- 收藏
- 加入书签
基于实验创新的课堂重构
——以“光的干涉”为例
摘要:物理学科建立在实验基础之上,众多物理知识点都需要基于实验推导,后续也要依赖实验完成验证,所以实验处于物理教学的关键核心位置。随着教育发展,新课标针对高中物理实验教学制定了更高标准,不但强调知识传授,更注重培养学生实践、探究等综合能力。在此背景下,教师必须善用实验教学这一有力工具,为课堂教学创新开辟新路径、注入新活力。基于此,本文将围绕高中物理教学,深入探讨基于实验创新的课堂重构,希望能够对相关人员有所帮助。
关键词:高中物理;实验创新;课堂重构;光的干涉
引言
高中物理集理论深度与实践需求于一身,对培育学生科学思维、探究能力有着促进作用。但过往的传统物理课堂,囿于既定教学模式,再加上教学资源有限,知识讲授往往晦涩,学生只能被动吸纳。实验教学更是问题重重,形式刻板,大多只是简单演示,很难激起学生的兴趣与热情。如今,教育理念持续革新,实验创新推动课堂重构,成了打破困局的关键突破口。“光的干涉”在光学部分较为重要,它概念抽象,实验实操难度不小。拿它当作典型案例来剖析课堂重构路径,能为高中物理教学改革提供极具价值的思路与启发。
一、基于实验创新课堂重构的优势
(一)激发学习兴趣
在传统物理课堂中,教学方式往往以枯燥的理论灌输为主,教师一味地向学生传授知识,学生只能被动地接受,而实验环节仅仅被当作一种点缀,没有得到应有的重视。这样的教学模式使得课堂氛围沉闷,学生的学习积极性不高。而创新实验的出现,为物理课堂带来了新的活力,新奇有趣的实验设计能够瞬间吸引学生的注意力。
(二)深化知识理解
物理知识有着很强的抽象性,仅凭教师口头讲授,学生常常是一知半解。进行课堂重构时,融入实验创新元素,把物理知识细化后融入实际操作中就能打破这一困境。像是在学习“光的干涉”时,可以安排学生亲手搭建托马斯·杨双缝干涉实验模型。操作过程中,他们去调整狭缝间距、改变光源距离,仔细观察条纹的动态改变【1】。如此一来,学生直接接触实验变量,真切体会光程差、波长与条纹之间的联系,让抽象知识有了具体模样,理解更深刻,知识掌握得更牢。
(三)培养科学素养
在新时代,科学探究与创新思维已然成为学生不可或缺的素养。重构物理课堂,给予了学生更多自主权,让他们能够主导实验设计,独立开展误差分析。就拿“光的干涉”实验来说,其精度问题向来棘手,此时鼓励学生自主思考应对之策:或是更换亮度更稳定、单色性更好的光源,或是对遮光部件加以改良。学生全程参与,从发现精度难题提出疑问,作出猜想假设,精心设计实验,直至最后得出结论,不知不觉间,科学精神与创新能力便得到了培育。
二、基于实验创新的课堂重构——以“光的干涉”为例
(一)创新实验设计
在高中物理教学中,传统的“光的干涉”实验存在很多的弊端。那些专业实验设备不仅价格高昂,构造还极为精密复杂,操作步骤更是繁琐,稍有差池就可能影响实验结果。这使得学生还未开始动手,就心生畏难情绪,实验课往往变成教师独自演示,学生只能在一旁干看着,难以真正投身其中,深度参与实验过程。而通过创新实验设计,则可以极大地拉近学生和物理知识之间的距离,过去晦涩难懂、抽象至极的光干涉原理,如今能以一种更为直观的形式呈现在学生眼前【2】。这将会激发学生内心自主探索的欲望。要实现创新实验设计,方法主要有两点。其一,选材走亲民路线。实验室中那些价格不菲的专业器材并非唯一选择,生活中有许多常见物品都能派上用场,像是废旧的激光笔、普通的玻片,还有纤细的发丝。拿发丝来说,用它充当简易狭缝再合适不过,成本几乎可以忽略不计,获取也不费吹灰之力,而且还能根据实验需求,轻松灵活地调整缝隙宽窄。其二,巧妙融入数字化技术。可以把光传感器与电脑连接起来,那些凭肉眼很难分辨清楚的微弱光强变化,就能转化成清晰明了的光强分布图像,实验中的干涉条纹动态可以实时监测,可视化程度大大提升,观察难度直线下降,学生便能更精准地捕捉到关键实验信息。
(二)优化教学流程
以往的物理教学流程,大多是教师单向讲授,学生安静听讲。碰上“光的干涉”这类充满抽象概念的内容,学生处于被动接收状态,学习效果不尽人意。他们就像是知识的容器,机械接纳,却难以真正内化知识,理解浮于表面。优化教学流程势在必行,它能彻底改变学生的学习处境,促使学生从被动迈向主动,让课堂氛围活跃起来,知识流转也更为高效,贴合学生的认知节奏,助力教学目标稳稳达成【3】。落实到实际教学中,情境导入是第一步。教师可以播放油膜、肥皂泡表面闪烁五彩光斑的视频,画面绚丽又奇妙,瞬间抓住学生目光,紧接着抛出疑问:为何会出现这般神奇的色彩?学生好奇心被勾起,“光的干涉”主题顺势引出。紧接着,自主探究时段开启,学生分组合作,亲手搭建实验装置,仔细观察实验现象并做好记录,过程中,教师要巡回走动,适时引导,激发学生自主思考的能力。而后,各小组选派代表分享成果,不同的见解、思路相互碰撞,拓宽大家的思维视野。最后,拓展延伸环节可以把目光投向光干涉在前沿科技的应用,像是光学精密测量、光刻技术等,鼓励学生课后深入探究,进一步拓宽知识版图。
(三)注重课外拓展
在高中物理学习中,“光的干涉”这一知识点极具深度与难度,仅仅依靠有限的课堂时间,学生往往只能触及皮毛,难以洞悉其完整的知识体系,更别说领会广泛的应用价值了。课堂教学时间紧凑,能展开讲解与实操的内容有限,学生即便记住了原理,也很难将知识融会贯通。课外拓展在此就凸显出关键作用,它突破了课堂的时空束缚,让学习不再局限于那几十分钟。当学生走出教室,学习热情得以延续,他们会不自觉地把课堂所学融入日常生活,自主探寻知识间的关联,自主学习与知识迁移能力在这个过程中逐渐养成,知识储备也日益丰富起来,对光干涉原理的理解愈发深刻,还能培育起终身学习的意识。为推动课外拓展,教师可以布置项目式作业,安排学生去调研光干涉在光学仪器、科研项目里的实际应用,再把成果制作成科普手抄报或PPT,下节课用于分享交流,促使学生主动深挖知识【4】。当然,教师也可以组织课外兴趣小组,带领学生前往科技馆的光学展区,那里陈列着各式各样的光干涉展品。学生们能够近距离观察这些平日里在课堂上难得一见的实物,亲手操作体验,直观感受光干涉现象的奇妙。并且现场还配备了专业的讲解员,学生一旦遇到困惑,就能即刻得到精准解答。此外,教师还可以给学生推荐一些优质科普资源,像是专业的科普视频、网站等,让学生可依据自身兴趣与学习进度,利用课余时间自主浏览学习,持续拓宽知识面,稳步积累知识,不断提升自我。
三、结语
综上所述,当下教育变革浪潮中,对于物理实验教学的要求变得更高。为促使实验教学更好的适应学生多元发展需求,教师应秉持创新精神,深挖实验潜力,持续优化重构课堂,让物理学习成为学生探索未知、启迪智慧的精彩旅程,为培养高素质创新型人才铺就坚实道路,推动高中物理教学迈向更高质量发展阶段。
参考文献
[1]许肃宏.基于创新能力培养的高中物理实验教学模式探索[J].天津教育,2024,(36):97-99.
[2]李明.新高考背景下高中物理实验教学改进与创新策略[J].高考,2024,(26):6-8.
[3]杨彩彩.新课标下高中物理实验教学优化创新路径探索[J].考试周刊,2023,(48):118-121.
[4]冯礼民.高中物理实验教学中培养学生创新思维的策略探讨[J].天天爱科学(教育前沿),2023,(10):48-50.
京公网安备 11011302003690号