高中物理电学实验教学中探究式学习模式的应用研究

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马鲁敏

延安市宝塔区第四中学 邮编:716000

摘要

随着科技的迅猛发展和全球化的不断深入,教育作为社会进步的重要基石,其改革与创新已成为时代赋予我们的紧迫任务。高中物理教学,作为培养学生科学素养、逻辑思维和实践能力的重要环节,正面临着前所未有的挑战与机遇。特别是在电学实验教学这一领域,如何有效地激发学生的学习兴趣,提升其探究能力和创新思维,一直是教育工作者不断探索的课题。


关键词

高中物理;电学实验教学;探究式学习模式;人教版;教学改革

正文


引言

电学作为物理学的重要组成部分,其实验教学在培养学生探究能力和创新思维方面具有重要作用。探究式学习模式以其独特的优势,成为高中物理电学实验教学中备受推崇的教学模式。

1探究式学习模式概述

探究式学习模式是指学生在教师的指导下,通过自主观察、实验、分析和讨论,发现问题、提出假设、验证假设、得出结论的一种学习模式。该模式强调学生的主体性和实践性,鼓励学生主动探索、合作交流,培养其科学探究能力和创新思维。在高中物理电学实验教学中,探究式学习模式的应用可以帮助学生深入理解电学原理,掌握实验技能,提高解决问题的能力。

2探究式学习模式在电学实验教学中的应用优势

2.1 激发学生的学习兴趣

传统的电学实验教学往往采用讲授式教学,学生被动接受知识,缺乏主动性和兴趣。而探究式学习模式通过引导学生主动探索、实验验证,激发学生的学习兴趣和好奇心。例如,在人教版高中物理电学实验教材中,关于导体电阻率的测量”实验,教师可以先让学生观察不同材料的金属丝对电流的阻碍作用,引发学生的好奇心和探究欲望,进而引导学生设计实验方案,进行实验操作,最终得出结论。这样的教学过程不仅提高了学生的学习兴趣,还培养了其科学探究能力。

2.2 培养学生的实验技能

探究式学习模式强调学生的实践操作,通过实验设计、操作和分析,培养学生的实验技能。在人教版高中物理电学实验教材中,涉及大量的实验操作,如电池电动势和内阻的测量”、“练习使用多用电表”等。这些实验要求学生掌握实验仪器的使用方法、实验数据的记录和处理方法以及实验误差的分析方法。通过探究式学习模式的应用,学生可以亲自动手操作实验,加深对实验原理的理解,提高实验技能。

2.3 提升学生的科学探究能力

探究式学习模式注重培养学生的科学探究能力,包括提出问题、设计实验、收集数据、分析数据和得出结论等环节。在人教版高中物理电学实验教学中,教师可以引导学生针对某一电学现象或问题,提出假设,设计实验方案,进行实验操作,收集和分析实验数据,最终得出结论。这样的教学过程不仅帮助学生深入理解电学原理,还培养了其科学探究能力。如在“练习使用多用电表”实验中通过探究多用电表欧姆档、电压档、电流档的内部电路及工作原理,便可轻松掌握换挡原理及档位选择的方法。

2.4 促进学生之间的合作交流

探究式学习模式强调学生之间的合作交流,通过小组讨论、实验协作等方式,促进学生之间的思想碰撞和知识共享。在人教版高中物理电学实验教学中,教师可以组织学生进行小组合作实验,让学生在实验中相互协作、相互讨论,共同解决实验中遇到的问题。如在“电池电动势和内阻的测量”实验中,教师可以鼓励引导学生采用不同的数据处理方法处理实验数据,既可以高效掌握多种实验数据处理的方法,大大提高了学生的实验效率,还培养了其团队合作能力和沟通能力。

3探究式学习模式在电学实验教学中的实施策略

3.1 创设问题情境,激发学生的探究欲望

在电学实验教学中,创设问题情境是激发学生探究欲望的有效手段。通过设计富有启发性和趣味性的问题,可以引导学生主动思考,积极探索,从而培养其科学探究精神。

导体电阻率测量”的教学为例,教师可以先为学生展示一段有趣的实验视频或现场演示:将不同材料(如铜、铁、铝等)的导线接入电路中,观察电流表和电压表的变化,让学生直观感受到不同材料的电阻现象。

接着,教师提出问题:“为什么相同长度、相同直径的不同材料的导线接入电路后,电流和电压会有不同的变化?电阻的大小除了长短、粗细有关意外,还跟哪些因素有关?”这样的问题情境立即引发了学生的好奇心和探究欲望。他们开始积极思考,提出各种假设,如电阻可能与导线的材料有关。

为了验证这些假设,教师引导学生设计实验方案,选取不同的导线进行实验操作,记录实验数据,并分析得出结论。通过这样的问题情境设置和实验操作,学生不仅深入理解了不同材料的电阻率,还培养了科学探究能力和实验操作技能。

3.2 设计探究实验,培养学生的实验技能

设计探究实验,培养学生的实验技能,是电学实验教学中不可或缺的一环。在高中物理电学实验教学中,教师可以借助教材中的经典实验,如电池的电动势和内阻”,来深化学生的实验技能。

在课堂上,教师首先引导学生回顾闭合电路欧姆定律的理论知识,明确实验目的和原理。随后,详细讲解实验所需的仪器——电流表、电压表滑动变阻器和电阻箱的使用方法,以及实验电路的连接方式。

实验开始,学生分组进行。他们按照电路图连接电路,调整滑动变阻器的阻值,分别记录不同阻值下电流表和电压表的读数。在实验过程中,教师巡回指导,确保学生操作规范,数据记录准确。

实验结束后,学生利用记录的数据绘制电压-电流图像,结合闭合电路欧姆定律得出电动势和内阻还可以引导学生利用变阻箱和电流表或变阻箱和电压表设计电路测量电动势和内阻。

通过这样的探究实验设计,学生不仅掌握了实验技能,还加深了对闭合电路欧姆定律的理解,实现了理论与实践的有机结合。同时,教师引导学生分析实验误差来源,如仪器精度、电路连接等,培养他们的误差分析能力。

3.3 引导学生分析数据,培养科学探究能力

在探究式学习模式下,电学实验教学不仅仅局限于实验操作本身,更重要的是引导学生分析实验数据,从中提炼科学规律,培养科学探究能力。以“电阻的测量”实验为例,这一实验是电学教学中的基础而关键的一环。

在实验过程中,学生首先使用万用表测量不同长度、不同粗细的导线电阻,记录下详细的数据。随后,教师引导学生对这些数据进行深入分析。学生需要观察电阻值的变化趋势,思考其与导线长度、横截面积之间的关系。

通过小组讨论,学生逐渐发现电阻与导线长度成正比,与横截面积成反比,这一发现正是电阻定律的核心内容。接着,学生尝试用数学公式表达这一关系,进一步验证实验数据的准确性。

在这个过程中,学生不仅学会了如何使用实验仪器测量电阻,更重要的是学会了如何分析数据、提炼规律,科学探究能力得到了显著提升。这样的教学方式,使学生能够在实践中深入理解电学原理,为未来的科学研究打下坚实的基础。

3.4 组织合作交流,促进学生之间的思想碰撞

在探究式学习模式的指引下,电学实验教学应当充分利用小组合作的形式,以促进学生间的思想碰撞与知识共享。以“电表的改装与校准”实验为例,这一实验对于理解电表的工作原理及提升实验技能具有重要意义。

在实验开始前,教师将学生分为若干小组,每组分配一套实验器材。随后,教师简要介绍实验目的、原理及步骤,鼓励学生自主探讨实验方案。

实验过程中,小组成员各司其职,有的负责连接电路,有的负责记录数据,还有的负责观察电表指示。遇到问题时,小组成员共同讨论,集思广益,寻找解决方案。例如,在校准电表时,学生发现示数存在偏差,便一起分析原因,调整电路,直至问题得到解决。

实验结束后,各小组展示实验成果,分享经验教训。通过这样的合作交流,学生不仅掌握了电表改装与校准的技能,还学会了如何在团队中发挥自己的优势,与他人协作解决问题。

结论

在探究式学习模式的引领下,电学实验教学呈现出了新的活力。通过创设问题情境、设计探究实验、引导学生分析数据以及组织合作交流,我们不仅激发了学生的探究欲望,培养了其实验技能和科学探究能力,还促进了学生之间的思想碰撞和知识共享。这样的教学方式,不仅提升了学生的学习效果,还为其未来的科学研究和职业发展奠定了坚实的基础。展望未来,我们将继续深化教学改革,不断创新教学方法,为培养更多具有科学素养和创新能力的人才贡献力量。

参考文献:

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