立足高中物理课堂,培养学生操作能力
摘要
关键词
高中物理;课堂实验;操作能力
正文
高中物理学习注重理论与实际相结合,因此实验就成为了学生们强化知识积累的必要手段。随着教学的不断发展,人们对于课堂实验也提出了更新的要求,不仅要从实验中学习和巩固知识,同时还要从实验本身出发锻炼提升实验操作能力。这种能力对于学生们后续发展来说具有十分重要的作用,应当在高中学习阶段得到重视和培养。
一、结合教材,引入实验
(一)结合教材内容开展相关实验
物理实验大多都是在课堂上进行引入的,以教材上记载的内容以及教师课堂上的讲解作为实验背景,实验则是一种丰富和补充教学的模式。因此为了能够在课堂上更加自然的融入相关实验操作,教师首先需要为学生们明确课堂主题,其中包括这一堂物理课,主要的内容是什么,探究目的是什么等等。只有明确了这些内容,教师才能够更加便利地寻找到与课堂和学生自身相契合的物理实验。以人教版高一物理必修第二册的课本为例,第八章《机械能守恒定律》,其中的第二课主要讲的是重力势能,探究的方面是重力势能产生相关的因素,在课本中有一个实验是,将一个小球从同一高度的不同角度的斜面上滚落,假设斜面是光滑的,探究小球在哪个斜面上的重力势能最大。通过一系列的实验操作以及后续的测量计算,最终得出正确的结论。说明重力的产生与斜面的角度无关,但是与下落的高度是有关的。由此课堂先前所得出的一系列结论都被证明是正确的,很好地起到了课堂解释的作用。这一实验的探究方向与课堂主题密切相关,能够更好的强调当堂课所要学习的内容。教师要找准合适的时机插入这一实验,帮助学生不断强化知识。除此之外,在做实验的过程当中,为了保证学生操作的准确性与规范性,教师还应当不断强调当堂课的主题内容,防止学生的操作行为出现偏差或者是遗漏。学生通过操作印证了课本上的结论,在很大程度上也是对他们自身能力的一次肯定,有助于帮助学生树立做实验的自信心,为后续开展更多相应的活动做好铺垫。
(二)给予学生充分的做实验的机会
实验作为高中物理学习的重要辅助环节,在高中的课堂上应当频繁开展,实验的数量越多,学生们接触到各种物理操作的机会也就越频繁,在物理学习的过程中多做实验,不仅能够为课堂增添更多的乐趣,同时也是在强化锻炼学生实验操作的能力。因为每一次操作都是一次全新的体验,学生们会接触到各种各样不同的状况,应对状况时所做出的反应也是不同的。在多次接触时,操作的手法会变得更加熟练,解决一些突发情况时的反应能力也会增强,解决方案等通过自己的钻研也会不断变多。除了做实验的次数要多,每一次实验的时间也应当是充足的。物理实验通常都要经过:提出疑问,思考假设,实践探究,反复钻研,最终得出结论这几个步骤。完整地完成一项实验需要花费较多的时间,教师要给予学生充足的做实验的时间,这样学生们在操作时才能做到每一个步骤都完整地做好,提高自己操作的精细化程度,这样才能够达到做实验的效果。衍生实验的存在同样十分重要,因为很多物理探究都是相互关联的,一个领域通常不仅仅只局限于一个结论,为了让学生能够更加全面深刻的认识物理,教师还应当积极设计相关的衍生实验,从一个知识点扩展到其他知识层面。衍生实验出现的目的是让学生们用同样的实验操作去探究更多的问题,这不仅能够反复锻炼学生实验操作的手法,同时也更加便利地引入了新的知识。
二、明确流程,做足准备
(一)在实验开始前明确好注意事项
物理实验与其他的一些课堂上的小活动,小游戏不相同,高中物理实验由于要用到各种各样的除了教学用具之外的实验工具和器材,因此他在原则上存在着一定的危险性。这也就是为什么教师要在实验正式开始之前做好充分的介绍工作,除了要介绍实验的探究目的之外,还要向学生们明确各种做实验的注意事项,实验的工具应当如何操作,实验的全过程应当按照怎么样的流程进行,以及学生们在操作时如何确保自身以及他人安全。教师只有规范好学生们的操作行为,保证实验能够流畅安全的进行,才能够养成学生们良好的做实验的习惯,从而进一步在操作上更加精进。以人教版高中物理高二第二册的课本为例,第三章《交变电流》,其中第三课学习了变压器的相关知识,在这一课中有一项实验是探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。在这一项实验中,学生们需要使用到交流电源,为了保证人身安全,除了要使用低压交流电源之外,在实验进行的过程中要尽量不触碰裸露的导线、接线柱。同时为了保证实验进行更加流畅,还可以实行小组合作的方式,在前期分工合作,写出操作步骤,画出电路图,明确好各种变量与不变量。这一系列的前期准备都是为了学生们的后续操作考虑,因为学生们都是第一次接触这种实验,在操作手法上难免有些生疏,教师尽力为学生们排除一系列的干扰因素,确保学生能够心无旁骛地完成实验,在实验中接受正面的影响与教育,从而养成良好的做实验的习惯,这对他们提升实验操作能力具有非常大的积极作用。
(二)为顺利开展实验做好充足准备
除了实验前期各种注意事项的明确和安全准则的了解之外,实验正式开始之前的各种物质与理论知识上的准备都是必不可少的。首先一点就是做实验所需要的环境,科学实验在性质上就强调严谨,实验环境是实验顺利开展的必备因素,良好稳定的环境可以使实验操作者在行动的过程中更加安定,将自己全心全意投入到手头操作中去,以确保各个步骤的准确完善;其次就是实验用具的准备,物理方面所需要的实验用具繁多,准备实验用具也是实验操作的一个重要环节。学生在初学阶段大多都是由教师为他们准备,但是当他们接触得多了,有了丰富的经验之后,就要学会自己准备一系列的材料。比如上文所提到的变电器导线线圈等等。准备各种各样的器具,主要锻炼的是学生对一个实验的熟悉程度以及前期准备工作的能力,只有清楚自己接下来操作所需要什么东西,操作的过程和反馈才能够更加明显;再次是一些安全防护的准备工作,安全是任何实验进行的前提,教师必须要培养学生们的安全意识,除了在操作开始之前,在操作进行的过程当中,也应当时刻注意安全,学会用灭火器,面罩等等来保护自我。对安全工具的熟练操作也是实验操作的一部分;最后一点也是最重要的一点,就是相关物理知识的准备,理论是实践的基础,理论的完善代表着在实践过程中思路的清晰程度。只有在这些方面做好了充足准备,实验操作的全过程才能够做到畅通无阻,让学生们能够拥有更加良好的操作体验,在操作中有更多能力上的成长。
三、自主操作,适当指导
(一)让学生有更多自主操作的时间
由于开展实验的目的是让学生们在操作的过程中进行不断的探究,学生们只有自己亲身经历了相关实验的操作全过程,才能够更加准确地得出结论,反馈到自己的各方面能力中去。因此,教师要充分给予学生主动权,主动权指的是实验的各个环节与流程都由学生自主安排负责,这种做法有利于提升学生的自主操作能力。因为做科学实验是一个十分繁琐的过程,在前期选定实验的主题,把握好探究方向,准备各种实验需要用到的器材,在操作过程中要注意各种突发情况,按照一定的流程顺利进行,最终还要做好记录和测量工作,方便实验收尾,得出结论。这一系列的流程都由学生自主安排,有效提升了学生的自主操作能力。与此同时,通过自己的努力精心安排一场实验,学生们或从中的收获会比教师为他们安排来得更多,学生们通过自己缜密的安排增强了记忆力,同时也强化了自身对理论知识的掌握。例如在准备一个简单的电路实验时,如果是自己安排前期的各项实验器材,学生们就会对每一种器材的名称,数量等都有详细的了解,这些绩点也会反馈到他们的实践操作成绩中去。自主安排的实验还能够强化学生操作的手感,因为每个流程,每个步骤都需要自己安排,所以学生就会对各项步骤的产生过程更加熟悉,操作手法也会更加熟练。
(二)在学生操作时给予适当指导
除了要给予学生充分的自主操作的权利之外,教师也在物理实验中扮演着十分重要的角色,由于学生知识储备的限制和实验操作能力的一些不足,在操作全过程中,必然少不了教师对他们的指导与帮助。作为教师,当发现学生们在进行实验的过程中产生了错误操作时,要及时指出,并且予以纠正。错误的操作手法可能导致实验出现误差,最终无法得出正确的结论。教师及时纠正,可以帮助实验顺利进行下去,同时也避免了学生将错误的操作手法养成不自主的习惯带到其他实验中。由于教师在长期教学过程中积累下了丰富的经验,他们往往能够总结出更加便捷巧妙的实验操作技巧,教师要主动将这些技巧传授给学生,学生在充分掌握之后就可以更高效地完成实验。以人教版高三物理选择性必修第三册的课本为例,第一章《分子动理论》,其中第二课的实验是:用油膜法估测油酸分子的大小,在实验中要用到坐标方格来估测油膜面积,为了节省操作的时间和精力,在坐标方格上画出油膜形状以及数出方格的数量都有一定的操作技巧,教师要在实验过程中积极主动地传授给学生们相应的技巧,让学生们能够更快,更高效的完成实验操作,得出想要的结论。教师对于学生们的帮助是培养学生操作能力的重要环节,这使得学生们在实验中少走弯路,能够获得更快的成长。
四、全面掌握,培养能力
(一)通过实验全面掌握物理原理
物理实验操作其实也是一种复习的方式,在做实验的过程中,学生们需要反复回忆起老师上课所讲到的各种知识点内容,并且要灵活地将这些理论性的内容转化到实际运用中去。在反复操作并且不断尝试着得出结论的全过程中,学生们相当于在大脑中进行了多次对同一个知识点的复习与巩固。这一类的复习由于是学生们的亲身经历,学生需要对实验的任何环节都有密切关注,不能出现任何疏漏,因此复习的效率也会更高。除了复习之外,实验操作并不仅仅是简单重复教师在课堂上讲的流程,由于科学实验充满着不确定性,所以学生在操作的过程中还要不断思考,以此来达到预期中的结果。思考的过程,同时也是锻炼学生操作能力的过程,只有思维和实践动手能力相互辅助,相互提升,进步才会更加明显。以人教版高一物理必修第一册的课本为例,第三章《相互作用——力》,其中的胡克定律指的是,在弹力范围内,弹簧形变与弹力大小的关系。在验证这一定律时,有很多种操作方法来排除弹簧自身重量带来的干扰,比如说横向拉伸,或者减轻弹簧自身重量等等,学生还可以不断的发挥自己的思维能力,设想出其他排除干扰的方案,从而灵活掌握各种不同的实验操作方法。在反复的思考与尝试中渐趋熟练。
(二)在实验中提升自主操作能力
科学实验中的自主操作能力,需要学生通过不断的练习才能够达到熟能生巧的地步,前文所提到的增加实验机会,延长实验时间,都是为了让学生能够获得充分的练习。高中阶段的学生课业压力比较重,但是物理实验依旧是不可忽视的重要学习环节,做实验不仅影响他们对于理论知识的巩固,同时也影响学生在后续更长远的发展中对于这项实验操作技术的掌握,应当受到教育者的重视。按照课本上的指示进行相应的操作,只是完成了实验操作的基础部分,想要真正成为一名优秀的实验操作者,还应当具备自主思考和将思考过程付诸于实践的能力。教师在鼓励学生思考的同时还应当善于肯定学生的思维能力,在实验中实现自我创造,锻炼进行一系列实验操作时的胆量,大胆的发挥思维,并且大胆的付诸实践。思维和实践的相互结合,能够迅速提升学生的实验操作能力,锻炼学生在反复接触实验的过程中全面发展。
结束语:
以上的四点策略分别是从:结合教材在课堂上引入相关实验;教师在实验开始之前明确流程,为学生们做好充足的实验准备;让学生们在实验中自主操作,教师可以给予适当指导;以及学生通过实验全面掌握各方面的操作能力,并且不断提升。课堂实验的引入,丰富了学生们的学习生活,同时也锻炼了学生自主操作实验的能力,具有非常强大的现实意义。
参考文献:
【1】宋风调. 立足高中物理课堂,培养学生操作能力[J]. 中外交流,2021,28(6):1524.
【2】刘杨波. 高中物理实验教学与学生操作能力的培养[J]. 新课程导学,2016(14):26.
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