新高考背景下高中物理实验教学存在的问题及对策
摘要
关键词
新高考;高中物理;实验教学;问题;对策
正文
新高考改革旨在培养学生的综合素质和创新能力,实验教学作为物理教学的重要组成部分,其重要性日益凸显。然而,当前高中物理实验教学中存在一些问题,这些问题制约了实验教学的发展,影响了学生的实验能力和科学素养的提升。因此,本文旨在分析这些问题,并提出相应的对策,以促进高中物理实验教学的改进和发展。
1 新高考背景下高中物理实验教学存在的问题
1.1轻实验、重理论的现象普遍
在新高考背景下,尽管实验教学的重要性日益凸显,但轻实验、重理论的现象在高中物理教学中仍然普遍存在。由于受到传统的教育观念的影响,许多物理老师觉得只要学会了解题的方法,学会了理论知识,就能应付考试,所以经常把实验教学边缘化,把它看作是一种辅助手段[1]。在教学过程中,老师通常只做一些简单的示范,而不留给学生进行实际操作的机会。学生只是单纯地看着实验,没有亲自参与、体验的过程,这就造成了他们对实验的认识只停留在表层,不能对实验的原理、方法有更深层次地了解和掌握。同时,也存在着对实验结果进行评估的现象。这样的考核方法既不能充分体现学生的实验能力,又不能有效地调动学生的学习热情。
如,教师在讲解“牛顿第二定律(F=ma)”时,首先,教师会花费大量时间向学生介绍牛顿第二定律的理论知识,包括公式的含义、各个物理量的意义以及公式的应用等。接着,教师通过一些简单的例题来巩固学生的理论知识,让学生做一些练习题来加深对公式的理解。最后,教师可能会安排一次实验课,让学生亲自动手进行实验验证牛顿第二定律[2]。但是,由于时间有限或者其他原因,实验往往只是走过场,学生只是按照教师的指导进行实验操作,由于缺乏实验的支持和验证,学生对理论知识的理解也可能停留在表面,难以深入理解和掌握。
1.2物理实验重视结果,忽视过程
在物理实验教学中,其中一个明显的问题就是教师往往过于重视实验结果,而忽视了实验过程的重要性。在教学中,由于教学时间紧张,教师往往急于完成实验任务,导致教学内容过于单一,教学效果不理想。实验过程本身就包含了大量的科学知识与逻辑联系,对于学生了解物理规律,提高观察与思维能力具有十分重要的作用。但是,在目前的物理实验教学中,老师一般都是通过简单地演示,让学生根据课本上的内容去讲解实验步骤。这样的教学方法忽略了学生的主观能动性,使学生失去了自己的探究与思考能力。因为没有深刻地认识和经验,很多时候,学生只是机械地做实验,而不能真正把握实验的原理与方法。这既制约着学生的实验能力、素质的提高,又制约着其创新思维的形成。
1.3实验教学方法单一
在高中物理教学中,实验教学方法的单一性是一个显著的问题。传统的实验教学模式往往是教师演示为主,学生仅仅作为观察者参与实验过程。这种模式下,学生缺乏主动操作和探究的机会,导致他们对实验的兴趣和积极性不高。
首先,在物理教学中,教师主要是以“演示”的方式进行教学活动,这严重影响了学生的学习积极性;在这种单一的教学模式中,学生只能被动地看着老师的操作,而不能真正体会到实验的过程与原理。这样的教学方法,不仅剥夺了学生的自主学习与探究的机会,而且也使他们很难对实验的性质及所蕴含的物理规律有更深刻的认识[3]。其次,单一的教学模式对学生的实验能力、创新意识的发展不利;在物理教学中,实验教学是一个非常重要的环节,通过动手操作,提高学生的动手能力,观察能力,分析问题的能力。但是,在传统的实验教学中,通常只要求学生对试验的现象、结果进行观察,而不能给学生充分地动手实践的机会。这导致学生缺乏独立思考和解决问题的能力,难以培养出真正的实验能力和创新精神。
2 新高考背景下高中物理实验创设自主实验机会夯实理论认知
随着新高考的推进,高中物理实验教学面临着新的机遇和挑战。在这一背景下,如何创设更多的自主实验机会,让学生在亲身实践中深化理论认知,成为实验教学的重要议题。
首先,要明确自主实验的意义。自主实验不仅可以让学生亲自动手操作,感受实验的过程和原理,还能培养他们的独立思考和解决问题的能力。通过自主实验,使学生对物理原理有了更深层次的了解,从而让学生把抽象的知识变成了直观的感觉,使学生的理论认识更加牢固[4]。
其次,新高考对高中物理实验教学提出了更高的要求。教师可以设计一些开放性的实验课题,使学生能够自由选择实验设备,设计实验方案,完成实验操作。这种方法能充分调动学生的学习兴趣和热情,让他们在实验中积极思考,积极探索。学生在自主实验时,教师要对学生进行适当的引导与帮助。在实验开始之前,老师可以通过讲解实验的基本原理和注意事项等,使学生树立起正确的实验思路。
在实验过程中,老师可以进行巡回指导,对学生提出的问题给予及时地解答,保证实验的顺利进行。在实验结束后,老师可以组织学生对试验结果进行分析、探讨,使他们从中总结出一些物理规律,从而更好地掌握理论知识。同时,充分运用虚拟实验室和网上实验平台,为学生创造更多的自主实验机会。这种新的教学方法,使学生能够在家里或教室里,随时随地地开展实验,打破时空的束缚。利用虚拟实验与网上实验相结合的方法,使学生对实验现象有了更为直观地观察与记录,同时也能对实验结果进行演示与交流。通过创设更多的自主实验机会,让学生在亲身实践中深化理论认知,不仅可以提高他们的物理学习效果,还能培养他们的实验能力和创新精神,这将为学生未来的学习和发展奠定坚实的基础。
3 新高考背景下高中物理实验教学对策
随着新高考的到来,高中物理实验教学面临着新的要求和挑战。为了适应这一变革,实验教学需要采取一系列对策,以提高学生的实验能力、探究能力和创新精神。
3.1强调实验过程而非结果的重要性
在传统的高职物理实验教学中,教师过于重视实验结果的正确性,把实验看作是对理论知识进行检验的一种方式,而忽视了实验过程对学生学习的重要性。这种教学方式导致学生仅仅为了得到正确的实验结果而机械地操作,缺乏对实验原理的深入理解和探究[5]。但是,实验教学需要发生根本性的转变。把重点从实验结果转向实验过程,使学生更多地参与到实验的操作和设计中来,提高其实验能力,提升其科学思维。重实验过程而非结果,即对实验步骤是否合理,实验操作是否规范,实验资料的搜集与整理等都要给予学生更多的重视。在教学过程中,教师要考虑的问题有很多,比如:为什么要选用这种仪器,怎样进行实验,怎样才能有效地控制实验参数,怎样才能避免实验中出现的错误。通过这种方式,可以使学生对所学的物理规律有更深刻地认识,从而使他们对所学的理论知识有更深刻的认识。同时,加强对实验教学的重视,有利于提升学生的科研意识,增强学生的创新意识。在教学实践中,学生可能会碰到种种意料不到的状况与问题,这就要求他们积极地进行思维与解决。这种探究性的学习方式能够激发学生的好奇心和求知欲,促使他们主动探索未知领域,培养学生的创新精神和实践能力。
3.2引入探究式实验教学的重要性与方法
在新高考背景下,高中物理实验教学急需一种能够激发学生主动性与创新性的教学模式,而探究式实验教学正是这样一种理想的选择。探究式实验教学强调以学生为中心,将传统的被动接受知识转变为学生的主动探究与发现,使实验课堂焕发出生机与活力。探究式实验教学鼓励学生自主设计实验方案。在这一过程中,学生需要根据实验目的和已有知识,选择合适的实验器材、确定实验步骤和方法,并预测可能的实验结果。这种自主设计的过程不仅能够培养学生的实验操作能力,还能够锻炼他们的逻辑思维和问题解决能力。
进行实验操作是探究式实验教学的核心环节。学生需要按照自己设计的实验方案进行操作,观察实验现象、记录实验数据,并对实验结果进行分析与解释。在这一过程中,学生需要严谨、细致地操作,以确保实验数据的准确性和可靠性。同时,他们还需要学会如何控制实验变量、减少实验误差等实验技巧,提高实验的科学性和有效性。
以高中物理新人教版必修一中的“自由落体运动”为例,当讲解这一知识点时,教师首先提问:“物体自由下落的速度与时间有什么关系?”引发学生的好奇心和探究欲望。接着,学生根据问题,进行自主设计实验方案。例如,使用打点计时器和纸带,测量不同时间点的物体下落高度,从而探究物体下落的速度与时间的关系。学生按照自己设计的实验方案进行操作,观察纸带上各点之间的距离,记录数据。实验数据进行整理和分析,绘制出速度-时间图像,从而得出物体自由下落的速度与时间成正比的结论。通过以上探究式教学设计,不仅可以使学生更加深入地理解自由落体运动的规律,还可以培养学生的实验能力、观察能力和科学探究精神。同时,这种教学方式也能够激发学生的学习兴趣和积极性,提高他们的物理学习效果。
3.4注重培养学生的实验素养和科学精神
实验教学在物理教学中,占据着举足轻重的地位。它不仅是传授物理知识、验证物理定律的重要手段,更是培养学生实验素养和科学精神的重要途径。实验素养是指学生在实验过程中所展现出的能力、态度和品质,而科学精神则是科学研究者所应具备的基本素质。
在实验教学中,培养学生的实验素养是至关重要的。首先,实验安全意识的培养不容忽视。物理实验往往涉及各种仪器和设备,学生需要了解并遵守实验室的安全规定,正确使用实验器材,确保实验的顺利进行。其次,实验规范意识的培养同样重要。学生需要了解实验的基本步骤和操作流程,严格按照实验规范进行实验,确保实验结果的准确性和可靠性。此外,实验数据分析和处理能力的培养也是实验教学的重要任务。学生需要学会如何收集、整理和分析实验数据,从中提取出有用的信息,为得出结论提供依据。
3.5利用现代信息技术手段辅助教学
随着科技的飞速发展,现代信息技术手段如虚拟实验室、在线实验平台等,为教育领域带来了革命性的变革。这些技术手段不仅丰富了实验教学的资源,还为学生提供了更加便捷、高效的实验环境。
虚拟实验室是以计算机为基础的仿真实验环境。它可以模拟真实的实验环境,使学生有身临其境的感觉。在虚拟实验室中,学生可以随时随地进行实验操作。这种灵活的学习既能有效地提高教学效果,又能调动学生的学习兴趣。同时,虚拟实验室还能对现实中很难完成的实验情景进行仿真,使学生对物理现象的性质、规律有更深刻的认识。网络实验平台是网络环境下的一个重要组成部分[6]。在线实验平台则是一种基于互联网技术的实验教学平台,它为学生提供了大量的实验资源与仪器,使学生能够在网上完成实验操作与数据分析。通过在线实验平台,学生可以与他人进行实时交流和合作,共同探究物理问题。这种协作式的学习方式不仅培养了学生的团队合作精神,还能提高他们的实验能力和科学探究能力。
结束语
新高考背景下,高中物理实验教学面临着新的挑战和机遇。教师可以通过加强实验资源建设、更新实验教学方法等措施,有效解决当前存在的问题,提高高中物理实验教学的质量。这不仅有助于培养学生的实验能力和科学素养,也为高考改革背景下的物理教学提供了有力支持。
参考文献:
[1] 陈书强.新高考改革下提升高中物理实验教学的策略分析[J].考试周刊, 2021, 000(094):118-120.
[2] 吕传辉.新课程背景下高中物理教学改革及对策分析[J].文渊(高中版), 2019, 000(008):572.
[3] 李启明.新高考改革背景下优化高中物理实验教学的实践研究[J].中华活页文选:高中版, 2022(14):0024-0026.
[4] 徐孔锋.新高考改革下提升高中物理实验教学的策略研究[J].中学课程辅导(教学研究), 2021, 000(032):29.
[5] 陈昊烽.教育体制改革背景下高中物理实验教学现状与应对策略[J].中文科技期刊数据库(全文版)教育科学,2021(1):0351-0351353
[6] 陈后奎.探究新课改背景下高中物理实验教学现状以及解决策略[J].教育(文摘版), 2017(1):00069-00069.
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