實驗探究,他們的學習水平停滯不前,學習質量不達標,被迫成為物理課堂的邊緣化角色.

2 高中物理教學中實驗設計的基本原則

2.1 科學性原則

實驗設計不能盲目,必須遵循“科學性”原則.設計符合學生認知發展規律的實驗,并隨時進行設計方案的調整,保證整個實驗過程富有生機和樂趣,既科學又合理,充分刺激學生的大腦,幫學生調節好自己的學習狀態,并開始進行物理知識的深入學習.

2.2 簡單性原則

實驗設計不能太過復雜,必須遵循“簡單性”原則.設計各種簡單的實驗項目,以此考查學生對理論知識的掌握情況和理解程度,促使學生自主實驗,或者通過合作實驗主動研究物理問題,內化物理知識,以最快的速度建立起更加完整的知識體系[2].

2.3 直觀性原則

實驗設計不能抽象,必須遵循“直觀性”原則.把物理教材中的抽象知識以直觀化、形象化、動態化的展現方式直接展現在學生眼前.加深學生對重點、難點、關鍵點的理解記憶,再通過發布新的實驗任務并提升實驗難度,進一步強化學生對重難點知識的理解與記憶.

2.4 安全性原則

實驗設計不能忽視安全問題,必須遵循“安全性”原則,排除一切的安全隱患,讓學生在足夠安全的實驗環境下,接觸專業的實驗設備,高質量完成實驗任務.學生經歷發現問題、分析問題、處理問題、解決問題的過程后,產生更加強烈的求知欲望,主動探索新知識,并進行新舊知識的融會貫通,使自己的學習質量更上一層樓.

2.5 趣味性原則

實驗設計不能死板,必須遵循“趣味性”原則.要帶給學生更多的樂趣,打消學生的畏學情緒.學生通過親身體驗物理知識的生成過程,親自動手驗證實驗方法的可行性,把已有的知識經驗轉化為個人能力,提升學習質量.

3 基于實驗設計的高中物理教學策略

基于實驗設計的高中物理教學,是一種獨具特色的教學方式,與傳統教學方式相比具有很高的教學優勢.例如:不再限制學生的思維,能夠放飛學生的想象力和創造力;不再制約學生的發展,能夠迅速拓寬學生的知識面;不再約束學生的行為,能夠讓學生成為課堂的真正主人,經歷猜想、分析、操作、探究、總結、反思的全過程,更為準確地認識到物理知識的實用性[3].那么,基于實驗設計的高中物理教學,究竟該如何操作呢?筆者認為,為更好地完成教學任務,教師應從以下三個方面著手.

3.1 做好引導工作,開展趣味實驗

高中時期,學生需要學習大量的抽象知識和復雜概念,在學習過程中會遇到不同的困難,導致他們的學習信心備受打擊.這時,物理教師應做好教學引導工作,從課堂“主導者”角色變成“引導者”角色,通過趣味教學模式,積極設計有趣的實驗活動,來提高學生的理解能力,減輕學生的學習壓力,激活學生的物理思維,打消學生的實驗顧慮,加深對抽象知識和復雜概念的理解記憶,不斷完善自己的知識體系.比如,在教學魯科版教材必修1第四章第3節《摩擦力》時,教師就可以提前考查班級學生的興趣愛好,了解每名學生的學習需求、接受能力、理解能力、認知特點等,然后設計趣味實驗,幫學生更好地認識摩擦力產生的必要條件,以及摩擦力大小的影響因素.實驗內容為:在礦泉水瓶蓋上抹滿潤滑油,讓一名力氣很大的男同學來擰瓶蓋,看礦泉水瓶是否也會被擰開.接著,把礦泉水瓶蓋上的潤滑油擦干凈,讓一名力氣很小的女同學來擰瓶蓋,看礦泉水瓶是否會被擰開.實驗結果為:男同學費了很大力氣,也沒有擰動瓶蓋,而女同學只用了很小的力氣,一下就擰開了礦泉水瓶.針對這一結果,讓學生自己總結原因,并結合類似的生活經驗,分析其中原理.學生的生活經驗是有限的,對于物理知識的學習還不夠深入,無法總結出全部原因并講清其中原理.此刻,教師便可以在大屏幕上播放PPT,自然而然地引入摩擦力的概念、性質、產生條件、影響因素等,提高學生實事求是的科學態度,鍛煉學生的觀察能力、思考能力、探究能力和總結能力.

3.2 進行實驗演示,促進學生發展

在課堂教學中,物理教師直接演示實驗,鼓勵學生觀察,并實施多樣化的教學方法,例如互動法、案例法、提問法,以此提升學生的思維靈活性.讓學生多觀察物理現象,主動展開實驗探究,從而認識到物理現象的本質.隨后學生嘗試自主實驗,合作實驗,他們的內在潛能被開發,學習效果理想化[4].比如,在教學魯科版教材必修1第五章第3節《力的平衡》時,教師可直接提出一個問題:“力的平衡條件有哪些?”喚醒學生的探究興趣,讓學生快速翻閱教材,查閱相關資料,總結力的平衡條件,做好實驗前的充足準備.之后,教師可直接在講臺上演示二力平衡的現象,演示完讓學生暢談自己的觀察心得,說出自己的疑問點,接收到新的知識后,獨立思考“從物體的受力情況中能夠判斷出物體的運動狀態?力和運動的關系該如何概括?勻速直線運動的必要條件是什么?”等問題.通過自由結組,尋找正確答案,快速鞏固本章的要點難點,動手驗證后對于力的平衡產生全新的認識.總結環節,教師可針對不同學生在實驗活動中的具體表現,展開針對性、合理化的教學評價,也要引導學生自評互評.

3.3 創新實驗過程,提高學生能力

在高中物理實驗教學的過程當中,有效創新實驗過程,能夠進一步提升實驗教學的實踐性、直觀性、科學性,同時強化學生的動手能力、聯想能力、創新能力.再啟發學生自己組織實驗活動,自行匯總重點難點,深入研究物理問題,學以致用所學知識.如此,新時期的高中物理教育才會受到全體學生的一致歡迎[5].比如,《勻變速直線運動實例——自由落體運動》是魯科版教材必修1第三章第3節的實驗教學內容,教師應擺脫教學限制,為學生提供大量的實驗器材,讓學生自行設計實驗過程,并按要求完成實驗任務;詳細記錄下實驗結果,得出正確的實驗結論;學會使用物理語言,合理解釋物理現象,并從實際生活中尋找自由落體運動的應用案例,找出物理與生活間存在的有效聯系,最后提交一份完整的實驗報告,以此實現綜合性學習能力的整體提高.

4 基于實驗設計的高中物理教學注意事項

高中物理教師在推進物理實驗的設計工作時,需要注意以下三點:首先,必須堅持“以生為本”的教學原則.充分考慮學生的學習需求,結合學生的認知特點、興趣愛好、實際學情,為學生提供良好的實驗環境,并不斷豐富實驗主題、實驗內容、實驗形式.以此強化學生的學科核心素養,放大學生身上的閃光點,呈現最佳的教學效果,讓各項教學計劃得到充分落實.其次,要不斷研究成功的教學案例,多多汲取其他教師的教學經驗,靈活轉換設計思路,設計難度各異的實驗項目,幫助學生進行物理知識的高效學習、深入學習、全面學習,掌握真正適合自己的學習方法.最后,教師還要及時放手.要把學生帶入物理實驗室,鼓勵學生獨自進行實驗操作,以實驗驗證物理知識的方式,不斷地超越自我,最終成為高素質的新型人才,更好地融入社會.

5 結束語

總而言之,高中物理教學中的實驗教學,要引起物理教師的高度重視.可運用上述策略,有效開展實驗活動,持續優化實驗設計,提升學生的物理素養、學習水平、思維靈活性,培養出大批高素質的新型人才,滿足整個社會的人才需求.另外,物理教師應繼續探索多元化的教學路徑,開闊學生的視野范圍,拓寬學生的知識面,放大學生的閃光點.遵循實驗設計的基本原則,設計各種有趣的實驗活動,滿足學生的學習需求,增強學生的學習信心,徹底改善物理教學低效化、授課形式化等現象.有效落實各項育人計劃,盡顯物理課程的魅力所在,促使更多學生主動走進物理的世界,自由徜徉在物理知識的海洋.