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高中物理实验教学创新途径研究

2020-03-15安徽方升钱

高中数理化 2020年6期
关键词:钢球教师应高中物理

◇ 安徽 方升钱

实验能很好地揭示物体运动的规律,是高中物理中的重要内容,也是高考的必考内容.为提高实验教学效率,高效完成实验教学目标,教师应做好以往实验教学效果的总结,认识到传统实验教学中存在的不足,提高创新意识,积极寻求实验教学创新途径,使学生获得良好的实验体验,从而牢固掌握物理实验的相关知识,为物理学习成绩的提升奠定坚实的基础.

1 高中物理实验的重要作用

相对初中物理来说,高中物理知识更加丰富复杂,知识面范围更广,学习和理解难度增加,使得学生逐渐丧失学习兴趣.高中物理知识具有较强的抽象性和逻辑性,知识内容较为系统,学生在学习和理解时有着较大的难度.因此,在高中物理教学中,需要深入分析教材内容,让学生深入理解物理概念和规律.物理实验是高中物理学习中的重要内容,许多物理知识都需要通过物理实验来验证.因此,在高中物理教学中,教师应有效利用物理实验活动,加深学生对物理知识的学习和理解,提高学生的实验操作能力,使其掌握物理实验技巧,实现逻辑思维能力的提升,同时培养学生的自主探究能力和良好的实验习惯与态度,强化学生的核心素养,提升物理课堂教学质量.

在高中物理实验中,核心素养培养主要体现在两个方面.一方面,借助物理实验活动,加强对学生各项技能和能力的培养,通过实验活动帮助学生形象化地了解物理现象,掌握科学知识,提升学生各方面的能力.在实验活动中,教师需要不断创新教学方式,加强学生的综合能力培养,实现学生的核心素养的形成.另一方面,借助实验教学活动,能够推动现代教育改革的顺利开展.传统的物理实验教学中,教师偏重物理知识的学习,注重学生的考试成绩,对学生其他方面的能力培养不够重视.在核心素养视域下,教师应注重促进实验教学方式的创新,促进学生综合能力的提升,使其更好地适应未来社会的发展.

2 设计开放实验,激发探究热情

无论是验证性实验还是探究性实验,学生都能从教材中找到相关结论,容易“不劳而获”,导致一些学生对待实验不认真,只是机械地按照教师的安排做相关实验,甚至为和教材中的实验结论保持一致,故意修改实验数据,不仅降低了实验的趣味性,而且实验效果不佳.为改变这一现状,教师在授课中应注重设计开放性实验,围绕学生所学给出实验课题,要求学生积极讨论,相互合作,选择实验器材,设计实验步骤,归纳实验结果,给学生充分的实验自主权,增加实验趣味性,以期在加深其实验印象的同时,更好地激发其实验探究热情,提高其实验探究能力.

如在学习“圆周运动”相关知识前,教师可给学生设计如下实验题目:探究向心力和物体做圆周运动时的速度、质量、运动半径之间的关系,要求学生结合所学任意选择实验室中的实验器材.在教师的指引下,学生选择了系绳子的小钢珠、玻璃平面、力传感器、计时器、刻度尺、天平等.在实验过程中,学生将绳子和传感器相连接,再给小钢珠一个力,使其在水平玻璃平面上做圆周运动.通过改变小钢珠的质量、绳子的长度以及施加力的大小进行探究.实验中,学生使用刻度尺测算钢珠做圆周运动的周长,使用计时器测算出小球的运动时间.最终,通过控制变量法,学生得出向心力F 和钢珠速度v、质量m、半径r 的关系为F=mv2/r.通过开放性实验,不仅培养了学生的实验能力,还能使其更好地理解圆周运动知识.

在高中物理实验教学中,教师可以围绕学生所学,设置开放性实验,鼓励学生进行探究,使其感受物理知识的形成过程,在激发其实验兴趣的同时,深化其对物理知识的理解,促进其实验能力和实验思维的提升.

3 借助虚拟实验,提升实验体验

在高中物理实验教学中,为提高学生参与实验的积极性以及实验教学效率,教师应注重运用现代化技术积极改善实验环境,例如借助虚拟实验开展教学工作.基于虚拟实验平台的虚拟实验优点突出,不仅能避免损坏实验器材,而且能直观地显示相关的实验参数以及学生在实验中出现的错误,有助于学生及时纠正,提高实验成功率.因此,针对现实中无法完成的实验或具有一定危险性的实验,教师可引入虚拟实验平台,它能给学生带来耳目一新的感觉,从而高效、顺利地完成物理实验教学目标.

如在“研究平抛运动”的实验中,由于钢球在运动中会受空气阻力的影响,因此所做的并非真实意义上的平抛运动.为保证实验结果的准确性,教师可带领学生在虚拟实验平台上进行操作.实验中,学生先将虚拟实验平台中钢球运动时的空气阻力设置为零,而后给其以水平的初速度,使其做平抛运动.虚拟实验平台会采集钢球运动轨迹,实时显示钢球运动过程中竖直以及水平方向的速度变化情况.学生可清晰地看到钢球的运动轨迹为抛物线,钢球水平方向的速度保持不变,竖直方向的速度满足从而很好地揭示平抛运动的规律.

教师在授课中应认真研究物理实验内容,针对现实实验中存在干扰的问题,可考虑运用虚拟实验开展教学工作,加深学生对实验的印象,使其充分理解实验原理,进而得出正确结论,同时获得良好的实验体验.

4 鼓励生活探究,增添实验乐趣

生活中的很多现象都蕴含着丰富的物理知识.在实验教学中,教师应鼓励学生做一个有心之人,将实验教学延伸到生活之中,引导学生关注生活中的物理现象,使之运用所学积极开展相关实验探究活动,激发其对实验的兴趣,感受做物理实验的成就感,从而更加自信地投入到物理实验学习中.教师应认真分析物理教材中的实验内容,引导学生积极回想生活中的相关情境,寻找生活中的实验器材,开展相关的实验探究活动.另外,教师还要做好学生探究实验情况的反馈,注重与学生沟通交流,及时给予其启发,帮助其解决实验探究过程中遇到的问题,使其成功地完成实验探究活动.

如在“探究功和速度变化的关系”的实验中,教师可鼓励学生根据所学,积极联想生活中使用弹弓打弹珠的情境,寻找相关的实验器材,探究功和速度的变化关系.最终,学生通过积极思考、认真讨论,选择了如下实验器材进行探究:橡皮筋、弹珠、照相机等,其中,用力拉橡皮筋对弹珠做功,用照相机记录弹珠的运动轨迹,根据曝光频率计算弹珠通过某一点的瞬时速度.实验中,学生通过改变橡皮筋的条数使做的功变为W、2W、3W 等.学生充分借鉴了教材中对实验数据的处理方法,即使用图象法寻找做功W 和速度v之间的关系.通过绘制图象,学生得出功和速度的二次方成正比这一结论.

在实验教学中,教师通过引导学生联想生活情境,增加实验探究的乐趣,鼓励学生运用生活用品开展相关探究实验,可以使学生积极主动参与到实验过程中,进而使其更加深刻地理解与掌握实验结论,为其更好地掌握物理知识奠定坚实的基础.

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