農村高中生力學實驗設計能力的培養與研究

摘要：農村高中生力學實驗的開展情況是提升學生學習效果的重要途徑。從高中開展力學實驗的總要性入手，分析當前農村高中力學實驗設計存在問題，提出提升實驗設計能力的途徑對于高中物理實驗課程的有效開展具有重要指導作用。

關鍵詞：高中；力學實驗；設計；提升

物理實驗的開展是提高物理課程教學實效性的重要輔助手段，是培養學生科學素養，提高知識理解的重要方法和途徑。力學是高中物理課程的基礎性內容，首要學習內容，承上啟下的內容，學生理解的程度對后續物理學習興趣、物理其他知識的學習都會有一定的影響。

一、高中開展力學實驗的重要作用

（一）發散物理思維，幫助學生理解

物理是一門理解性、理論性、探究性極強的學科，每一個物理知識點的學習都要充分進行思考、理解其內在規律性，并驗證結果。學生的學習要求是必須要透過物理學知識的現象看到本質，讓學生對知識的認知從感性上升到理性。物理實驗可以通過設置物理事物情景或者虛擬情景等，讓學生直觀的認知物理知識背后的東西，讓學生站在實驗人員研發的角度，觀察物理現象，提出疑問，并展開交流，自己探究出結論。這就是一個完整的學習過程。

（二）糾正認知沖突，增加感性認識

學生在初中階段已經有了物理知識的初步學習，但與高中物理知識相比，還比較基礎，用初中物理知識解釋生活中的物理現象也不夠準確，與高中物理知識形成了認知沖突。因為初中物理知識有正確的，也有不正確的。在高中物理學習時，教師使用一些物理教具進行實驗，能夠讓學生增強感性認知，引導物理概念的正向深入。比如一個水瓶裝滿水，如果在瓶底有空，會漏水，但是當瓶子做自由落體運動時，水卻不會流下來，學生通過真實的實驗會對什么是“完全失重”有深刻的認知。

（三）補充教學內容，完成教學目標

每一門課程的每一個教學內容都有學習目標和重難點，有的時候，重難點枯燥難懂，怎么解決這一問題？靠的就是實驗這一輔助手段。力學物理概念是高中物理的重點也是難點，更是后續物理知識學習的基礎，學生如果打不好基礎，會導致后續物理課程更加不能理解。物理學習還有一個方法問題，通過力學實驗，幫助學生理解科學家實驗探究科學的過程，步步引導，會使學生掌握并學會運用科學的方法來分析問題，提升學生物理學習興趣，這既是完成教學目標的要求，同時也是為后續學習做好準備。

二、農村高中生在物理力學學習中存在的問題

（一）感性認識不足

農村高中由于經費、環境等問題，有的教學實驗設備配備不足，導致缺少實驗或實驗效果不佳。在進行力學學習時，學生缺少物理現象認知，就無法全面系統的理解物理規律、適用條件和物理意義等理論知識，感性認識不足。由于初中升高中后，力學是物理的第一個知識點，所以很多學生習慣于用原有的知識和經驗看待新的物理知識，形成一種思維定勢，不愿意多角度，全面去思考問題，更不注重條件的變化，愿意用老思維解決新問題，造成錯誤出現。因此，在物理力學學習過程中，要教會學生面對物理概念與物理規律需使用不同思維，減少絕對化的出現，改變初中物理學習的思維定勢。

（二）教學方式單一

由于高中物理力學實驗在高考中分值所占比例較少，在應試思想的影響下，教師不愿意多花時間在實驗教學研究與讓學生做實驗。有的教師用理論代替實驗，有的教師讓學生看實驗視頻，有的教師自己做實驗讓學生看，再好點的教師就是邊做實驗便講解實驗過程。由于農村高中條件限制，很多高中無法實現學生人手一臺實驗操作設備，導致實驗教學呈現僵硬化的教學模式，學生呈現出看實驗、背實驗、聽實驗、講實驗的實際教學過程。

（三）實驗儀器明顯不足

高中物理階段是整個學生生涯實驗課程最多的階段，也是物理學習最重要的階段，很多農村學校由于實驗經費不足，無法滿足學生實驗所必須的條件。一些高中配備了實驗設備，但僅限于分成小組做實驗，導致一部分學生無法親手操作，教學目標無法完成，實驗性趣無法培養，更別提提高學生的實驗設計能力了。

（四）教師觀念不正確

一些學校的教師存在高考考高分就可以了，不需要學生實驗動手和設計能力有多強，只要學生掌握高考中幾個重點的實驗案例即可，忽視了學生實驗技巧、動手能力、創新能力、設計能力的培養和提高。還有一些教師由于不重視實驗，導致實驗操作環節準備不足，操作技能較低，有時候實驗目標根本無法實現。

三、提升農村高中生力學實驗設計能力的有效途徑

（一）改革教學模式，發揮學生主體作用

為培養學生的力學實驗設計能力，首先要樹立以學生為主體，以教師為主導的實驗教學理念，注重學生物理學習的探究性過程，可以做如下教學設計：第一步創設力學實驗情境提出研究的問題；第二步組織學生討論，讓學生猜想與假設；第三步讓學生制定實驗計劃并設計實驗方案；第四步指導學生進行自主實驗操作；第五步讓學生尋找實驗誤差，總結實驗失誤；第六步讓學生分析實驗數據，討論、交流與總結；第七步老師進行知識點講解，加深學生理解。

（二）有效利用生活用品

物理來源于生活，教師在對學生進行物理實驗時，盡量讓實驗和生活相聯系起來。利用 生活中的瓶瓶罐罐也可設計出精彩的物理課堂演示實驗，由于這些用品不屬于教材中的儀 器，所以也是一種創新的表現。實驗貼近生活，使學生發現生活中處處有物理，使物理走向生活，使學生學習起來更有效率。

（三）設計學生實驗試題

學生的實驗成績需要靠實驗試題來檢驗。因此，在實驗試題中，要設置開放型問題，讓學生設計試題中的實驗過程，引導學生自己通過筆答的形式完成試題測驗，這也是提高學生設計能力的有效手段。

參考文獻：

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[2]陳克利.探討物理學習中的思維障礙——關注高中生的思維能力培養[J].物理教學探討，2012 （12）：17-20 +23.

注：課題名稱《農村高中生力學實驗設計能力的培養與研究》，課題編號 MDZX2017070。

作者簡介：秦麗凱（1981-）男，單位：撫順縣高級中學。