高中物理實(shí)驗(yàn)可視化教學(xué)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

趙茶莉 劉晉杰

【摘?要】物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)物理的重要手段，將高深的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化成實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是物理教學(xué)必不可少的方法，物理實(shí)驗(yàn)要與現(xiàn)實(shí)生活緊密地聯(lián)系在一起，用學(xué)生隨手可拿的物品作道具，隨處可見的現(xiàn)象作物理的解釋對(duì)象，這樣才能使學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生興趣，從而積極地參與到物理實(shí)驗(yàn)中來。

【關(guān)鍵詞】高中物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué);設(shè)計(jì)與實(shí)踐

引言：

在傳統(tǒng)教育當(dāng)中，學(xué)生在學(xué)習(xí)物理時(shí)，會(huì)被要求背誦各種不同的物理公式，這種填鴨式的方法不但使學(xué)生無法理解高深的理論知識(shí)，尤其是高中物理理論知識(shí)，而且還會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生厭倦的情緒，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)高中物理課程有抗拒的心理。新課改明確提出，要讓學(xué)生成為課堂的主體，就必須要從學(xué)生的興趣入手，使學(xué)生主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)當(dāng)中來，這樣才能使學(xué)生接受知識(shí)的能力加強(qiáng)，才能使教學(xué)任務(wù)能夠順利地完成。高中物理實(shí)驗(yàn)就是提高學(xué)生的參與性，提高學(xué)生的興趣，從而使學(xué)生能夠主動(dòng)地將理論知識(shí)通過實(shí)驗(yàn)反映出來，這就是高中物理實(shí)驗(yàn)的目的。

一、學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)，通過演示實(shí)驗(yàn)來完成

高中物理的演示實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驑O大地提高學(xué)生的興趣，使學(xué)生的思維能夠進(jìn)一步打開空間，發(fā)現(xiàn)更多與物理知識(shí)有關(guān)的現(xiàn)象，也是物理實(shí)驗(yàn)的一個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)是教師在課堂上做演示，學(xué)生作為觀眾圍觀，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式當(dāng)中，教師是實(shí)驗(yàn)的主角，學(xué)生是被動(dòng)接受知識(shí)點(diǎn)，這樣的教學(xué)方式，學(xué)生無法直接參與到實(shí)驗(yàn)當(dāng)中去，使得學(xué)生在發(fā)生疑問時(shí)，無法第一時(shí)間加以解決。[1]在演示實(shí)驗(yàn)的過程當(dāng)中，教師要轉(zhuǎn)變角色，布置任務(wù)，讓學(xué)生自己動(dòng)手，從查資料開始，到實(shí)驗(yàn)的器材，以及實(shí)驗(yàn)的步驟，在實(shí)驗(yàn)中要運(yùn)用到的理論知識(shí)，這些教師可作適當(dāng)提示，不可作主動(dòng)參與的內(nèi)容，只有學(xué)生在演示實(shí)驗(yàn)的過程當(dāng)中發(fā)生問題時(shí)，學(xué)生會(huì)主動(dòng)去尋找解決的方法，確實(shí)無法解決，再由教師加以引導(dǎo)式提醒，這樣的演示實(shí)驗(yàn)具有可操作性，也使學(xué)生的參與性能夠得到更大的提高，學(xué)生的興趣也會(huì)隨著實(shí)驗(yàn)的一步步深入而變得愈加地濃厚。演示實(shí)驗(yàn)要強(qiáng)調(diào)懸疑性，這樣在吸引學(xué)生的注意力方面有非常大的吸引力，也會(huì)讓學(xué)生沉迷于實(shí)驗(yàn)當(dāng)中去，使得學(xué)生的求知欲，探索的欲望更加地強(qiáng)烈。演示實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃寣W(xué)生對(duì)物體的變化有一個(gè)非常直觀的視覺感覺，讓學(xué)生在演示的過程當(dāng)中，學(xué)會(huì)了觀察能力。

二、操作能力的培養(yǎng)，讓學(xué)生自己動(dòng)手

如果說演示實(shí)驗(yàn)只是學(xué)生在探究物理現(xiàn)象的基礎(chǔ)階段，強(qiáng)調(diào)的是在演示實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中的觀察能力，那么讓學(xué)生自己動(dòng)手參與到實(shí)驗(yàn)當(dāng)中去時(shí)，就會(huì)大大培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，這也是高中物理實(shí)驗(yàn)課程的教育目的，在演示實(shí)驗(yàn)的過程當(dāng)中，學(xué)生在觀察中得到數(shù)據(jù)，再從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)物理公式在這當(dāng)中的應(yīng)用，從而對(duì)物理的規(guī)律性有一個(gè)大概的了解，這樣就能夠獲得在實(shí)驗(yàn)中的物理技能。在物理動(dòng)手實(shí)驗(yàn)當(dāng)中有兩種實(shí)驗(yàn)的方式，一是驗(yàn)證式實(shí)驗(yàn)，另一種是探索性實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證式實(shí)驗(yàn)是學(xué)生通過已學(xué)的理論知識(shí)，通過對(duì)知識(shí)的推理，從而得出結(jié)論，最終在實(shí)驗(yàn)中得出結(jié)果。而探索性實(shí)驗(yàn)，是學(xué)生在未知結(jié)論的情況之下，通過物理實(shí)驗(yàn)，利用相關(guān)的理論知識(shí)，最后探索出結(jié)論，得出結(jié)果。前者是在已知結(jié)果的情況下引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)，后者是在未知結(jié)果的情況下探索實(shí)驗(yàn)，但無論是哪一種實(shí)驗(yàn)，都是在培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，物理最終的體現(xiàn)就是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的體現(xiàn)，再深的物理理論知識(shí)都是為物理實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備的，只有通過學(xué)生細(xì)致地觀察，主動(dòng)地動(dòng)手，這樣才能在實(shí)驗(yàn)中尋找答案，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生自身對(duì)理論知識(shí)掌握的程度，理解的程度。實(shí)踐中的實(shí)驗(yàn)是對(duì)理論課堂的補(bǔ)充，學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)也是將理論知識(shí)延伸最好的辦法，在這當(dāng)中，學(xué)生是課堂的主體，教師成了輔助角色，這才能發(fā)揮高中物理實(shí)驗(yàn)最大教育目的所在。[2]高中人教版物理選修3一2，第四章第7節(jié)，渦流丶電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)中，可以用演示實(shí)驗(yàn)來引起學(xué)生的興趣，在演示實(shí)驗(yàn)中，教師借助多媒體技術(shù)制作電磁驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，并用箭頭繪制出磁場(chǎng)走向，先提出問題，電磁阻尼是什么，然后讓學(xué)生自己去尋找資料，尋求答案，當(dāng)學(xué)生通過查閱相關(guān)的理論知識(shí)，了解到渦流丶電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的概念和關(guān)系之后，對(duì)這個(gè)問題就有了一個(gè)很好的理解和解釋。通過這樣的實(shí)驗(yàn)教育，將學(xué)生引導(dǎo)進(jìn)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中來，使學(xué)生由原來的被動(dòng)接受到主動(dòng)去尋找答案，對(duì)知識(shí)的接受程度兩者之間有著很大的區(qū)別。在這一課當(dāng)中，可以讓學(xué)生通過自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)去感受渦流丶電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的影響，使得學(xué)生更加貼切地了解。

三、培養(yǎng)學(xué)生的科技意識(shí)，積極舉辦課外活動(dòng)

無論是課堂理論教育還有實(shí)驗(yàn)室的實(shí)踐教育，都離現(xiàn)實(shí)生活有一定的距離，只有將學(xué)生帶離課堂，帶離實(shí)驗(yàn)室，走進(jìn)社會(huì)，從現(xiàn)實(shí)生活中去發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象的存在，從而使學(xué)生的科技意識(shí)能夠得到加強(qiáng)，讓社會(huì)成為一個(gè)大的實(shí)驗(yàn)室，是引導(dǎo)學(xué)生用物理理論來論證實(shí)踐的最好的教育方法。課外活動(dòng)包括許多方面，其中有生活的小實(shí)驗(yàn)，利用學(xué)生身邊隨手可拿的物件，來細(xì)細(xì)分析物理知識(shí)在物件設(shè)計(jì)使用上的情況，如支架的平衡力，重力作用下物件在自然界的起伏等等。也可以是社會(huì)普查，了解一些現(xiàn)象，對(duì)社會(huì)有一個(gè)深刻的理解，對(duì)風(fēng)電在生活中的應(yīng)用，新能源的普及，通信的技術(shù)這些都是課外活動(dòng)中物理所涉及的主題，學(xué)生對(duì)這些現(xiàn)象在探索的過程當(dāng)中，與理論知識(shí)相結(jié)合，會(huì)學(xué)習(xí)到更多的知識(shí)與技能。這些也能鍛煉出學(xué)生的綜合能力，學(xué)校通過組織課題研究，提出一些讓學(xué)生感興趣的話題，圍繞學(xué)生在課外活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象，再聯(lián)系實(shí)際問題，提出一些思考性的問題，讓學(xué)生積極參與其中，這樣的問題要與社會(huì)熱點(diǎn)相關(guān)，同時(shí)在社會(huì)上的關(guān)注度比較高，這樣學(xué)生參與的熱情就非常地高，如溫室效應(yīng)對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的影響，磁懸浮列車的應(yīng)用等等。

四、結(jié)束語

高中物理實(shí)驗(yàn)可視化教學(xué)要從學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手能力中培養(yǎng)起來，積極引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物理的興趣，將枯燥的理論公式運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中體現(xiàn)出來，才是實(shí)驗(yàn)的價(jià)值所在。將學(xué)生帶進(jìn)社會(huì)當(dāng)中去，將實(shí)踐當(dāng)作實(shí)驗(yàn)，了解一些現(xiàn)象，通過觀察，思考，對(duì)人員的走訪，發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象存在的問題，用理論知識(shí)解釋現(xiàn)象，查找解決問題的方法，學(xué)校再通過設(shè)立新課題，讓學(xué)生參與，如霧霾現(xiàn)象的發(fā)生，解決霧霾的方法和手段，讓學(xué)生在生活中更加自信，提高了實(shí)踐能力，讓科學(xué)素養(yǎng)得以加強(qiáng)，對(duì)學(xué)生的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展起到一定的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]許靈秀. 初中物理實(shí)驗(yàn)可視化教學(xué)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐—以廣西中小學(xué)物理實(shí)驗(yàn)說課比賽為例[D].

[2]楊明威. 基于仿真實(shí)驗(yàn)的高中物理可視化教學(xué)實(shí)踐研究[D].

課題研究：

《利用可視化教學(xué)提升高中物理課堂教學(xué)效率的研究》課題?山西省教育科學(xué)"十三五"規(guī)劃2019年度課題?編號(hào)GH一19606

（作者單位：山西省孝義中學(xué)校）