用户名
密码

潘华君高中物理名师工作室
成员名单

  • 潘华君

    宜兴一中

    加入时间:2022-05-25

  • 陈益

    官林中学

    加入时间:2022-05-25

  • 邓泓

    宜兴中学

    加入时间:2022-05-25

  • 姜胜

    宜兴一中

    加入时间:2022-05-25

  • 吕铭

    和桥中学

    加入时间:2022-05-25

  • 钱俊琦

    丁蜀高级中学

    加入时间:2022-05-25

  • 谈科佼

    宜兴一中

    加入时间:2022-05-25

  • 吴红琴

    宜兴一中

    加入时间:2022-05-25

  • 徐敏峰

    和桥中学

    加入时间:2022-05-25

  • 徐颖超

    宜兴一中

    加入时间:2022-05-25

  • 杨春芳

    宜兴一中

    加入时间:2022-05-25

  • 张燕

    阳羡中学

    加入时间:2022-05-25

  • 周国峰

    丁蜀高级中学

    加入时间:2022-05-25

  • 朱锋

    张渚中学

    加入时间:2022-05-25

科研动态

基于核心素养的高中物理实验教学探讨

作者:张燕  日期: 2023-02-13  点击:
作为基础的自然科学,物理学科是基于观察实验的基础之上的,而实验也正是物理学科的魅力之所在,其重要性不言而喻。尤其是伴随着新课程改革,提升学生物理核心素养已经成为高中物理实验教学的重要目标。但就目前而言,在传统高中物理实验教学过程中,教师常常将实验现象、实验结果作为重点,忽视了实验方法和实验过程,以至于无法培养学生的核心素养,致使高中物理实验教学形同虚设,因此,教师亟需打破现状,全面提升学生的核心素养。
一、注重演示实验,激发学习兴趣
物理演示实验是当前物理实验教学中采用最多的实验方式,教师可以在课堂上向学生展示一些新奇有趣的物理实验,既能激发学生的学习兴趣也可以很好的帮助学生理解物理知识,培养学生的物理学科素养。
例如:在讲《互感和自感》这一节,我们可以借用两个演示实验,让学生产生认知冲突,激发学习兴趣。
用电磁炉电亮灯泡的趣味实验引入互感这一概念,线圈和灯泡组成一个串联电路,将线圈放置电磁炉上方,小灯泡被点亮。用“千人震”演示断电自感,一节干电池为何能使这么多同学受到电击?学生对这些现象引发思维疑问和惊奇,从而引起学生的学习兴趣。
二、创新实验,突破教学难点
物理教师要重视利用创新实验的有效指导,激活学生的物理学习兴趣,活跃学生物理思维、引领学生学会观察和提升学生增强素养,从而突破教学难点,使教学质量明显提升。
理想气体状态方程是教学的重点也是难点,传统教学是用一道例题进行理论推导,学生通过推理得出理想气体状态方程后,心中不免还有疑问,实验是否符合实际?本节教材没有安排实验,原因可能是实验器材难寻,测量量较多。教师创新使用教材,让实验走进课堂,实验器材有:注射器、温度传感器、压强传感器,利用注射器可以封闭一定质量的空气,体积可以从刻度上直接读出来,温度可以通过传感器测出,压强传感器可以测出封闭气体与外界大气的压强差。教师可让几名学生合作完成实验、得到数据,利用Excel处理、分析数据、获得结论,从而培养学生的科学态度与责任。
楞次定律的演示实验,是利用电表的左右偏转来判断电流方向,从而总结出楞次定律“来据去留”的规律。仿照现今流行的台式电脑的形状制作展示板,让其在展示时有一定的倾斜程度,利于学生观察实验。在二极管旁边用相同颜色的笔标注好电流方向,能够帮助学生在教学过程中主动直观的判断出感应电流的方向,进而通过右手螺旋定则判断出感应磁场的方向,较之于比较闭合铝环和开口铝环来据去留现象来说,不仅增加了课堂趣味性,而且更利于学生理解吸收课堂知识。
此实验装置适用于在对楞次定律以及与此课题相关的课程教学中使用。其优越性就在于激发学生好奇心,而且实验现象明显,适用于教师在课堂上一边演示,一边与学生互动,共同探究。这样不仅能够活跃课堂气氛,促进师生关系的和谐,并且能够激发学生对学习物理的兴趣,让学生在融洽有趣的课堂氛围中学习知识。
 
三、加强分组实验,培养科学思维
分组探究实验是物理实验中十分重要的实验类型。学生在分组探究实验的过程中不仅能够帮助学生理解知识的生成和论证的过程还能帮助学生掌握物理实验研究过程中所必需的的物理基本观念和实验探究能力,除此之外,科学品质和科学态度的培养也可以通过探究实验来完成。教师这时理应主动引导学生,发现学生之间的差异之处,尽可能多创设分组实验,拓宽学习空间,打破传统物理实验课堂因讲授方式呆板而导致教学气氛过于沉闷,从而改变学生被动的接受知识的现状。分组实验为每位学生提供良好的学习氛围、强化学生对学习的责任感、提高学生之间的团结协作能力、增强集体意识,学生在分组实验过程中各抒己见,有利于开拓性思维和思辨思维的养成,在分组实验数据记录以及实验结束后仪器的规整中,有利于培养学生的科学态度与责任。最终为发展学生的品质、提高学生的综合素质以及提高学生终身学习的能力打下坚实的基础。
例如:探究合力和分力的关系时,教师在公开课常利用现代化实验手段进行演示实验,利用Dislab力传感器及其配套的力矩盘、钩码等器材获取精确的实验数据,并通过数表软件处理数据得出实验结论,节省时间,只为完成教学任务。但是任何技术使用都有其弊端, 现代实验替代不了传统实验, 传统实验可以进行学生分组实验,让学生自己设计实验,完成实验步骤,能对实验结果进行分析、交流,给学生犯错误的机会,进而反思,发现其中规律,形成合理的结论:合力和分力满足平行四边形定则。传统实验提供给学生一个纯化的物理操作环境, 通过操作获取和建构知识、发展思维能力、培养求真精神。
实验教学还有另外一个极端,那就是用计算机模拟动画给学生展示,比如:为了引导学生探究光的全反射现象,教师直接用播放软件给学生展示出来, 从直观的角度讲,模拟的播放软件可以将入射光线、折射光线、反射光线的动态变化特点呈现给学生,生动而形象,学生可以更加精准地把握全反射现象的根本原理,但是这样操作却在很大程度上削弱了科学探究的味道,传统实验用激光笔和玻璃砖来探究,需要学生自主观察光线由玻璃进入空气时的变化特点,并且需要学生自主调整入射光线的角度,探索临界点,两种教学方法比较,前者对学生来讲很难信服,在强调培养学生证据意识的今天,显然是教学的失败。后者虽然耗时,有些学生可能得不到实验结果,但是这样的探究能够让学生更加真实地体验知识的形成过程。
任何一门学科的学习本身如果带有太强的任务色彩,很容易让学生理解为一种负担,也让容易让学生的学习热情逐步丧失掉。实验过程中缺乏探究能力和创新思维能力,教师应在实验中发挥主导作用,引导学生发现问题。
四、开设特色校本课程,提高学科素养
物理实验有的演示实验和学生分组实验,但课堂上受时间、空间的限制,不利于学生个性的充分的展示,学生的思维未被完全的打开。物理课外实验,让学生基于生活中的资源,在安全的前提下设计实验、自制教具,其趣味性强、仪器简单易得、最贴近生活实际和社会实践。通过自己动手对课本中物理定理的验证,揭开学生与物理之间的神秘面纱,有利于培养学生的动手能力、设计能力、分析和解决问题的能力, 有利于培养学生科学兴趣和创造思维。因此教师应积极的引导学生进行课外实验,让学生最终达到知识来源于课本,但高于课本的境界。当前教育改革已进入一个新的高潮,物理课外实验实现了“从生活走向物理”的课程理念,即使学生从做中学,学中做,养成科学思维和科学探究能力。
学校应积极开设校本实验,包括3D打印、无人机、机器人、钳工等顺应时代教育的潮流,使课程、学校和学生达到全面的发展。
科学素养的养成、培育并非易事,而是一项长期而艰巨的工程。这不仅需要物理教师的努力,更需要所有的教育工作者相互协作、共同努力。在渗透科学素养教育过程中,注重与实验内容的有机融合,注意方法上的灵活性,形式上的多样性,将会显著提高学生的科学素养,进而全方位地提高学生的整体能力,为他们将来更好地服务于社会打下良好的基础。