新课程理念下高中非常规物理实验教学研究

摘

要：随着现阶段我国新一轮课程改革新要求的不斷深入，当代教育对高中物理实验教学提出了全新的革新要求。物理课程从其学科本质上分析其属于一门以实验作为基础铺垫的自然科学，在高中阶段的物理教学活动中，不仅仅是对基础性物理知识的传播，同时还肩负着对学生观察的敏锐能力、科学实践能力，并能够通过物理实验不断发现问题并解决问题能力的培养，高中物理课程是培养学生创新思维意识与能力的重要途径。本文主要以新人教版高中物理教材为研究背景，简要阐述非常规物理实验的内涵与重要性，重点对新课程理念下高中非常规物理实验教学的创新路径进行探究。关键词：新课程理念;高中物理教学;非常规物理实验高中阶段的物理实验课程主要分为两个部分，其一是指在针对某种物理概念所开展的专业实验，其实验方法与实验过程在教材中体现，该种实验课程通常被称之为常规实验课程。而第二种实验则是利用一些生活中常见的物品代替专业的实验器材，让学生从生活发现的角度去感知物理知识的存在，也被称之为非常规实验课程。随着当前新课程理念的不断深入，对物理实验教学意识越发重视，在物理教材中，针对教学知识内容也设置了一些常规性的实验，而这些实验对学生物理知识的有效学习的助益亦不容忽视，但是教材中的常规性实验过于单一且具有一定的局限性，专业的实验器材与学生生活存在一定的脱节，通过非常规性实验的开展能够有效弥补这一问题。一、非常规物理实验在高中物理教学中的重要性（一）能够有效提升学生物理学习兴趣高中阶段的物理课程其知识难度较大，知识结构比较严谨，对学生的逻辑思维与探究思维要求相对较高，初中阶段的物理学习方法已经无法满足对高中物理知识的探索。与此同时，高中阶段的物理课程对学生的记忆能力要求相对较高，学生需要消耗一定的时间去理解、记忆所学习的物理公式及物理概念。由于知识难度较高且学生缺乏行之有效的物理知识汲取方式，导致有些学生在高中阶段对物理知识学习一直是兴致寥寥。在此背景下，以基础性物理知识教学为铺垫，教师将一些非常规物理实验融入物理教学活动中，不仅能够有效增添物理教学活动的趣味性，同时能够有效开发学生对物理实验教学参与的主观能动性，让学生能够更加主动参与到物理知识探索活动中，培养学生科学探索兴趣，为学生未来开展对物理知识的深度探索做好铺垫。（二）能够有效提升学生物理认知水平高中阶段的物理课程不仅包括一些基础性的物理概念与现象，同时还包含一些物理规律以及理论，单纯依靠学生对物理知识的记忆固化，无法实现学生对物理知识的深度学习。通过非物理实验活动的开展，让学生借助身边的常见物品开展物理实验，并从实验现象中得出相应的物理结论，引导学生通过亲身体验来提升对物理知识的感知。学生通过自主创造一些物理现象、物理实验，来感受物理学科的内涵，能够有效提升学生的物理认知水平，重点培养其科学探索精神与创新精神，开发学生对物理知识探索的主观能动性，提升其科学钻研能力。二、新课程理念下高中非常规物理实验教学的创新路径（一）开展非常规物理实验，加强对学生物理兴趣培养传统物理实验教学以教师演示为主，学生通过对教师实验过程的模仿来完成相应的物理实验，实验形式过于单一，且内容较为枯燥，学生长期处在被动环境下接受知识，学生的主动性较差，不利于对学生科学探索精神的培养。在此背景下，教师应当积极落实以生为本的教学理念，充分彰显学生在教学活动中的主体地位，结合学生的个性化发展特点，以教材知识内容为依托，将非常规性物理实验融入教学活动中，让学生通过自主知识探索来实现对相关物理知识的汲取，不仅能够有效开发学生对物理知识探索的主观能动性，同时能够有效丰富物理实验教学活动形式，提升学生在物理实验教学活动中的体验性，在引导学生掌握物理知识的同时，实现对其科学探索精神的有效培养。以新人教版高中物理教材《牛顿第一定律》为例，在教学活动中，教师首先借助视频课件向学生展示车辆安全带的视频课件，然后让学生结合视频说一说开车时为什么要系好安全带，通过学生的讨论引出今天的学习主题。然后教师为学生创设非常规实验活动《不倒的棋子》（如图1），在桌子上叠好五颗象棋棋子，并准备一个直尺，然后让学生首先猜想一下能否在上面四颗棋子不倒的情况下，将最下边的棋子拿出来。交流结束后教师进行提问，然后为每个实验小组准备实验器材，让学生通过实验来验证自己的猜想，看看能否成功将最下面的棋子取出。实验结束后，教师让学生将自己的实验过程进行展示，并说一说其成功或失败的原因。教师结合学生的实验结果，为学生演示这一实验让学生进行观察，并帮助学生分析其失败的原因。例如直尺打击棋子的速度、打击的角度等等。实验结束后教师借助媒体课件为学生展示探究问题：“为什么被迅速打击的那个棋子迅速飞出，而叠在上面的棋子则竖直下落到桌面上了，没有随着最下面那个棋子的飞出而移动？为什么缓慢移动最下面那个棋子，上面的棋子则会随之移动？”让学生结合刚才的实验开展交流。教师再结合学生的讨论结果引导学生对本节知识点进行进一步探索，通过这样的实验活动能够引起学生探求物理知识的兴趣，吸引学生能够以最佳的状态参与对后续物理知识的学习。（二）运用非常规物理实验，加强对学生科学思维培养由于高中阶段的学生社会认知能力较为有限，在思考与探究问题时其思维具有一定的局限性，教师通过非常规性物理实验的开展，能够有效帮助学生突破思维的局限性，实现对学生科学思维的有效培养。在非常规物理实验活动中，其主要的实验器材都是源自生活，甚至一部分实验器材需要学生动手制作。因此，教师在日常物理教学活动中，应结合物理知识内容，借助学生对新鲜事物的猎奇心理，让学生通过非常规性物理实验开展物理现象、规律的探究，促进学生能够手脑并用，逐步实现对物理知识的深度探索，不仅能够有效训练其科学思维，同时能够有效培养其创新意识与能力。以新人教版高中物理教材《超重与失重》为例，在教学活动中，教师首先借助媒体课件为学生播放太空失重的视频课件，让学生进行观看，并说一说为什么在太空中会产生这一现象。交流结束后。教师为学生展示今天的探究主题：“如图2所示，将两个金属螺母拴在一根橡皮筋的两端，再把橡皮筋的中点用一短绳固定在纸杯的底部正中，让螺母挂在空盒的口边上。然后让纸杯从约2米的高处自由下落，尝试猜想一下会发生什么现象？”让学生根据教师所设置的实验情境交流自己的猜想，并说一说自己得出此猜想的物理依据。接下来教师让学生根据探究主题用螺母、一次性纸杯、螺母开展实验，并根据实验结果验证自己的猜想，并尝试说一说导致这一现象发生的原因。交流结束教师围绕学生的意见对其中所涵盖的物理知识进行梳理。最后教师为了帮助学生固化本节知识，教师为学生布置课后实验活动，让学生准备一个体重秤，然后找一个电梯，用表格记录电梯向上或向下移动的瞬间体重秤的变化，并根据其实验结果尝试阐述其中的物理原理。此种实验教学活动形式，不仅能够有效帮助学生突破思维的局限性，让学生学会从不同的角度、不同的层次开展对物理知识的探索，实现对学生科学思维的有效培養。（三）运用非常规物理实验，加强对学生探究意识培养在高中阶段，无论是学生还是教师，不仅面临着繁重的课业压力，同时还面临着高考压力，为了让学生在有限的时间内能够汲取更多知识，大部分教师在日常教学活动中，大多是以教师作为教学活动核心，采用机械式灌输的方式对知识进行传授，在该种教学模式下，由于学生在教学活动中缺乏有效互动，对物理知识缺乏深思意识，不利于对学生科学探究意识与能力的培养。教师在日常物理实验教学活中，应当充分彰显学生的在物理实验教学活动中的主体地位，让学生通过自主开展非常规物理实验实现对物理知识的探索，重点加强对学生探究意识与质疑精神的培养。以新人教版高中物理教材《探究向心力大小》为例，在教学活动中，教师首先借助媒体课件为学生展示“水流星”表演视频，让学生说一说为什么在这个表演中水桶在旋转过程中，桶中水没有流出去。然后让学生用带有细绳的一次性水杯代替水桶，演示“水流星”实验（如图3）。实验复原结束后，教师为学生抛出探究活动：“向心力的大小与哪些因素有关呢？”再引导学生选择不同质量的小钢球和不同长度的细绳开展对上述问题的实验探究，并通过不同的尝试来判定影响向心力大小的因素。实验结束后，教师让学生对该实验小组的实验结论进行展示，并结合学生的意见对本实验中所涵盖的物理知识点进行梳理。让学生进一步明确向心力的大小与小球质量、转动速度、细绳长度之间的关系。通过这样的实验教学活动形式，让学生通过自主开展物理实验来探索其中所蕴含的物理知识，不仅能够有效开发学生对物理知识探索的主观能动性，同时能够有效实现学生对物理概念的深度理解，提升其科学探索意识与科学探究能力。四、结语总而言之，在高中阶