高中物理探索性实验的设计理论

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高中物理具有较强的实践性,物理实验是教学的重点与难点,要想让学生对这部分知识留下深刻的印象,深入探寻物理知识,教师可以为学生设计探索性的物理实验。笔者结合自身的教学经验,提出以下几点思考,希望能够为其他的高中教师提供教学参考,保证高中物理教学的质量与效率。

1设计高中物理探索性实验的指导思想

高中阶段物理教学中,会涉及到许多探索性的实验,探索性实验能够让高中生在学习的环节中锻炼他们的实验能力,让他们在实验的环节中接触发明、探索、发现新的知识。在物理教学中引入探究性实验一方面可以提高学生的物理成绩,另一方面可以为学生的物理学习夯实基础。

探索性试验指的是学生在物理实验中探索并发现新知的一个过程,高中生平时的学习压力比较大,学习任务量大,在外界因素的影响下他们很容易产生厌学的情绪。高中物理的难度较高,理解起来比较困难,因而一部分学生在学习高中物理时会感觉物理知识晦涩难懂,教材上的物理公式、定理、原理让不少学生望而却步,无法提起他们学习的兴趣。考虑到这些因素,高中的物理教师在设计探索性实验时,需要想办法提高实验的趣味性,经过教师的趣味性设计激发学生的学习主动性,让学生主动参与到物理的探索实验当中,走进奇妙的物理世界,获取更多的物理知识。

2设计高中物理探索性实验的基本原则2.1探索性的设计原则

从字面上来看,探索性实验必然离不开‘探索’,因而,物理教师需遵循探索性的原则设计探索性实验。简单地说,物理教师不可以直接将实验的结论和规律告诉学生,而是要让学生通过反复、多次的实验找到问题的答案,探寻实验中蕴含的物理规律与物理知识。

在物理的探索性实验中,探究性的设计原则可以体现在不同的方面,表现形式众多,对于高中生的学习能力具有较高的要求,教师需要为学生的实验设置相应的障碍,嘱咐学生在实验学习期间需要认真观察,要想探寻到正确的答案需要扫清这些障碍。值得注意的是,这里提到的障碍是物理实验当中的一个个细小的知识点。

2.2趣味性的设计原则

和初中阶段的物理相比,高中物理知识涉及到的内容更多,学习的难度更高,为了完成课时任务,很少有物理教师会考虑到教学的趣味性,为了可以让学生取得更高的考试成绩,教师更倾向于考虑采用哪些教学方法让学生掌握更多的物理知识,提高他们的应试能力,让他们在高考中取得理想的成绩。在这样的教学模式下,虽然学生的物理知识储备有所提升,但是却严重限制了学生的个性发展,学生在课堂上常常处于被动学习的状态,长此以往容易形成厌学的心理。为此,物理教师在设计物理探究性实验时,需要想办法提高趣味性,借助趣味性强的物理实验激发学生学习物理知识的兴趣,把学生比较熟悉的事物当作入手点,消除学生的物理学习距离感,让他们体会到物理学习的轻松感,使其产生浓厚的学习兴趣。

比方说,教师在组织学生探究滑动摩擦力的实验时,需要提前为学生准备毛巾、弹簧测力计、长木板、长方体木块、绳子、洗洁精、坐标纸以及身边的一些物品,如铅笔、橡皮、黑板擦和水杯等等。在新课的导入环节,教师可以拿出事先准备好的装有泥鳅的水盆,让学生试着将泥鳅抓上来,很多学生尝试后都失败了,接着,教师将沙子放进水盆中,轻轻松松就捉住了泥鳅,让学生思考这是因为什么?

之后选择班级里力气最大的男生和一个力气最小的女生,让他们两个拔河,结果男生轻而易举地便胜利了,之后教师在男生的手上涂抹了洗洁精,结果不管男同学怎样用力,一直拉不动女同学,让学生想一想这是因为什么?

顺利引出摩擦力的概念。教师可以通过多媒体演示介绍滑动摩擦力的概念和方向,让学生明白在不同的物体中滑动摩擦力的大小是不一样的,思考滑动摩擦力的大小和哪些因素有关。紧接着,教师可以引导学生使用控制变量法应用现有的材料展开实验探究,根据实验的具体情况完成表格,表格的内容包括物体的接触面积、速度大小、粗糙程度、压力F,滑动摩擦力f,学生在画出f-F的图像后,开始寻找规律。

经过分析总结出滑动摩擦力的大小和其他的因素没有关系,只与正压力有关,二者间呈正比,它们的比例是保持不变的。教师引导学生思考:比例系数和什么有关?学生思考后回答比例系数是接触面材料决定的,也被叫作动摩擦因素(u)。最后,物理教师可以做出正确的总结:动摩擦力和正压力想换,它的比例系数受接触面材料的影响,也就是动摩擦因素,和物理材料相关,还与接触面的粗糙程度相关。

2.3简单性的设计原则

在日常的学习生活中,有的学生本来对物理实验非常感兴趣,但是在实际做实验时,需要提前准备许多物理器材,要想让学生展开探究性的物理实验,如果缺少实验器材也是无法达到教学目标的。

因而,高中物理教师在设计探究性实验时,应当注重物理实验的可操作性,尽可能设计一些应用器材比较少的实验,便于学生的实验探究。此外,教师还应当注意设计的内容需要与生活存在紧密的联系,让学生意识到物理知识不是‘天书’,它和日常生活息息相关,可以利用物理知识解决生活中的实际问题,转变学生的学习理念,提高他们物理实验的积极性与主动性。

3结束语

综上所述,高中物理探索性实验的设计在一定程度上影响着物理教学效果,为此,教师应当加强对探索性实验的重视,遵循探索性、可操作性和趣味性的原则设计物理实验活动,让学生体会到物理学习的乐趣,激发他们的物理学习主动性,在物理实验中掌握更多的物理知识,利用物理知识解决实际的问题,提高他们的物理素养。



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