此文發(fā)《素質(zhì)教育》2019年5月
優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)過程教學(xué)與學(xué)生思維能力培養(yǎng)研究
湖北省建始縣第一中學(xué) 朱小娟 郵編;445300
【摘 要】高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅要重視學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，更要重視學(xué)生物理思維能力的發(fā)展。本文簡(jiǎn)要分析高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)調(diào)動(dòng)學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力， 并從形象思維、抽象思維、創(chuàng)造思維三個(gè)方面探討如何在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)施培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力。
【關(guān)鍵詞】 高中物理 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程 思維能力培養(yǎng)
高中物理課堂的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠從學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)入手，通過直觀性的物理教學(xué)使學(xué)生能夠深入了解物理知識(shí)點(diǎn)的概念與內(nèi)涵，從而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)性的探索，促進(jìn)學(xué)生打破原有的思維定勢(shì).但是在現(xiàn)今的高中物理課堂，多數(shù)教師未提高對(duì)實(shí)驗(yàn)過程、布局與流程優(yōu)化的重視程度，這不僅不利于高中物理教學(xué)水平的提高，更不利于學(xué)生的綜合發(fā)展.
1 應(yīng)用問題導(dǎo)入法，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣
在傳統(tǒng)高中物理課堂實(shí)驗(yàn)中，教師雖強(qiáng)調(diào)以演示實(shí)驗(yàn)入手，提高學(xué)生主動(dòng)實(shí)驗(yàn)的積極性與水平，但多是采用固定的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ胶退季S方式，在操作上也極為僵硬呆板，并沒有對(duì)傳統(tǒng)的思路進(jìn)行突破.因此，學(xué)生的思維只能按部就班地根據(jù)教師的指導(dǎo)、教材的順序展開，不能加深對(duì)實(shí)驗(yàn)操作目的、過程的思考.為了突破這一局限，教師首先應(yīng)該重視學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)，借助問題導(dǎo)入法來提高學(xué)生的洞察能力與思維能力，達(dá)到手與眼、腦的綜合運(yùn)用.
教師在課堂實(shí)驗(yàn)中提出的問題可以分為啟發(fā)性、引導(dǎo)性、開放性以及未竟性這四種類型，保證問題導(dǎo)入法在各個(gè)環(huán)節(jié)上的連貫性.例如在人教版高中物理選修3-2《楞次定律》的課堂實(shí)驗(yàn)中，教師首先可以根據(jù)教學(xué)的目的與大綱設(shè)置一定的問題場(chǎng)景，提出具有啟發(fā)特性的問題：“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)會(huì)對(duì)其磁通量引起怎樣的變化？磁通在磁場(chǎng)的影響下是會(huì)增加還是減少？”這些問題的提出并不是孤立的，而是引入生活中常見的案例來提高學(xué)生的思考興趣.啟發(fā)性問題的提出有助于學(xué)生思維平臺(tái)的構(gòu)架，是問題情景構(gòu)建的重要基礎(chǔ).隨后，教師還可以應(yīng)用引導(dǎo)性問題的提出來加深學(xué)生對(duì)“楞次定律”實(shí)驗(yàn)在步驟、原理與結(jié)果上的思考，打破事先明確“靈敏電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向與通入電流方向間的關(guān)系”等概念，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的知識(shí)點(diǎn)與內(nèi)容進(jìn)行模糊化，讓學(xué)生自己通過觀察與思考解釋指針出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)混亂等特殊現(xiàn)象，并要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)、所想以及實(shí)驗(yàn)的過程得出結(jié)果.從實(shí)驗(yàn)過程、方法以及態(tài)度、價(jià)值觀上來對(duì)學(xué)生展開引導(dǎo)，通過不斷提問、不斷解答來促進(jìn)學(xué)生打破思維定式，讓學(xué)生從知識(shí)的學(xué)習(xí)者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)的探索者，切實(shí)參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，完成高中物理教學(xué)的根本目的.另外，教師還需要注意通過開放性問題來提高“楞次定律”實(shí)驗(yàn)的教學(xué)水平，教師首先要打破傳統(tǒng)教學(xué)的態(tài)度問題，將自己與學(xué)生擺在[HJ1.53mm] 同一地位，與學(xué)生討論“楞次定律”實(shí)驗(yàn)在器材準(zhǔn)備以及步驟上存在的局限，讓學(xué)生展開思考：怎樣對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，以保證獲得結(jié)果的準(zhǔn)確性.引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)、積極的思考，鼓勵(lì)學(xué)生打破傳統(tǒng)思維的局限.最后，教師還需要注重在“楞次定律”實(shí)驗(yàn)中引入未竟性問題，這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)結(jié)果是未知的，教師應(yīng)該提供機(jī)會(huì)讓學(xué)生自己去解釋實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問題與現(xiàn)象.
通過上述四種類型問題的合理運(yùn)用，有助于教師以問題為脈絡(luò)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的連貫性.同時(shí)，亦有利于學(xué)生開發(fā)創(chuàng)新性思維，加深對(duì)物理知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí).
2 引入檢核思考法，促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展
實(shí)驗(yàn)流程的程序化是目前高中物理課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)最大的枷鎖，這種教學(xué)方法同時(shí)也禁錮了學(xué)生思維的發(fā)展，嚴(yán)重扼殺了學(xué)生的創(chuàng)造力，無利于學(xué)生加深對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、物理知識(shí)的了解.中學(xué)生本就處于生長(zhǎng)發(fā)育的旺盛階段，對(duì)知識(shí)有著強(qiáng)烈的求索欲，并擁有豐富的想象力與創(chuàng)造性思維.因此，教師應(yīng)該結(jié)合中學(xué)生學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，引入檢核思考法，實(shí)現(xiàn)學(xué)生思維的全面發(fā)展.檢核思考法的運(yùn)用能夠與物理教學(xué)的知識(shí)點(diǎn)達(dá)成有機(jī)結(jié)合，將實(shí)驗(yàn)分為單個(gè)項(xiàng)目，逐個(gè)來進(jìn)行討論，并且在此討論的過程中促進(jìn)知識(shí)點(diǎn)在理解上的深入，實(shí)現(xiàn)具有周密性、整體性、條理性的思考.
例如在人教版高中物理必修二“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，教師可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的過程、儀器以及教學(xué)的具體內(nèi)容對(duì)檢核思考法與奧斯本檢核思考表進(jìn)行改良，從實(shí)驗(yàn)的變化、是否他用、是否重組以及是否代用四個(gè)方面對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢核.該實(shí)驗(yàn)中的變化主要檢核其測(cè)量范圍是否能夠被擴(kuò)大、其設(shè)計(jì)方案是否能夠得到簡(jiǎn)化；是否他用則主要檢核“鋼球從斜槽滾下”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理是否能夠拓展；對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裰亟M的檢核則包括實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)布局、實(shí)驗(yàn)順序調(diào)整、實(shí)驗(yàn)儀器以及方案組合等多個(gè)部分；對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虼玫臋z核包括儀器和原理兩個(gè)方面.通過各個(gè)項(xiàng)目的討論與研究可以發(fā)現(xiàn)原本采取的鋼球與鉛筆尖相碰以及鋼球通過紙片小孔進(jìn)行描點(diǎn)等實(shí)驗(yàn)裝置都存在一定的缺陷，不僅體現(xiàn)在操作難度上，也體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與效果上.經(jīng)過檢核，學(xué)生在加深知識(shí)點(diǎn)理解的基礎(chǔ)上，自主地對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)布局、儀器、方案進(jìn)行了改進(jìn)，提出可以利用金屬桿來控制移動(dòng)尺的垂直移動(dòng)范圍，通過鋼球運(yùn)動(dòng)撞擊固定的水平移動(dòng)尺來研究鋼球運(yùn)動(dòng)的軌跡.但是在應(yīng)用檢核思考法的過程中，教師要注意對(duì)應(yīng)用方法的解析與示范.相比較傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，這種檢核方法在改進(jìn)實(shí)驗(yàn)儀器與布局的同時(shí)，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新性思維的拓展，有利于提高高中物理教學(xué)的質(zhì)量與水平.
3 把握思維規(guī)律性，保證課堂實(shí)驗(yàn)條理
教師在促進(jìn)學(xué)生智力拓展，打破思維定式的同時(shí)，還應(yīng)該認(rèn)識(shí)到學(xué)生的思維具有拓展性與層次性.從片面入手，注重思維的全面發(fā)展；從低層次切入，引導(dǎo)思維發(fā)展邁入高層次.對(duì)此，教師必須針對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)的流程進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，保證流程與學(xué)生思維發(fā)展的特點(diǎn)相匹配，將學(xué)生看做是擁有主動(dòng)性、思維性的生命客體，從而保證實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)上的深入淺出與嚴(yán)謹(jǐn)條理.
例如在人教版高中物理選修1-1《電磁感應(yīng)現(xiàn)象》的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，為了加深學(xué)生對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維.教師首先應(yīng)該通過演示實(shí)驗(yàn)來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在課堂上展示手搖式的發(fā)電機(jī)來為小燈泡供電，并讓學(xué)生自己上臺(tái)來參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，提出“為什么線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)就能發(fā)電”的問題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.其次，教師應(yīng)該通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，利用磁鐵插入或拔出線圈，讓學(xué)生自己去觀察靈敏電流計(jì)的變化；磁鐵插入并轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流是否存在等對(duì)比來加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的思考.另外，教師還可以提供機(jī)會(huì)讓學(xué)生自己提出假設(shè)，并組織、安排學(xué)生自己設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)來對(duì)假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證，在此基礎(chǔ)上找到更多電流產(chǎn)生的途徑與方法.在此基礎(chǔ)上，教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生個(gè)人思維的拓展，通過引入案例來讓學(xué)生結(jié)合身邊的實(shí)力加深對(duì)電流的理解，例如教師可以提出“音響的發(fā)聲原理”等問題，在結(jié)合多媒體教學(xué)的條件下，讓學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)的結(jié)果、相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)來解釋電流的產(chǎn)生與運(yùn)用，通過各種循序漸進(jìn)的實(shí)驗(yàn)過程與擴(kuò)充性的知識(shí)理念促進(jìn)學(xué)生思維的拓展.
綜上所述，為了改進(jìn)高中物理課堂實(shí)驗(yàn)的不足，教師必須結(jié)合學(xué)生的思維特點(diǎn)，通過引導(dǎo)式的教學(xué)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，借助檢核思考來鼓勵(lì)學(xué)生打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)思維模式.只有促進(jìn)“以教定學(xué)”到“以學(xué)定教”的轉(zhuǎn)變，在結(jié)合教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的有機(jī)整合，才能促進(jìn)高中物理教學(xué)水平的提高，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的全面發(fā)展與思維拓展.
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