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摘 要:实验是高中物理学科的重要内容,是探寻物理规律的重要方法.目前许多高中学校物 理实验教学落实新课标不到位,应优化实验教学路径和方法,深化学生理解,培育学生实验素养,提升学生的学科核心素养.
关键词:新课标,高中物理,实验教学,优化
高中物理实验教学中,教师应做好学科核心素 养内涵的解读,不满足于现状,提升实验教学优化意 识,认真总结以往教学经验,做好高效教学方法的归 纳.尤其注重新教学思路、新教学方法的学习与应 用,提升学生的实验学习体验,使学生把握物理实验 精髓的同时,真正将核心素养的培养落到实处.
1 借助教学视频深化实验理解
高中物理实验部分往往涉及很多知识点,主要 包括实验器材、实验原理、实验步骤、实验结果的分 析等[1] . 学生在学习过程中死记硬背是不行的,需 要真正的理解,把握实验本质,才能灵活应用.新课 标下应将牢固掌握高中物理实验基础知识,有针对 性地将提升学生的核心素养纳入教学重点,尤其借 助视频对教学活动进行优化.一方面,围绕实验难点 做好教学视频的设计、录制,尤其要根据实际情况, 录制、播放相关微课视频,激发学生学习兴趣的同 时,可帮助学生逐个击破物理实验的难点;另一方 面,为使学生能够更好地透过现象看本质,可结合实 际情况为学生展示实验相关的动画视频.实践表明, 以形象直观的视角展示实验内容,更容易吸引学生 注意力,使学生能够更好地理清实验各个环节之间的内在联系,对培养学生的科学探究素养具有重要 的促进作用.因此,在教学实践中注重运用多媒体技 术,制作生动有趣的动画教学视频,辅助物理实验教 学,给学生带来更好的学习体验.
例如,在进行“研究平抛物体的运动”实验教学 中,为使学生更好地理解实验原理,可在课堂上为学 生播放微课视频.在微课视频中通过对画面的针对 性处理,使其能够实时显示物体在竖直以及水平方 向运动位移和时间的关系图象,学生可以清晰地看 到平抛运动中分运动的轨迹,认识到两个分运动在 时间上具有统一性.在此基础上再进行实验内容的 讲解,学生更容易理解与接受,并能灵活处理与之相 关的问题.如图 1 小球做平抛运动部分轨迹,其中 AB 和 BC 的水平间距相等,均为 x , 且两者的竖直间距分别为 y1 和 y2 , 已知当地重力加速度为 g. 由平抛运动规律很容易得出:y2 - y1 = gT2 , 可得小球平
2 借助信息技术提升实验效率
大多数高中生对信息技术较为感兴趣.高中物理实验教学中注重信息技术的应用,能更好地激发学生科学探究的积极性,促进物理实验学习效率和 核心素养的双重提升.实践表明借助信息技术对物 理实验进行优化主要体现在两点:其一,借助信息技 术进行知识讲解.信息技术具有强大的图片视频展 示功能,教学实践中使用大屏幕为学生分门别类地 展示实验内容,如实验器材、实验操作、实验关键环 节的图片等,可给学生带来深刻印象.不仅如此,运 用大屏幕以思维导图为依托可系统展示物理实验各 项内容,帮助其建立系统的物理实验知识网络,为其 能够融会贯通所学奠定坚实基础.其二,借助信息技 术进行物理实验实践.信息技术配合各种传感器的 使用,能够有效提高物理实验效率,其中各种传感器 能够实时采集实验过程中的相关参数,并在信息技 术支撑下自动完成实验参数的运算,而且运算结果 精度较高.新课标下开展高中物理实验教学活动时, 应提高信息技术应用意识,围绕实验内容做好各种 信息技术课件.同时,注重 DIS 的运用,给物理实验 教学活动增添光彩的同时,为有效提升学生的科学 探究素养奠定坚实基础.
例如,在进行“研究小车加速度和外力关系”的实 验教学中,使用 DIS 对实验内容进行优化.按照图 2 所 示组装实验器材,其中力传感器是微型的可忽略质量. 实验中力传感器显示的拉力为 F , 保持小车以及位移 传感器发射器质量不变,改变重物质量进行多次实验. 实验时可认为最大静摩擦力和滑动摩擦力相等.
实验中位移传感器和计算机相连.计算机根据小车在不同时刻的位移变化情况能够自动地计算出 小车的加速度 a 的大小.实验中为平衡小车受到的 摩擦力,应确保小车运动的斜面有一定的倾角,设为 θ , 即,有 mgsin θ = μmgcosθ , μ = tanθ , 实验中调整斜 面倾角,满足 μ = tanθ 即可.结合力传感器传输的数
象应为一条直线,其中直线的斜率为小车质量的倒 数.在 DIS 支撑下,能迅速得出物体加速度和其所受 外力成正比的结论.
3 借助软件技术进行实验仿真
近年来教育方面的软件技术发展迅速,其中实 验仿真软件成为诸多教师实验教学的好帮手.实验 仿真软件能够模拟高中物理大多数实验,而且操作 方便,可给学生真正地进行实验操作带来指引,有效提 升学生的实验体验,使其在真正动手操作时少犯错误. 不仅如此,实验仿真软件能够更为显著地展示物理实 验中不容易观察到的实验现象,更好地引发学生思考. 新课标下高中物理实验教学中应注重借助软件技术做 好实验仿真,促使学生透过现象看本质的同时,有效提 升实验能力以及科学探究核心素养.
例如,在进行“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实 验教学中,为使学生积累相关实验经验,把握实验关 键,在学生进行正式实验之前要求其先使用软件对 实验过程进行模拟,然后根据实验效果提出不同的 实验方案,并进行仿真、探究,以找到最优的实验方 案.如此不仅能巩固其所学,又能很好地激发其思考 热情,提高其实验操作质量与效率,锻炼其科学探究 意识与能力.
4 借助实验比赛激发实验热情
新课标下为更好地提升高中物理实验教学水 平,圆满完成核心素养培养任务,应基于学生在物理 实验课的表现,采取针对性的优化举措,更好地激发 学生的实验热情.实践表明,结合学生的物理实验知 识储备,积极组织学生开展实验比赛活动,能更好地 激发学生的不服输精神,促使其更为积极地动脑动 手.基于上述教学经验,应结合实际情况有针对性地组织课堂实验比赛活动.其一,制定物理实验比赛内 容.根据高中物理实验内容特点,可将比赛内容分为 理论知识和实践两部分,前者主要用于检验学生对 理论知识的掌握程度,后者用于检验学生的实践能 力.实验比赛开展前应做好实验内容设计,并根据实 验内容的难易程度,明确比赛形式,是学生单独参与 还是以小组的形式参与.其二,做好实验比赛评价与 奖励.物理实验比赛过程中,学生都渴望得到教师的 肯定,因此应做好实验比赛的评价,包括学生回答问 题的正确率、实验操作熟练程度、处理实验数据的方 法等,针对表现突出的学生或小组,可发放一定的物 品作为奖励[3] .
例如,在完成“用半偏法测量电表内阻”实验教 学后,将班级学生每两人划分一个小组,组织学生以 小组为单位开展实验比赛活动,比一 比看哪个小组 回答实验问题的正确率较高.同时,在实验室为各小 组提供实验器材,要求其根据所学选取实验器材,完 成“用半偏法测量电表内阻”的实验,之后根据学生 的实验结果以及表现评选出优秀小组,发放笔记本 作为奖励.如此能更好地激发学生参与实验比赛的 热情,锻炼其实验操作能力以及科学探究素养.
5 借助新颖情境锻炼实验能力
众所周知,学生核心素养提升过程较为缓慢,需 融入到各教学内容及环节中,为促进学生科学探究 核心素养的锻炼与发展,应注重给学生提供表现的 机会.实践表明,围绕高中物理实验内容积极创设新 颖的实验情境,既能很好地检验学生所学,又能获得 良好的核心素养培养效果.创新物理实验情境时可 从以下方面实现:其一,围绕学生已学实验内容进行 创新.例如,更改实验器材、变换实验原理等.要求学 生运用所学进行分析,如此能很好地检验学生是否 真正掌握了实验的精髓.其二,基于对物理实验原理 的充分把握,创设完全新颖的实验情境,要求学生制 定实验方案、实验步骤,甚至亲自动手进行实验,以 检验学生运用所学解决问题的灵活性,有针对性地 锻炼学生科学探究核心素养.
例如,在学习冲量知识后给学生提供质量为 m的小车、圆弧轨道、刻度尺、挡板.假设小车和水平轨 道的阻力恒定大小为f, 要求其设计实验,探究小车 和挡板碰撞所受外力冲量的大小.
综上所述,优化高中物理实验教学的路径多种 多样.但是为更好地体现新课标精神,认真贯彻、落 实核心素养工作,应充分地做好优化准备,既要以新 课标要求为指引,又要做好以往教学经验的总结,尤 其养成多与同事沟通、交流的良好习惯,结合自身实 际情况针对性地借鉴同事的高效教学思路与方法, 保证实验教学质量得到有效提升,顺利完成核心素 养培养任务.
参考文献:
[1] 叶秋艳.新课标背景下高中物理实验教学优化策略[ J] . 数理化解题研究,2022(15) : 77 - 79 .
[2] 王伟刚.高中物理实验教学的优化策略[ J] . 高 中数理化,2021(08) : 50 .
[3] 陈芳.高中物理实验教学优化策略探究[ J] . 安徽教育科研,2021(08) : 21 - 22 .
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