新課程理念下高中非常規(guī)物理實驗教學研究

摘

要：隨著現(xiàn)階段我國新一輪課程改革新要求的不斷深入，當代教育對高中物理實驗教學提出了全新的革新要求。物理課程從其學科本質(zhì)上分析其屬于一門以實驗作為基礎(chǔ)鋪墊的自然科學，在高中階段的物理教學活動中，不僅僅是對基礎(chǔ)性物理知識的傳播，同時還肩負著對學生觀察的敏銳能力、科學實踐能力，并能夠通過物理實驗不斷發(fā)現(xiàn)問題并解決問題能力的培養(yǎng)，高中物理課程是培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維意識與能力的重要途徑。本文主要以新人教版高中物理教材為研究背景，簡要闡述非常規(guī)物理實驗的內(nèi)涵與重要性，重點對新課程理念下高中非常規(guī)物理實驗教學的創(chuàng)新路徑進行探究。關(guān)鍵詞：新課程理念;高中物理教學;非常規(guī)物理實驗高中階段的物理實驗課程主要分為兩個部分，其一是指在針對某種物理概念所開展的專業(yè)實驗，其實驗方法與實驗過程在教材中體現(xiàn)，該種實驗課程通常被稱之為常規(guī)實驗課程。而第二種實驗則是利用一些生活中常見的物品代替專業(yè)的實驗器材，讓學生從生活發(fā)現(xiàn)的角度去感知物理知識的存在，也被稱之為非常規(guī)實驗課程。隨著當前新課程理念的不斷深入，對物理實驗教學意識越發(fā)重視，在物理教材中，針對教學知識內(nèi)容也設(shè)置了一些常規(guī)性的實驗，而這些實驗對學生物理知識的有效學習的助益亦不容忽視，但是教材中的常規(guī)性實驗過于單一且具有一定的局限性，專業(yè)的實驗器材與學生生活存在一定的脫節(jié)，通過非常規(guī)性實驗的開展能夠有效彌補這一問題。一、非常規(guī)物理實驗在高中物理教學中的重要性（一）能夠有效提升學生物理學習興趣高中階段的物理課程其知識難度較大，知識結(jié)構(gòu)比較嚴謹，對學生的邏輯思維與探究思維要求相對較高，初中階段的物理學習方法已經(jīng)無法滿足對高中物理知識的探索。與此同時，高中階段的物理課程對學生的記憶能力要求相對較高，學生需要消耗一定的時間去理解、記憶所學習的物理公式及物理概念。由于知識難度較高且學生缺乏行之有效的物理知識汲取方式，導(dǎo)致有些學生在高中階段對物理知識學習一直是興致寥寥。在此背景下，以基礎(chǔ)性物理知識教學為鋪墊，教師將一些非常規(guī)物理實驗融入物理教學活動中，不僅能夠有效增添物理教學活動的趣味性，同時能夠有效開發(fā)學生對物理實驗教學參與的主觀能動性，讓學生能夠更加主動參與到物理知識探索活動中，培養(yǎng)學生科學探索興趣，為學生未來開展對物理知識的深度探索做好鋪墊。（二）能夠有效提升學生物理認知水平高中階段的物理課程不僅包括一些基礎(chǔ)性的物理概念與現(xiàn)象，同時還包含一些物理規(guī)律以及理論，單純依靠學生對物理知識的記憶固化，無法實現(xiàn)學生對物理知識的深度學習。通過非物理實驗活動的開展，讓學生借助身邊的常見物品開展物理實驗，并從實驗現(xiàn)象中得出相應(yīng)的物理結(jié)論，引導(dǎo)學生通過親身體驗來提升對物理知識的感知。學生通過自主創(chuàng)造一些物理現(xiàn)象、物理實驗，來感受物理學科的內(nèi)涵，能夠有效提升學生的物理認知水平，重點培養(yǎng)其科學探索精神與創(chuàng)新精神，開發(fā)學生對物理知識探索的主觀能動性，提升其科學鉆研能力。二、新課程理念下高中非常規(guī)物理實驗教學的創(chuàng)新路徑（一）開展非常規(guī)物理實驗，加強對學生物理興趣培養(yǎng)傳統(tǒng)物理實驗教學以教師演示為主，學生通過對教師實驗過程的模仿來完成相應(yīng)的物理實驗，實驗形式過于單一，且內(nèi)容較為枯燥，學生長期處在被動環(huán)境下接受知識，學生的主動性較差，不利于對學生科學探索精神的培養(yǎng)。在此背景下，教師應(yīng)當積極落實以生為本的教學理念，充分彰顯學生在教學活動中的主體地位，結(jié)合學生的個性化發(fā)展特點，以教材知識內(nèi)容為依托，將非常規(guī)性物理實驗融入教學活動中，讓學生通過自主知識探索來實現(xiàn)對相關(guān)物理知識的汲取，不僅能夠有效開發(fā)學生對物理知識探索的主觀能動性，同時能夠有效豐富物理實驗教學活動形式，提升學生在物理實驗教學活動中的體驗性，在引導(dǎo)學生掌握物理知識的同時，實現(xiàn)對其科學探索精神的有效培養(yǎng)。以新人教版高中物理教材《牛頓第一定律》為例，在教學活動中，教師首先借助視頻課件向?qū)W生展示車輛安全帶的視頻課件，然后讓學生結(jié)合視頻說一說開車時為什么要系好安全帶，通過學生的討論引出今天的學習主題。然后教師為學生創(chuàng)設(shè)非常規(guī)實驗活動《不倒的棋子》（如圖1），在桌子上疊好五顆象棋棋子，并準備一個直尺，然后讓學生首先猜想一下能否在上面四顆棋子不倒的情況下，將最下邊的棋子拿出來。交流結(jié)束后教師進行提問，然后為每個實驗小組準備實驗器材，讓學生通過實驗來驗證自己的猜想，看看能否成功將最下面的棋子取出。實驗結(jié)束后，教師讓學生將自己的實驗過程進行展示，并說一說其成功或失敗的原因。教師結(jié)合學生的實驗結(jié)果，為學生演示這一實驗讓學生進行觀察，并幫助學生分析其失敗的原因。例如直尺打擊棋子的速度、打擊的角度等等。實驗結(jié)束后教師借助媒體課件為學生展示探究問題：“為什么被迅速打擊的那個棋子迅速飛出，而疊在上面的棋子則豎直下落到桌面上了，沒有隨著最下面那個棋子的飛出而移動？為什么緩慢移動最下面那個棋子，上面的棋子則會隨之移動？”讓學生結(jié)合剛才的實驗開展交流。教師再結(jié)合學生的討論結(jié)果引導(dǎo)學生對本節(jié)知識點進行進一步探索，通過這樣的實驗活動能夠引起學生探求物理知識的興趣，吸引學生能夠以最佳的狀態(tài)參與對后續(xù)物理知識的學習。（二）運用非常規(guī)物理實驗，加強對學生科學思維培養(yǎng)由于高中階段的學生社會認知能力較為有限，在思考與探究問題時其思維具有一定的局限性，教師通過非常規(guī)性物理實驗的開展，能夠有效幫助學生突破思維的局限性，實現(xiàn)對學生科學思維的有效培養(yǎng)。在非常規(guī)物理實驗活動中，其主要的實驗器材都是源自生活，甚至一部分實驗器材需要學生動手制作。因此，教師在日常物理教學活動中，應(yīng)結(jié)合物理知識內(nèi)容，借助學生對新鮮事物的獵奇心理，讓學生通過非常規(guī)性物理實驗開展物理現(xiàn)象、規(guī)律的探究，促進學生能夠手腦并用，逐步實現(xiàn)對物理知識的深度探索，不僅能夠有效訓(xùn)練其科學思維，同時能夠有效培養(yǎng)其創(chuàng)新意識與能力。以新人教版高中物理教材《超重與失重》為例，在教學活動中，教師首先借助媒體課件為學生播放太空失重的視頻課件，讓學生進行觀看，并說一說為什么在太空中會產(chǎn)生這一現(xiàn)象。交流結(jié)束后。教師為學生展示今天的探究主題：“如圖2所示，將兩個金屬螺母拴在一根橡皮筋的兩端，再把橡皮筋的中點用一短繩固定在紙杯的底部正中，讓螺母掛在空盒的口邊上。然后讓紙杯從約2米的高處自由下落，嘗試猜想一下會發(fā)生什么現(xiàn)象？”讓學生根據(jù)教師所設(shè)置的實驗情境交流自己的猜想，并說一說自己得出此猜想的物理依據(jù)。接下來教師讓學生根據(jù)探究主題用螺母、一次性紙杯、螺母開展實驗，并根據(jù)實驗結(jié)果驗證自己的猜想，并嘗試說一說導(dǎo)致這一現(xiàn)象發(fā)生的原因。交流結(jié)束教師圍繞學生的意見對其中所涵蓋的物理知識進行梳理。最后教師為了幫助學生固化本節(jié)知識，教師為學生布置課后實驗活動，讓學生準備一個體重秤，然后找一個電梯，用表格記錄電梯向上或向下移動的瞬間體重秤的變化，并根據(jù)其實驗結(jié)果嘗試闡述其中的物理原理。此種實驗教學活動形式，不僅能夠有效幫助學生突破思維的局限性，讓學生學會從不同的角度、不同的層次開展對物理知識的探索，實現(xiàn)對學生科學思維的有效培養(yǎng)。（三）運用非常規(guī)物理實驗，加強對學生探究意識培養(yǎng)在高中階段，無論是學生還是教師，不僅面臨著繁重的課業(yè)壓力，同時還面臨著高考壓力，為了讓學生在有限的時間內(nèi)能夠汲取更多知識，大部分教師在日常教學活動中，大多是以教師作為教學活動核心，采用機械式灌輸?shù)姆绞綄χR進行傳授，在該種教學模式下，由于學生在教學活動中缺乏有效互動，對物理知識缺乏深思意識，不利于對學生科學探究意識與能力的培養(yǎng)。教師在日常物理實驗教學活中，應(yīng)當充分彰顯學生的在物理實驗教學活動中的主體地位，讓學生通過自主開展非常規(guī)物理實驗實現(xiàn)對物理知識的探索，重點加強對學生探究意識與質(zhì)疑精神的培養(yǎng)。以新人教版高中物理教材《探究向心力大小》為例，在教學活動中，教師首先借助媒體課件為學生展示“水流星”表演視頻，讓學生說一說為什么在這個表演中水桶在旋轉(zhuǎn)過程中，桶中水沒有流出去。然后讓學生用帶有細繩的一次性水杯代替水桶，演示“水流星”實驗（如圖3）。實驗復(fù)原結(jié)束后，教師為學生拋出探究活動：“向心力的大小與哪些因素有關(guān)呢？”再引導(dǎo)學生選擇不同質(zhì)量的小鋼球和不同長度的細繩開展對上述問題的實驗探究，并通過不同的嘗試來判定影響向心力大小的因素。實驗結(jié)束后，教師讓學生對該實驗小組的實驗結(jié)論進行展示，并結(jié)合學生的意見對本實驗中所涵蓋的物理知識點進行梳理。讓學生進一步明確向心力的大小與小球質(zhì)量、轉(zhuǎn)動速度、細繩長度之間的關(guān)系。通過這樣的實驗教學活動形式，讓學生通過自主開展物理實驗來探索其中所蘊含的物理知識，不僅能夠有效開發(fā)學生對物理知識探索的主觀能動性，同時能夠有效實現(xiàn)學生對物理概念的深度理解，提升其科學探索意識與科學探究能力。四、結(jié)語總而言之，在高中階