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如何培养高中生物理实验能力的策略浅析
摘要:物理实验能力不仅是物理学科核心素养的基础内容,还是物理知识的承载体,是学生学习物理知识的基础方法。基于此,本文探述了高中物理教学过程中,如何培养学生物理实验能力。期望本文能够为广大物理教学工作者带来一定的参考作用。
关键词:高中物理;实验能力;培养策略
在教学改革深入推进、素质教育全面开展的背景下,物理教师应加强训练学生的实验能力,立足于教学内容、教学目标,设计多元化的物理实验,引导学生以分组合作形式,共享探究物理实验,把握实验要素、观察实验变化现象、总结实验结果,得出结论,形成对物理知识深化理解,促使物理实验能力的提升,进而能够得心应手地应用物理定律解决生活中的问题,彰显物理学科的宝贵价值。
一、培养学生的学习兴趣
学生参与物理实验的兴趣不足,严重影响物理实验质量。从古至今,大多数物理学家,都是在好奇心的驱使下,对物理知识展开一遍又一遍的求索,最终得知了物理现象的真谛。因此,学生对物理实验的兴趣不足,也可解读为学生对物理现象、物理实验的过程与结果缺乏好奇心与求知欲。建议教师在教学时,采用生活化教学法,借助生活中特殊的物理现象,唤起学生对物理知识的求知欲,再引导学生带着对物理知识的好奇心,编制实验方案,完成实验操作,体验物理知识在脑海中建构而成的成就感。此外,借助物理学家的事例、真实的物理学史料来激励学生也是不错的选择。物理学科史上的每一项重大突破,都是以实验为基础,因此,将物理学史中的实验范例,与教材中的物理知识结合在一起进行教学,能够调动学生的学习积极性,也能够培养学生的科学态度,增强其对科学家的崇敬感,彰显物理学科德育功能。以对“电磁感应规律”的教学为例,在课堂导入环节中,教师可应用多媒体技术,为学生展现与法拉第有关的资料,将法拉第花费十年时间探索电磁感应规律、经历千百次实验失败,终于得到了理想的实验结果的故事简要介绍给学生,让学生正视物理学习中遇到的困难,潜心探究物理实验,不断突破困难,获得物理学习水平的提升。
二、传授正确的实验表述方法
实验表述能力是实验能力的基础之一。物理语言是严谨的、规范的,当前很多学生,在物理课堂中,不懂得如何规范地使用物理语言描述物理现象,不仅导致教师难以准确了解学生的学情,久而久之也限制了学生自身的成长发展。由此可见,在物理实验教学中,教师亟需为学生传授一些正确的实验表述方法,训练学生的实验表述技巧,引导学生发现物理知识的严谨美、规范美。例如,在教学“牛顿第二定律”的过程中,教师应在指导学生进行物理实验的同时,引导学生思索如何从a与F成反比、a与m成反比,得出F=ma,如何用科学的语言,描述物理结论,促进学生物理探究能力的平衡发展。
三、加强对学生操作能力的训练
操作能力是物理实验能力的基础。实验教学过程中,教师应加强对学生操作能力的训练,引导学生通过实验操作,更好地探究物理现象,透过物理现象,更好地总结物理规律,真正提升学生的物理实验能力。以对“物体变化与外力做功之间的关系”实验的教学为例,教师可先引导学生,利用如下方法探究实验:做功方面,以一根、两根、三根橡皮筋,改变外力做功,其他条件不变,此为控制变量法。亦可引导学生从转化法的角度,探究这一实验,结合小滑块在光滑曲面上上升的高度,探究动能的大小,将动能转化为动力势能来测量。此外,还可引导学生用验证牛顿第二定律的实验器材来操作,此时,外力做功为mgs,理想模型方法下,绳子拉力T≈mg。可利用打点计时器,求出两个点之间的速度,即v1、v2,从而求出动能的变化。上述几种不同的实验方法,体现的物理思想是不同的,教师可引导学生以小组为单位,分别测验上述几种实验方法,感受对不同物理实验的具体操作,发展物理实验能力。
四、培养学生良好实验习惯
高中物理实验教学过程中,教师应高度重视对学生良好实验习惯的培养,不遗余力、不失时机地为学生传授一些经典的物理实验探究方法,提升学生的物理实验学习效率,培养学生的科学探究素养。例如,实验推理法就是极为典型的物理实验研究方法,如帕斯卡实验推理;理想化实验方法属于科学抽象方法,如伽利略理想实验方法;分析综合法也是典型的物理实验研究方法,如牛顿就是在实验基础上,利用这一方法,得出了牛顿三定律。教师可在物理实验演示教学中,培养学生对上述物理实验方法的掌握。如对于“平抛运动”演示实验,教师应引导学生思索,如何证明物体在竖直方向上做的是自由落体?重点应观察哪些实验细节?久而久之,学生的物理学习水平与物理实验设计能力均能够得到长足的发展。
五、培养学生合作能力
高中物理教学中,很多实验都需要学生以小组合作形式完成。因此,培养学生的合作能力,也是培养学生物理实验能力的重要一环。教师应着力挖掘物理实验中考验学生合作能力的元素。如对一个实验装置的设计,往往需要多名学生的共同参与;对电学实验的实物连接,也需要多名学生进行合作,教师可引导学生进行组内分工:有的学生负责滑动变阻器,有的学生负责电源,有的学生负责用电器……各部分连接正确的情况下,学生就能够较为成功地制作出整个实物装置,之后就可以较为顺利地完成整个实验。对于一些发生速度较快的实验现象,教师可引导学生以小组分工,决定由谁观察实验现象、由谁记录实验现象,让小组中每一名学生都能够参与物理实验探究,在探究完毕后,也可坐在一起讨论物理实验,久而久之,学生的分工能力、合作能力与人际交往能力都会得到明显的发展。
结语
综上所述,当前高中物理课堂中,学生的物理实验能力发展得不容乐观。为强化学生的物理实验能力,教师应加强对实验教学的改革,不断汲取先进的教学方法,将各种别开生面、别出心裁的物理实验一一呈现于学生面前,从启迪学生的表述、观察、思维、创新等一系列能力素养出发,潜移默化、循循善诱地发展学生的物理实验能力,在实验实践中不断提升,强化学生对物理现象的理解、对实验细节的把握,促进学生核心素养的长远发展。
参考文献
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[2]宋增山.重视高中物理教学过程渗透培养物理实验能力[J].课程教育研究,2019(45):184.
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