新課程理念下高中非常規(guī)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

摘

要：隨著現(xiàn)階段我國(guó)新一輪課程改革新要求的不斷深入，當(dāng)代教育對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了全新的革新要求。物理課程從其學(xué)科本質(zhì)上分析其屬于一門以實(shí)驗(yàn)作為基礎(chǔ)鋪墊的自然科學(xué)，在高中階段的物理教學(xué)活動(dòng)中，不僅僅是對(duì)基礎(chǔ)性物理知識(shí)的傳播，同時(shí)還肩負(fù)著對(duì)學(xué)生觀察的敏銳能力、科學(xué)實(shí)踐能力，并能夠通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)，高中物理課程是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維意識(shí)與能力的重要途徑。本文主要以新人教版高中物理教材為研究背景，簡(jiǎn)要闡述非常規(guī)物理實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵與重要性，重點(diǎn)對(duì)新課程理念下高中非常規(guī)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新路徑進(jìn)行探究。關(guān)鍵詞：新課程理念;高中物理教學(xué);非常規(guī)物理實(shí)驗(yàn)高中階段的物理實(shí)驗(yàn)課程主要分為兩個(gè)部分，其一是指在針對(duì)某種物理概念所開(kāi)展的專業(yè)實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)過(guò)程在教材中體現(xiàn)，該種實(shí)驗(yàn)課程通常被稱之為常規(guī)實(shí)驗(yàn)課程。而第二種實(shí)驗(yàn)則是利用一些生活中常見(jiàn)的物品代替專業(yè)的實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生從生活發(fā)現(xiàn)的角度去感知物理知識(shí)的存在，也被稱之為非常規(guī)實(shí)驗(yàn)課程。隨著當(dāng)前新課程理念的不斷深入，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)意識(shí)越發(fā)重視，在物理教材中，針對(duì)教學(xué)知識(shí)內(nèi)容也設(shè)置了一些常規(guī)性的實(shí)驗(yàn)，而這些實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生物理知識(shí)的有效學(xué)習(xí)的助益亦不容忽視，但是教材中的常規(guī)性實(shí)驗(yàn)過(guò)于單一且具有一定的局限性，專業(yè)的實(shí)驗(yàn)器材與學(xué)生生活存在一定的脫節(jié)，通過(guò)非常規(guī)性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展能夠有效彌補(bǔ)這一問(wèn)題。一、非常規(guī)物理實(shí)驗(yàn)在高中物理教學(xué)中的重要性（一）能夠有效提升學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣高中階段的物理課程其知識(shí)難度較大，知識(shí)結(jié)構(gòu)比較嚴(yán)謹(jǐn)，對(duì)學(xué)生的邏輯思維與探究思維要求相對(duì)較高，初中階段的物理學(xué)習(xí)方法已經(jīng)無(wú)法滿足對(duì)高中物理知識(shí)的探索。與此同時(shí)，高中階段的物理課程對(duì)學(xué)生的記憶能力要求相對(duì)較高，學(xué)生需要消耗一定的時(shí)間去理解、記憶所學(xué)習(xí)的物理公式及物理概念。由于知識(shí)難度較高且學(xué)生缺乏行之有效的物理知識(shí)汲取方式，導(dǎo)致有些學(xué)生在高中階段對(duì)物理知識(shí)學(xué)習(xí)一直是興致寥寥。在此背景下，以基礎(chǔ)性物理知識(shí)教學(xué)為鋪墊，教師將一些非常規(guī)物理實(shí)驗(yàn)融入物理教學(xué)活動(dòng)中，不僅能夠有效增添物理教學(xué)活動(dòng)的趣味性，同時(shí)能夠有效開(kāi)發(fā)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)參與的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生能夠更加主動(dòng)參與到物理知識(shí)探索活動(dòng)中，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探索興趣，為學(xué)生未來(lái)開(kāi)展對(duì)物理知識(shí)的深度探索做好鋪墊。（二）能夠有效提升學(xué)生物理認(rèn)知水平高中階段的物理課程不僅包括一些基礎(chǔ)性的物理概念與現(xiàn)象，同時(shí)還包含一些物理規(guī)律以及理論，單純依靠學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的記憶固化，無(wú)法實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的深度學(xué)習(xí)。通過(guò)非物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的開(kāi)展，讓學(xué)生借助身邊的常見(jiàn)物品開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)，并從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中得出相應(yīng)的物理結(jié)論，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)親身體驗(yàn)來(lái)提升對(duì)物理知識(shí)的感知。學(xué)生通過(guò)自主創(chuàng)造一些物理現(xiàn)象、物理實(shí)驗(yàn)，來(lái)感受物理學(xué)科的內(nèi)涵，能夠有效提升學(xué)生的物理認(rèn)知水平，重點(diǎn)培養(yǎng)其科學(xué)探索精神與創(chuàng)新精神，開(kāi)發(fā)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)探索的主觀能動(dòng)性，提升其科學(xué)鉆研能力。二、新課程理念下高中非常規(guī)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新路徑（一）開(kāi)展非常規(guī)物理實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生物理興趣培養(yǎng)傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)以教師演示為主，學(xué)生通過(guò)對(duì)教師實(shí)驗(yàn)過(guò)程的模仿來(lái)完成相應(yīng)的物理實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)形式過(guò)于單一，且內(nèi)容較為枯燥，學(xué)生長(zhǎng)期處在被動(dòng)環(huán)境下接受知識(shí)，學(xué)生的主動(dòng)性較差，不利于對(duì)學(xué)生科學(xué)探索精神的培養(yǎng)。在此背景下，教師應(yīng)當(dāng)積極落實(shí)以生為本的教學(xué)理念，充分彰顯學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體地位，結(jié)合學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展特點(diǎn)，以教材知識(shí)內(nèi)容為依托，將非常規(guī)性物理實(shí)驗(yàn)融入教學(xué)活動(dòng)中，讓學(xué)生通過(guò)自主知識(shí)探索來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)物理知識(shí)的汲取，不僅能夠有效開(kāi)發(fā)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)探索的主觀能動(dòng)性，同時(shí)能夠有效豐富物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)形式，提升學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中的體驗(yàn)性，在引導(dǎo)學(xué)生掌握物理知識(shí)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)其科學(xué)探索精神的有效培養(yǎng)。以新人教版高中物理教材《牛頓第一定律》為例，在教學(xué)活動(dòng)中，教師首先借助視頻課件向?qū)W生展示車輛安全帶的視頻課件，然后讓學(xué)生結(jié)合視頻說(shuō)一說(shuō)開(kāi)車時(shí)為什么要系好安全帶，通過(guò)學(xué)生的討論引出今天的學(xué)習(xí)主題。然后教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)非常規(guī)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)《不倒的棋子》（如圖1），在桌子上疊好五顆象棋棋子，并準(zhǔn)備一個(gè)直尺，然后讓學(xué)生首先猜想一下能否在上面四顆棋子不倒的情況下，將最下邊的棋子拿出來(lái)。交流結(jié)束后教師進(jìn)行提問(wèn)，然后為每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證自己的猜想，看看能否成功將最下面的棋子取出。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師讓學(xué)生將自己的實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行展示，并說(shuō)一說(shuō)其成功或失敗的原因。教師結(jié)合學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，為學(xué)生演示這一實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生進(jìn)行觀察，并幫助學(xué)生分析其失敗的原因。例如直尺打擊棋子的速度、打擊的角度等等。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后教師借助媒體課件為學(xué)生展示探究問(wèn)題：“為什么被迅速打擊的那個(gè)棋子迅速飛出，而疊在上面的棋子則豎直下落到桌面上了，沒(méi)有隨著最下面那個(gè)棋子的飛出而移動(dòng)？為什么緩慢移動(dòng)最下面那個(gè)棋子，上面的棋子則會(huì)隨之移動(dòng)？”讓學(xué)生結(jié)合剛才的實(shí)驗(yàn)開(kāi)展交流。教師再結(jié)合學(xué)生的討論結(jié)果引導(dǎo)學(xué)生對(duì)本節(jié)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步探索，通過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)能夠引起學(xué)生探求物理知識(shí)的興趣，吸引學(xué)生能夠以最佳的狀態(tài)參與對(duì)后續(xù)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)。（二）運(yùn)用非常規(guī)物理實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生科學(xué)思維培養(yǎng)由于高中階段的學(xué)生社會(huì)認(rèn)知能力較為有限，在思考與探究問(wèn)題時(shí)其思維具有一定的局限性，教師通過(guò)非常規(guī)性物理實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展，能夠有效幫助學(xué)生突破思維的局限性，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生科學(xué)思維的有效培養(yǎng)。在非常規(guī)物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，其主要的實(shí)驗(yàn)器材都是源自生活，甚至一部分實(shí)驗(yàn)器材需要學(xué)生動(dòng)手制作。因此，教師在日常物理教學(xué)活動(dòng)中，應(yīng)結(jié)合物理知識(shí)內(nèi)容，借助學(xué)生對(duì)新鮮事物的獵奇心理，讓學(xué)生通過(guò)非常規(guī)性物理實(shí)驗(yàn)開(kāi)展物理現(xiàn)象、規(guī)律的探究，促進(jìn)學(xué)生能夠手腦并用，逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)物理知識(shí)的深度探索，不僅能夠有效訓(xùn)練其科學(xué)思維，同時(shí)能夠有效培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)與能力。以新人教版高中物理教材《超重與失重》為例，在教學(xué)活動(dòng)中，教師首先借助媒體課件為學(xué)生播放太空失重的視頻課件，讓學(xué)生進(jìn)行觀看，并說(shuō)一說(shuō)為什么在太空中會(huì)產(chǎn)生這一現(xiàn)象。交流結(jié)束后。教師為學(xué)生展示今天的探究主題：“如圖2所示，將兩個(gè)金屬螺母拴在一根橡皮筋的兩端，再把橡皮筋的中點(diǎn)用一短繩固定在紙杯的底部正中，讓螺母掛在空盒的口邊上。然后讓紙杯從約2米的高處自由下落，嘗試猜想一下會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？”讓學(xué)生根據(jù)教師所設(shè)置的實(shí)驗(yàn)情境交流自己的猜想，并說(shuō)一說(shuō)自己得出此猜想的物理依據(jù)。接下來(lái)教師讓學(xué)生根據(jù)探究主題用螺母、一次性紙杯、螺母開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證自己的猜想，并嘗試說(shuō)一說(shuō)導(dǎo)致這一現(xiàn)象發(fā)生的原因。交流結(jié)束教師圍繞學(xué)生的意見(jiàn)對(duì)其中所涵蓋的物理知識(shí)進(jìn)行梳理。最后教師為了幫助學(xué)生固化本節(jié)知識(shí)，教師為學(xué)生布置課后實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生準(zhǔn)備一個(gè)體重秤，然后找一個(gè)電梯，用表格記錄電梯向上或向下移動(dòng)的瞬間體重秤的變化，并根據(jù)其實(shí)驗(yàn)結(jié)果嘗試闡述其中的物理原理。此種實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)形式，不僅能夠有效幫助學(xué)生突破思維的局限性，讓學(xué)生學(xué)會(huì)從不同的角度、不同的層次開(kāi)展對(duì)物理知識(shí)的探索，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生科學(xué)思維的有效培養(yǎng)。（三）運(yùn)用非常規(guī)物理實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生探究意識(shí)培養(yǎng)在高中階段，無(wú)論是學(xué)生還是教師，不僅面臨著繁重的課業(yè)壓力，同時(shí)還面臨著高考?jí)毫?，為了讓學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)能夠汲取更多知識(shí)，大部分教師在日常教學(xué)活動(dòng)中，大多是以教師作為教學(xué)活動(dòng)核心，采用機(jī)械式灌輸?shù)姆绞綄?duì)知識(shí)進(jìn)行傳授，在該種教學(xué)模式下，由于學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中缺乏有效互動(dòng)，對(duì)物理知識(shí)缺乏深思意識(shí)，不利于對(duì)學(xué)生科學(xué)探究意識(shí)與能力的培養(yǎng)。教師在日常物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活中，應(yīng)當(dāng)充分彰顯學(xué)生的在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中的主體地位，讓學(xué)生通過(guò)自主開(kāi)展非常規(guī)物理實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)對(duì)物理知識(shí)的探索，重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生探究意識(shí)與質(zhì)疑精神的培養(yǎng)。以新人教版高中物理教材《探究向心力大小》為例，在教學(xué)活動(dòng)中，教師首先借助媒體課件為學(xué)生展示“水流星”表演視頻，讓學(xué)生說(shuō)一說(shuō)為什么在這個(gè)表演中水桶在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，桶中水沒(méi)有流出去。然后讓學(xué)生用帶有細(xì)繩的一次性水杯代替水桶，演示“水流星”實(shí)驗(yàn)（如圖3）。實(shí)驗(yàn)復(fù)原結(jié)束后，教師為學(xué)生拋出探究活動(dòng)：“向心力的大小與哪些因素有關(guān)呢？”再引導(dǎo)學(xué)生選擇不同質(zhì)量的小鋼球和不同長(zhǎng)度的細(xì)繩開(kāi)展對(duì)上述問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)探究，并通過(guò)不同的嘗試來(lái)判定影響向心力大小的因素。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師讓學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行展示，并結(jié)合學(xué)生的意見(jiàn)對(duì)本實(shí)驗(yàn)中所涵蓋的物理知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理。讓學(xué)生進(jìn)一步明確向心力的大小與小球質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)速度、細(xì)繩長(zhǎng)度之間的關(guān)系。通過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)形式，讓學(xué)生通過(guò)自主開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)來(lái)探索其中所蘊(yùn)含的物理知識(shí)，不僅能夠有效開(kāi)發(fā)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)探索的主觀能動(dòng)性，同時(shí)能夠有效實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)物理概念的深度理解，提升其科學(xué)探索意識(shí)與科學(xué)探究能力。四、結(jié)語(yǔ)總而言之，在高中階